浅析卫星地球站上行信号对微波站干扰的计算
引言
由于卫星通信系统与微波接力系统共用频段，会产生同频干扰。为了避免新建卫星地球站建成后的上行频率对地球站周围微波接力系统造成有害干扰，依据中华人民共和国信息产业部第21号令《建立卫星通信网和设置使用地球站管理规定》【2002.6.21】和《建设卫星通信网和设置使用地球站的暂行规定》【国无管（1995.1）4号】，要求建站单位在卫星地球站确定站址之前，在申报有关技术资料的同时，提供数据要准确、论证要充分、分析要科学、结论要明确的卫星地球站对微波接力站的干扰分析报告。无线电管理部门根据建站单位提供的拟建站址电磁环境测试报告和干扰分析报告，作为审批站址时的技术参考。本文主要介绍卫星地球站周围(以卫星地球站天线为中心)半径100 km以内共用频段的卫星地球站对微波接力站的干扰计算步骤和具体方法，供大家参考。
1.相关技术标准
根据GB13616－92"微波接力站电磁环境保护要求"规定，卫星地球站上行信号对微波接力通信系统的干扰允许值为--
(1) 对于模拟微波接力通信系统2500 km假设参考电路的任何话路的相对零电平点，干扰功率应符合以下要求:
a.任何月份20％以上的时间内，噪声计加权1分钟平均功率不超过1000 pW。
b.任何月份0.01％以上的时间内，噪声计加权1分钟平均功率不超过50000 pW。
（2）对于数字微波接力通信系统2500 km假设参考数字通路道的64 kbit/s输出端，干扰功率应符合以下要求:
a.任何月份0.04％以上的时间内，任意1分钟射频干扰功率引起的平均误码率应不超过10-6。
b.任何月份0.0054％以上的时间内，任意1秒钟射频干扰功率引起的平均误码率应不超过10-3。
c.任何月份由于射频干扰功率引起的误码秒累积时间应不超过0.032％。
2.相关参数的计算
在实际的干扰分析计算中，预选卫星地球站站址的经纬度和静止卫星星下点的经纬度及微波接力站（以下简称:微波站）站址的经纬度是已知的，通过这些已知的参数可以计算出:卫星地球站的通信方位角和仰角、卫星地球站与微波站之间的距离、卫星地球站与微波站的空间损耗、卫星地球站鉴别角、微波站鉴别角、卫星地球站天线增益、微波站天线增益、实际干扰信号电平值、干扰信号允许值（干扰容限值）。
2.1 地球站通信方位与仰角的计算
设卫星地球站A的经纬度分别为φ1和θ1，静止卫星W的星下点S的经纬度为Ψ和0，φ0=Ψ-φ1为星下点S对卫星地球站A的经度差，微波站B点的经纬度分别为φ2和θ2。
当卫星地球站A天线对准卫星W时，其仰角EL和方位角AZ分别为:
对于对地静止卫星而言，
式中，RE为地球半径，6378公里;hE为卫星距地面距离大约35786.6公里。
注意:方位角有正有负，此公式是以正南为基准。我国基本上以正北为准，因此:
2.2 卫星地球站和微波站间的通信方位及路径的计算
已知卫星地球站和微波站两点A、B的经纬度，可进行以下计算。
2.2.1 计算A点到B点的真北方位角
A点到B点的真北方位角AZ用下式计算:
当tgAZ >0,θ1<θ2，方位角为AZ;
若θ1>θ2，方位角为π+AZ;
当tgAZ<0,θ1>θ2，方位角为π-｜AZ｜;
若θ1<θ，方位角为2π-｜AZ｜。
式中: φ1为A点经度，弧度;φ2为B点经度，弧度;
θ1为A点纬度，弧度;θ2为B点纬度，弧度。
2.2.2 计算A点到B点的距离
① 大圆路径计算方法
d=cos-1(cosαcosβ+sinαsinβcosC)*α （7）。
式中，C=ψ2-ψ1; θ1，θ2，ψ2和ψ1的定义同上。
② 平坦地面计算方法（ d<10 km）
式中，R为地球半径，为6378公里; θ1，θ2，ψ2和ψ1的定义同上。
2.3 卫星地球站和微波站干扰鉴别角的计算
卫星地球站通信方向AC与微波站被干扰方向AB之间夹角为ψ，即卫星地球站通信方向对微波站的干扰鉴别角。φA为卫星通信方向在其通信方位角上的投影与该卫星地球站至微波站方向在水平面的夹角。CB垂直于AB,C点向地面投影交于O点（见图1）。
由图2可知:
φA′=｜AZ-AZ′｜ ( rad ) ，
φA =φA′ 0≤φA′≤π ,
或φA=2π－φA′ φA′＞π。
2.3.1 卫星地球站通信方向对微波站被干扰方向的干扰鉴别角的计算
由图1可知: ψ= cos-1 (cosEL* cosφA) （9）。
（以上计算假设微波站工作仰角ε=0时）若ε≠0，则（9）式应写成如下式:
ψ=cos-1(cosε*cosEL*cosφA＋sinε*sinEL)（10）。
2.3.2 微波站通信方向对被卫星地