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(tái) 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(lái)越多的城市已經(jīng)開(kāi)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(huì)給信息安全傳輸帶來(lái)極大的隱患。

1 故障排查

根據(jù)信號(hào)可能會(huì)隨時(shí)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(cè)試了一臺(tái)帶有專(zhuān)用天線的射頻接收器，該天線接收器正常，又測(cè)試了一臺(tái)專(zhuān)用光纖無(wú)線信號(hào)機(jī)發(fā)射的射頻分辨率，該天線接收器正常，排除了信號(hào)傳輸數(shù)據(jù)過(guò)程中的故障。

工作人員將兩個(gè)設(shè)備接入中星6A帶下行線的垂直天線信號(hào)頻譜，得到射頻天線的高清信號(hào)載波頻譜。當(dāng)兩個(gè)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(shí)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(cè)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(wú)線干擾的射頻信號(hào)。

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(duì)應(yīng)的高頻轉(zhuǎn)發(fā)器的上下行載波頻率信號(hào)為3500～3600MHz，具有異常載波的干擾信號(hào)，當(dāng)該種異常高峰載波干擾信號(hào)在高頻轉(zhuǎn)發(fā)器的某個(gè)頻譜信號(hào)帶寬內(nèi)時(shí)，有一個(gè)頻率比較突出的異常高峰信號(hào)和波浪信號(hào)出現(xiàn)。在進(jìn)行本次測(cè)試的整個(gè)過(guò)程中，可以明顯發(fā)現(xiàn)，當(dāng)5G基站開(kāi)啟后，即使整個(gè)基站內(nèi)完全沒(méi)有5G業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，在輻射頻譜上也會(huì)馬上出現(xiàn)輕微的基站干擾和輻射強(qiáng)度上的提升。此時(shí)，位于C波段的衛(wèi)星發(fā)射信號(hào)上的干擾可能會(huì)隨之不斷加強(qiáng)。由此可以預(yù)見(jiàn)，在未來(lái)5G技術(shù)廣泛應(yīng)用后，無(wú)線基站間的信號(hào)發(fā)射干擾會(huì)以較強(qiáng)的干擾方式繼續(xù)存在。

2 5G信號(hào)干擾衛(wèi)星C波段信號(hào)故障解決措施

2.1 窄帶高頻頭的測(cè)試分析

2.1.1 高頻頭原理及組成

高頻衛(wèi)星信號(hào)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(gè)部分，實(shí)現(xiàn)了對(duì)微弱高頻衛(wèi)星發(fā)射信號(hào)同時(shí)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(hào)并將其轉(zhuǎn)換頻率為950～2150MHz的中頻衛(wèi)星信號(hào)。高頻接觸式探頭對(duì)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(lèi)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(lái)說(shuō)，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(gè)部件綜合組成。衛(wèi)星發(fā)射信號(hào)經(jīng)過(guò)高頻饋源、耦合接收設(shè)備、高頻頭接口等各個(gè)環(huán)節(jié)一并進(jìn)行高頻處理后，形成中頻衛(wèi)星信號(hào)，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(hào)。

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(jì)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(hào)上都應(yīng)該能夠直接得到比較好地衰減通過(guò)。對(duì)于帶外頻率范圍低于3600MHz的固定信號(hào)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(shí)，衰減后的值能達(dá)到57dB左右。

2.2 窄帶濾波器的測(cè)試分析

實(shí)驗(yàn)中主要使用的儀器是不同品牌、不同型號(hào)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(hào)，具有低插損、低群延遲（其中一些信號(hào)典型的數(shù)值大約≤8ns）等強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)，確保工作中長(zhǎng)時(shí)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(jì)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(hào)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(jì)劃的5G信號(hào)工作頻率范圍分配情況分析來(lái)看，工作頻率（3400～3600MHz）剛好位于C波段衛(wèi)星信號(hào)接收到的擴(kuò)展信號(hào)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(hào)在管外輸出或調(diào)制轉(zhuǎn)換輸入至高頻頭接口時(shí)，對(duì)管外輸出的射頻信號(hào)源進(jìn)行紅外變頻前，起到抑制管內(nèi)帶外5G功率信號(hào)的混頻功能，防止由于抑制帶內(nèi)強(qiáng)功率信號(hào)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(lái)更多窄帶網(wǎng)絡(luò)無(wú)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(wú)法正常接收窄帶信號(hào)，直接遭受高頻干擾的復(fù)雜問(wèn)題。嘗試使用一臺(tái)寬帶高頻頭接收機(jī)對(duì)中頻引入信號(hào)的本振頻譜干擾進(jìn)行了一次展開(kāi)性的干擾監(jiān)測(cè)（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(hào)一般存在于一個(gè)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(hào)，強(qiáng)度最好可以直接控制在50dBm。電信運(yùn)營(yíng)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(hào)頻率干擾在中頻較強(qiáng)信號(hào)的高頻功率頻譜范圍中的值從M1（1550MHz）至M2（1650MHz），對(duì)應(yīng)兩次變頻前的低速上、下行信號(hào)頻率峰值范圍大約為（3500～3600MHz），存著一個(gè)帶寬為100MHz的較強(qiáng)導(dǎo)頻信號(hào)，且在兩次變頻后的1600MHz（分別對(duì)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(hào)中頻頻譜的導(dǎo)頻，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)頻較強(qiáng)信號(hào)的高功率和低功率相對(duì)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(lái)說(shuō)導(dǎo)頻較強(qiáng)信號(hào)的高功率和低功率導(dǎo)頻幅度相對(duì)比實(shí)施試驗(yàn)階段大幅提高。

結(jié)束語(yǔ)

隨著5G技術(shù)的發(fā)展，會(huì)建設(shè)越來(lái)越多的5G基站。衛(wèi)星接收天線應(yīng)及時(shí)做好防范應(yīng)對(duì)5G信號(hào)的干擾，做好對(duì)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(guò)和運(yùn)營(yíng)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(gè)可備選的選擇。