王明舉

內(nèi)蒙古自治區(qū)廣播電視傳輸發(fā)射中心海拉爾861臺 內(nèi)蒙古 呼倫貝爾市 021008

引 言

隨著5G技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，越來越多的城市已經(jīng)開始投資建設(shè)5G試點(diǎn)基站。當(dāng)C波段衛(wèi)星的接收受到嚴(yán)重的同頻和鄰頻干擾，會給信息安全傳輸帶來極大的隱患。

1 故障排查

根據(jù)信號可能會隨時出現(xiàn)的一些故障情況，工作人員首先要進(jìn)行排查的是監(jiān)看線路的故障原因。工作人員測試了一臺帶有專用天線的射頻接收器，該天線接收器正常，又測試了一臺專用光纖無線信號機(jī)發(fā)射的射頻分辨率，該天線接收器正常，排除了信號傳輸數(shù)據(jù)過程中的故障。

工作人員將兩個設(shè)備接入中星6A帶下行線的垂直天線信號頻譜，得到射頻天線的高清信號載波頻譜。當(dāng)兩個設(shè)備相互連接進(jìn)行高壓供電后，在頻譜儀中，可以從中星衛(wèi)視的高清載波上看到不時出現(xiàn)的一些干擾毛刺及隨機(jī)出現(xiàn)在中星衛(wèi)視載波和視頻轉(zhuǎn)發(fā)器的載波基底噪聲。由于射頻測試儀與系統(tǒng)所有外部設(shè)備的相互作用基本正常，可以直接判斷系統(tǒng)是否外部輸入導(dǎo)致被無線干擾的射頻信號。

當(dāng)高頻掃寬器的Span值進(jìn)一步加大后，發(fā)現(xiàn)在1550～1650MHz附近，對應(yīng)的高頻轉(zhuǎn)發(fā)器的上下行載波頻率信號為3500～3600MHz，具有異常載波的干擾信號，當(dāng)該種異常高峰載波干擾信號在高頻轉(zhuǎn)發(fā)器的某個頻譜信號帶寬內(nèi)時，有一個頻率比較突出的異常高峰信號和波浪信號出現(xiàn)。在進(jìn)行本次測試的整個過程中，可以明顯發(fā)現(xiàn)，當(dāng)5G基站開啟后，即使整個基站內(nèi)完全沒有5G業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸時，在輻射頻譜上也會馬上出現(xiàn)輕微的基站干擾和輻射強(qiáng)度上的提升。此時，位于C波段的衛(wèi)星發(fā)射信號上的干擾可能會隨之不斷加強(qiáng)。由此可以預(yù)見，在未來5G技術(shù)廣泛應(yīng)用后，無線基站間的信號發(fā)射干擾會以較強(qiáng)的干擾方式繼續(xù)存在。

2 5G信號干擾衛(wèi)星C波段信號故障解決措施

2.1 窄帶高頻頭的測試分析

2.1.1 高頻頭原理及組成

高頻衛(wèi)星信號接口在高頻衛(wèi)星前端內(nèi)部主要分為高速低噪音高頻放大器和下變頻器兩個部分，實(shí)現(xiàn)了對微弱高頻衛(wèi)星發(fā)射信號同時進(jìn)行高速低噪音高頻放大和進(jìn)行下變頻兩大主要功能，放大了高頻輸入衛(wèi)星信號并將其轉(zhuǎn)換頻率為950～2150MHz的中頻衛(wèi)星信號。高頻接觸式探頭對于高頻電磁波的相互干擾作用比較敏感，需將其內(nèi)部覆蓋一層類似金屬制表面殼體層有效屏蔽高頻電磁波。從部件結(jié)構(gòu)上來說，高頻接觸式探頭主要由功率混頻器、中頻功放、本振、電源管和穩(wěn)壓等多個部件綜合組成。衛(wèi)星發(fā)射信號經(jīng)過高頻饋源、耦合接收設(shè)備、高頻頭接口等各個環(huán)節(jié)一并進(jìn)行高頻處理后，形成中頻衛(wèi)星信號，并由一條相應(yīng)的同軸線向衛(wèi)星接收機(jī)前端發(fā)出信號。

2.1.2 高頻頭特性分析

高頻頭屬于一種有源射頻設(shè)備。高頻頭的綜合利用及其抗干擾的性能，僅僅只是從生產(chǎn)廠商為其提供的有源設(shè)備及其出廠后的一些性能指標(biāo)中加以粗略地進(jìn)行估計得出其本身具有的外部和內(nèi)部抗干擾性的功能。作為窄帶高頻頭接收器的天線在頻率范圍3700～4200MHz的射頻帶外信號上都應(yīng)該能夠直接得到比較好地衰減通過。對于帶外頻率范圍低于3600MHz的固定信號頻率，衰減后的最大值可以達(dá)到45dB左右。當(dāng)帶外頻率范圍低于3500MHz時，衰減后的值能達(dá)到57dB左右。

2.2 窄帶濾波器的測試分析

實(shí)驗(yàn)中主要使用的儀器是不同品牌、不同型號的小型微波窄帶頻率濾波器，主要功能是有效地快速屏蔽位于C波段中低頻帶外干擾信號，具有低插損、低群延遲（其中一些信號典型的數(shù)值大約≤8ns）等強(qiáng)大優(yōu)勢，確保工作中長時間使用3700～4200MHz頻率范圍。該系列產(chǎn)品的帶通濾波器被廣泛設(shè)計為集成式并安裝在衛(wèi)星天線的饋源與高頻頭接口端，有效地抑制5G基站信號發(fā)射導(dǎo)致的強(qiáng)波和帶外微波干擾。從目前正式投入商業(yè)應(yīng)用和已經(jīng)制定計劃的5G信號工作頻率范圍分配情況分析來看，工作頻率（3400～3600MHz）剛好位于C波段衛(wèi)星信號接收到的擴(kuò)展信號頻段。目前在衛(wèi)星廣播電視應(yīng)用領(lǐng)域中，絕大多數(shù)高頻頭c波段范圍寬度剛好是3400～4200MHz。使用該系列濾波器能夠使紅外射頻調(diào)制信號在管外輸出或調(diào)制轉(zhuǎn)換輸入至高頻頭接口時，對管外輸出的射頻信號源進(jìn)行紅外變頻前，起到抑制管內(nèi)帶外5G功率信號的混頻功能，防止由于抑制帶內(nèi)強(qiáng)功率信號變頻產(chǎn)生的混頻諧波干擾。

2.3 窄帶高頻頭+窄帶濾波器的結(jié)合

隨著5G的正式商業(yè)化使用和未來更多窄帶網(wǎng)絡(luò)無線基站的投入建設(shè)，之前采用的窄帶高頻頭接收天線的抗干擾保護(hù)措施，存在一部分天線無法正常接收窄帶信號，直接遭受高頻干擾的復(fù)雜問題。嘗試使用一臺寬帶高頻頭接收機(jī)對中頻引入信號的本振頻譜干擾進(jìn)行了一次展開性的干擾監(jiān)測（在C波段下的寬帶高頻頭接收機(jī)的本振頻率范圍一般是3400～4200MHz，本振頻率一般是5150MHz），干擾信號一般存在于一個M=1600MHz的本振位置（即變頻前頻率為3550MHz），這里一般存在著較強(qiáng)的中頻引入引出導(dǎo)頻干擾信號，強(qiáng)度最好可以直接控制在50dBm。電信運(yùn)營商在2018年前后實(shí)施兩次試驗(yàn)，導(dǎo)頻階段的5G較強(qiáng)信號頻率干擾在中頻較強(qiáng)信號的高頻功率頻譜范圍中的值從M1（1550MHz）至M2（1650MHz），對應(yīng)兩次變頻前的低速上、下行信號頻率峰值范圍大約為（3500～3600MHz），存著一個帶寬為100MHz的較強(qiáng)導(dǎo)頻信號，且在兩次變頻后的1600MHz（分別對應(yīng)于兩次變頻前的高頻率3550MHz）處分別出現(xiàn)了兩次導(dǎo)頻，峰值大約是45dBm左右。比較前后兩次5G信號中頻頻譜的導(dǎo)頻，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)頻較強(qiáng)信號的高功率和低功率相對比較于實(shí)施試驗(yàn)期間大幅增強(qiáng)，強(qiáng)度在5dBm以上。整體來說導(dǎo)頻較強(qiáng)信號的高功率和低功率導(dǎo)頻幅度相對比實(shí)施試驗(yàn)階段大幅提高。

結(jié)束語

隨著5G技術(shù)的發(fā)展，會建設(shè)越來越多的5G基站。衛(wèi)星接收天線應(yīng)及時做好防范應(yīng)對5G信號的干擾，做好對各種方法的可行性探討和驗(yàn)證。除了使用窄帶高頻頭，還可以通過和運(yùn)營商協(xié)商，讓5G站點(diǎn)盡量遠(yuǎn)離接收天線，實(shí)在不能遠(yuǎn)離的，要避免在天線主瓣方向放置5G站點(diǎn)，在天線周邊建設(shè)金屬屏蔽網(wǎng)也是一個可備選的選擇。