卫星信号接收中“同频干扰”的解决办法
时间：11-29
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编者按：这是篇很好的理论指导实践，解决实际问题的文件。"同频干扰"实际上是指卫星接收中各种频率的高次谐波间形成的干扰。
谐波或者说高次谐波是任何一种基本频率信号本身所具有的或者说本身产生出的数量极为它的信数的频率信号，他们之间相逢就会出现干扰。
在卫星接收的实践中，有时会出现"同频谐波干扰"，此时，必须用高档的频率测量仪器才能发现，这在我们一般集体接收单位和个体接收中是具备的，但是你通过如同本文的理论计算与分析便可判断干扰只所在，找到解决干扰的途径和办法。这对于没有测量测量仪的单位或个人来说，其不是事半功倍吗？
情况说明
目前，在清华大学卫星远程教学站设备的安装过程中，个别教学站反映在调试接收卫星信号时非常困难，出现了信号时有时无的现象，即便是更换卫星接收机（盒）也无济于事。为解决这一问题，我们于2009年7月24日到2009年7月28日对该问题反映严重的四川泸州地区内的7个教学站进行了实地测试；于2009年9月16日至2009年9月20日对云南开远和楚雄两个站进行了测试；于2009年11月7日至2009年11月13日分别对海南三亚和再次干扰出现的云南楚雄站进行了实地测试，于2009年11月14日我们对青海化隆县19个教学站进行了实地测试；我们发现，造成卫星信号接收困难的主要原因是：下行频率和高频头本振差出的中频IF信号，与当地模拟集群基站和移动台的高次谐波，产生了"同频干扰"，使我们的卫星信号不能稳定地接收。
理论依据
根据傅立叶级数公式，若给定一个周期为T的函数X（T），那么它可以表示为无穷级数
注意到FK（T）=EIK（2л/T）T是周期为T的函数，故K取不同值的周期讯号具有谐波关系（即它们都具有一个共同周期T）。K=0时（1）式中对应的这一项称为直流分量，K=±1时具有基波频率WO=2л/T，称为一次谐波或基波，类似的有二次谐波，三次谐波等等。
由于函数中四次以上的谐波分量对函数的影响比较小，在一般的工程分析中，四次以上的谐波分量可以忽略不计，因此，重点分析三次以下谐波的影响。
《中国无线电资源分配-无线电频段划分》
根据《中国无线电资源分配-无线电频段划分》的规定：
GSM900/1800双频段数字蜂窝移动台
……
核准频率范围：
TX：885~915MHZ/1710~1785MHZ
RX：930~960MHZ/1805~1880MHZ
……
调频收发信机
……
核准频率范围
调频收发信机使用的频率范围为：31~35MHZ、138~167MHZ、351~358MHZ、358~361MHZ、361~368MHZ、372~379MHZ、379~382MHZ、382~389MHZ、403~420MHZ、450~470MHZ。
……
模拟集群基站和移动台
核准频率范围
移动台：351~358MHZ、372~379MHZ、806~821MHZ
基站：361~368MHZ、382~389MHZ、851~866MHZ
……
3G频段划分
825-835MHZ/870-880MHZ电信CDMA上下行各10M带宽
909-915MHZ/954-960MHZ联通GSM上下行各6M带宽
885-909MHZ/930-954MHZ移动GSM上下行各24带宽
1710-1725MHZ/1805-1820MHZ移动DCS上下行各15M带宽
1745-1755MHZ/1840-1850MHZ联通DCS上下行各10M带宽
1880-1920MHZ/2010-2025MHZ 3G时分双工（TDD）主要频段，即TD-SCDMA
1920-1980MHZ/2110-2170MHZ 3G频分双工（FDD）主要频段，即WCDMA、CDMA2000
1755-1785MHZ/1850-1880MHZ 3G频分双工（FDD）补充频段，即WCMA、CDMA2000
2300-2400MHZ 3G时分双工（TDD）补充频段，即TD-SCDMA1900-1920MHZ电信、网通PHS
对清华大学卫星接收频道有影响的高次谐波
由亚洲卫星公司分配，并经国家无线电管理委员会核准的清华大学远程教育卫星下行频道主要工作参数如下：
下行频率：12362MHZ
符号率：3400极化方式 水平、这个下行频率是分配得到的。
在无线电通信中，一般用频域分割的手段，使得各地的频率资源均匀分配。频率资源经过分配，一般就不再变更了；分给你使用哪个频率段，你就仅能使用哪个频率段，否则将影响其它正常的通信。但当人们遵循《中国无线电资源分配-无线电频段划分》的规定使用无线电时，无线电基波的高次谐波就有要可能影响到我们正常的卫星信号的接收。下面备注中就列举了二个频点存在着高次谐波干扰的可能性。
1、当选用本振频率为11300MHZ的高频头，它跟工作频率12362MHZ差出的中频IF1为：IF1=12362MHZ-11300MHZ=1062MHZ
若有一个基波为354MHZ的频率存在时，则它的三次谐波为：F1=354MHZ*3=1062MHZ
此时，F1=IF1，于是很容易产生我们通常通信意义上所说的三次谐波"同频干扰"。使得工作于1062MHZ频率点的信号无法正常稳定的接收（如：四川的泸州地区、云南楚雄）。
2、当选用频率为10750MHZ的高频头，它跟工作频率12362MHZ差出的中频IF2为：IF2=12362MHZ-10750MHZ=1612MHZ
若有一个基波为806MHZ的频率存在时，则它的二次谐波为：F2=806MHZ*2=1612MZH。
此时，F2=IF2，于是还容易产生我们通常通信意义上所说的二次谐波"同频干扰"。使得工作于1612MHZ频率点的信号无法正常稳定接收（如：云南的开远）。
3、若选用本振频率为10600MHZ的高频头，此时，跟12362MHZ的工作频率差出的中频IF3为：
IF3=12362MHZ-10600MHZ=1762MHZ。
此时，IF3位于（1755-1785MHZ/1850-1880MHZ 3G频分双工（FDD）补充频段）工作频率范围内，即：未来的WCDMA、CDMA2000工作时，若使用10600MHZ高频头将要可能出现基波的同频干扰现象，卫星接收系统的工作稳定性将受到很大的影响。
4、若选用本振频率为11250MHZ的高频头，则它跟工作频率12362MHZ差出的中频IF4为：IF4=12362MHZ-11250MHZ=1112MHZ。
当频率在1104~1116 MHZ之间时，基波不在受影响的范围内；它的二次谐波是2224MHZ，也不在受影响的频率范围内。因此，它是一个可以使用的"频率窗口"。但本 振频率为11250MHZ的高频头目前市场上很少，需要专门定做。
谐波或者说高次谐波是任何一种基本频率信号本身所具有的或者说本身产生出的数量极为它的信数的频率信号，他们之间相逢就会出现干扰。
在卫星接收的实践中，有时会出现"同频谐波干扰"，此时，必须用高档的频率测量仪器才能发现，这在我们一般集体接收单位和个体接收中是具备的，但是你通过如同本文的理论计算与分析便可判断干扰只所在，找到解决干扰的途径和办法。这对于没有测量测量仪的单位或个人来说，其不是事半功倍吗？
情况说明
目前，在清华大学卫星远程教学站设备的安装过程中，个别教学站反映在调试接收卫星信号时非常困难，出现了信号时有时无的现象，即便是更换卫星接收机（盒）也无济于事。为解决这一问题，我们于2009年7月24日到2009年7月28日对该问题反映严重的四川泸州地区内的7个教学站进行了实地测试；于2009年9月16日至2009年9月20日对云南开远和楚雄两个站进行了测试；于2009年11月7日至2009年11月13日分别对海南三亚和再次干扰出现的云南楚雄站进行了实地测试，于2009年11月14日我们对青海化隆县19个教学站进行了实地测试；我们发现，造成卫星信号接收困难的主要原因是：下行频率和高频头本振差出的中频IF信号，与当地模拟集群基站和移动台的高次谐波，产生了"同频干扰"，使我们的卫星信号不能稳定地接收。
理论依据
根据傅立叶级数公式，若给定一个周期为T的函数X（T），那么它可以表示为无穷级数
注意到FK（T）=EIK（2л/T）T是周期为T的函数，故K取不同值的周期讯号具有谐波关系（即它们都具有一个共同周期T）。K=0时（1）式中对应的这一项称为直流分量，K=±1时具有基波频率WO=2л/T，称为一次谐波或基波，类似的有二次谐波，三次谐波等等。
由于函数中四次以上的谐波分量对函数的影响比较小，在一般的工程分析中，四次以上的谐波分量可以忽略不计，因此，重点分析三次以下谐波的影响。
《中国无线电资源分配-无线电频段划分》
根据《中国无线电资源分配-无线电频段划分》的规定：
GSM900/1800双频段数字蜂窝移动台
……
核准频率范围：
TX：885~915MHZ/1710~1785MHZ
RX：930~960MHZ/1805~1880MHZ
……
调频收发信机
……
核准频率范围
调频收发信机使用的频率范围为：31~35MHZ、138~167MHZ、351~358MHZ、358~361MHZ、361~368MHZ、372~379MHZ、379~382MHZ、382~389MHZ、403~420MHZ、450~470MHZ。
……
模拟集群基站和移动台
核准频率范围
移动台：351~358MHZ、372~379MHZ、806~821MHZ
基站：361~368MHZ、382~389MHZ、851~866MHZ
……
3G频段划分
825-835MHZ/870-880MHZ电信CDMA上下行各10M带宽
909-915MHZ/954-960MHZ联通GSM上下行各6M带宽
885-909MHZ/930-954MHZ移动GSM上下行各24带宽
1710-1725MHZ/1805-1820MHZ移动DCS上下行各15M带宽
1745-1755MHZ/1840-1850MHZ联通DCS上下行各10M带宽
1880-1920MHZ/2010-2025MHZ 3G时分双工（TDD）主要频段，即TD-SCDMA
1920-1980MHZ/2110-2170MHZ 3G频分双工（FDD）主要频段，即WCDMA、CDMA2000
1755-1785MHZ/1850-1880MHZ 3G频分双工（FDD）补充频段，即WCMA、CDMA2000
2300-2400MHZ 3G时分双工（TDD）补充频段，即TD-SCDMA1900-1920MHZ电信、网通PHS
对清华大学卫星接收频道有影响的高次谐波
由亚洲卫星公司分配，并经国家无线电管理委员会核准的清华大学远程教育卫星下行频道主要工作参数如下：
下行频率：12362MHZ
符号率：3400极化方式 水平、这个下行频率是分配得到的。
在无线电通信中，一般用频域分割的手段，使得各地的频率资源均匀分配。频率资源经过分配，一般就不再变更了；分给你使用哪个频率段，你就仅能使用哪个频率段，否则将影响其它正常的通信。但当人们遵循《中国无线电资源分配-无线电频段划分》的规定使用无线电时，无线电基波的高次谐波就有要可能影响到我们正常的卫星信号的接收。下面备注中就列举了二个频点存在着高次谐波干扰的可能性。
1、当选用本振频率为11300MHZ的高频头，它跟工作频率12362MHZ差出的中频IF1为：IF1=12362MHZ-11300MHZ=1062MHZ
若有一个基波为354MHZ的频率存在时，则它的三次谐波为：F1=354MHZ*3=1062MHZ
此时，F1=IF1，于是很容易产生我们通常通信意义上所说的三次谐波"同频干扰"。使得工作于1062MHZ频率点的信号无法正常稳定的接收（如：四川的泸州地区、云南楚雄）。
2、当选用频率为10750MHZ的高频头，它跟工作频率12362MHZ差出的中频IF2为：IF2=12362MHZ-10750MHZ=1612MHZ
若有一个基波为806MHZ的频率存在时，则它的二次谐波为：F2=806MHZ*2=1612MZH。
此时，F2=IF2，于是还容易产生我们通常通信意义上所说的二次谐波"同频干扰"。使得工作于1612MHZ频率点的信号无法正常稳定接收（如：云南的开远）。
3、若选用本振频率为10600MHZ的高频头，此时，跟12362MHZ的工作频率差出的中频IF3为：
IF3=12362MHZ-10600MHZ=1762MHZ。
此时，IF3位于（1755-1785MHZ/1850-1880MHZ 3G频分双工（FDD）补充频段）工作频率范围内，即：未来的WCDMA、CDMA2000工作时，若使用10600MHZ高频头将要可能出现基波的同频干扰现象，卫星接收系统的工作稳定性将受到很大的影响。
4、若选用本振频率为11250MHZ的高频头，则它跟工作频率12362MHZ差出的中频IF4为：IF4=12362MHZ-11250MHZ=1112MHZ。
当频率在1104~1116 MHZ之间时，基波不在受影响的范围内；它的二次谐波是2224MHZ，也不在受影响的频率范围内。因此，它是一个可以使用的"频率窗口"。但本 振频率为11250MHZ的高频头目前市场上很少，需要专门定做。
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