卫星信号干扰器的原理使用和防范

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近期常有一些地区的用户询问：不管是接收105.5°E亚洲3S，还是134°E亚太6号卫星的C波段信号，均受到干扰而无法正常接收，总是有一会儿信号，一会儿又突然没信号，不知是什么原因？

这可能是一些地区出现了一种名为卫星信号干扰器的设备所施放的干扰信号所致。卫星信号干扰器的设备如题图、图1所示，利用全频式（3.7～4.2GHz）宽带脉冲发射，干扰卫星向地面发射的下行频率信号，使某一特定区域内的卫星接收装置无法接收到正常的卫星信号。

卫星信号干扰从干扰手段上，可分为数字信号干扰和载波（或窄带）信号干扰。前者是采用和正常广播信号同样的数字形式，使正常图像出现“马赛克”或“黑屏”。干扰以功率占用为主，即从同向发射大功率同频信号，对卫星接收通道实现在一定频率范围内的功率占用，使得干扰信号的场强远远大于正常卫星到达地面的信号场强，以干扰、压制信号，使其不能正常接收。

对于同频干扰来讲，干扰信号可使图象产生严重马赛克停顿现象；干扰严重时，甚至出现黑屏现象。对于非同频干扰，由于卫星接收机的选频作用．允许干扰电平大于信号电平，但干扰电平大到使高频头进入饱和状态（接收机输入电平范围为-60dBm～-25dBm），此时电视画面出现白屏现象。

工作原理

卫星信号干扰器又称卫星信号屏蔽器，它由发射机和发射天线组成。

1、发射机

发射机是通过电子电路产生微波振荡信号作为对卫星的干扰信号，其外壳类似有线电视上的干线放大器（图2），内部结构如图3所示。

发射机结构示意图如图4所示，它将跳频振荡模块和功率放大模块以及高性能开关电源整合在一个防雨型的金属屏蔽壳里面，只要接上220V电源和发射天线就可以正常工作。

工作时，发射机中的跳频振荡模块能产生一组3.7～4.2GHz连续扫频信号，并且每隔5ms的时间在这500MHz通带内扫描一次；再经过前置放大和功率放大模块的推动、放大到足够功率后用，通过发射天线发射出去。由于振荡模块的扫描时间很快，因此在500MHz带宽范围内的干扰信号相当于是全部连续的，发射机的发射出来频率又和C波段卫星接收信号的下行频率一致，因此它发射出来的信号对卫星下行信号有同频干扰作用。

2、发射天线

发射天线是发射微波干扰信号的，根据发射天线的形状和结构可分为偶极板天线、喇叭天线和全向天线三种。偶极板天线的辐射角在110°～180°之间，辐射距离较远（图5）。

常用的为喇叭天线（图6），喇叭天线的辐射角小，只在45°～60°范围内，目前的喇叭天线大多采用水平和垂直极化分别扫描的，这种方式功耗高，有效辐射小。虽然天线辐射距离跟偶极板天线相当，但辐射角度远远小于偶极板天线，不过相比偶极板天线，成本较低。

全向天线（图7）是360°全方位辐射，不过辐射半径只有偶极板天线的一半。对于发射天线南面的卫星接收天线来说，干扰信号是从背面射过来的，这些信号不能有效地反射到卫星接收天线的高频头上形成干扰，因此即便是全向天线，其干扰效果也是北面好，南面差。这样实际使用效果上还不如选择偶极板天线安装在干扰区域的南面，向北面照射。

不过全向天线安装方便，特别是有一种专用的、隐形的全向发射天线（图8），该天线安装灵活、抗风性能强，且隐蔽性能好。

卫星信号干扰器根据干扰覆盖区域及配备发射天线的要求，有不同的性能指标，价位也在五千元到几万元不等，某款型号卫星信号干扰器的技术指标如附表所示。

使用方法

使用卫星信号干扰器时，首先将发射机接通电源，此时在机壳侧面的发光二极管将周期性点亮，表示发射机已经正常工作。在发射机上还配有功率可调节旋钮，用户可按照当地情况将功率调整到理想状态，使得发射距离最远。

1、安装选址

卫星信号干扰器发射的是微波信号，由于微波属于直线传播，不管卫星信号干扰器采用多大的功率，若有阻挡是不可能会有效果的，因此在安装时选址很重要。一般卫星接收天线是朝南接收的，因此干扰器要放置在卫星接收天线的前面，将发射天线对着接收天线，也就是说发射天线的方向必须朝北发射，此时干扰效果最佳。如果发射机放置在接收天线后面也朝南发射的话，由于接收天线锅面是金属板，有屏蔽的作用，干扰效果不会理想。

2、距离和频率限制

卫星信号干扰器受距离和频率限制，因为发送的干扰微波传播损耗（LS）与工作频率（f）和传播距离（d）有关，在自由空间传播条件下，传输损耗的计算公式为：LS＝32.45+20lgf+20lgd

当f或d增大一倍时，Ls将分别增加6dB。采用4.2 GHz 系统传输距离一般不会超过3km，因此距离越远，干扰的能力也就越差。

另外，目前的卫星信号干扰器都是对C 波段的卫星信号实施干扰，主要是针对亚洲3S、亚太6号卫星。对Ku波段信号的干扰作用很小，因为对于Ku 波段干扰而言，由于工作频率太高，所需的微波发射管价格昂贵，制作调试难度大，所以目前还很少见。

3、发射功率的测试

对于如何判断卫星信号干扰器的发射功率，用户可采用电流估算的方式：一般有效功率为10W的机器，正常工作电流是在6A左右；20W的机器，电流在13A左右。还有一个经验办法可以估测，就是将发射机和发射天线接好，将手指放入天线发射振子的发射腔里面，手指能够感觉到有点发麻、发热，感觉越明显说明功率越大，这和微波炉能够利用微波加热的原理是一致的。

防范措施

如果星级的涉外宾馆、科研院校等正常接收卫星信号受到干扰，建议单位相关的设备维护技术人员，可通过下面的一些防范措施避免受干扰。

1、寻找屏蔽位置

卫星信号是从天空上下来、有线的干扰信号是在地面上发射出来的、它们之间的信号发射角度是不一样的。可找到干扰波不能干扰或干扰小的位置，即干扰死角。干扰波和卫星波都是直线波，行进途中遇障碍物会被反射，但这两种电波的区别在于，干扰波的场强大于卫星波数千万倍，致使遇到障碍物及建筑物后会四处反射，而卫星波如没有被天线所反射则易被地表所吸收。

寻找屏蔽位置最简单的方法是降低天线高度，因为干扰器在传送微波干扰信号时都有一定的高度。其次可利用四周自然物体避开周围的强微波干扰信号，如放在开阔地面上要比放在楼层顶上效果好；还可将天线移至建筑物另一面，利用建筑物来遮挡来自该方向的干扰波，如图9所示。

2、加装防干扰装置

判断出干扰波的来源方位，在天线的一侧或多侧架设金属网遮挡干扰波，将干扰波反射回去。金属网架设高度需超过卫星天线上的高频头，且不能挡到卫星信号的行进路线。由于C波段信号波长在71.4mm～88.2mm之间，如果采用金属网屏蔽干扰波，为防止干扰波漏进金属网，网孔孔径应小于最短波长71.4mm的1/4，即＜17.85mm。

3、选择短焦天线

常用的正馈天线焦距口径比F/D在0.3～0.4之间（注：F表示天线抛物面的焦距，D表示天线口面直径），F/D＞0.25，属于长焦天线，安装在焦点处的馈源位于天线口面之外（图10），其特点是焦距长、信号增益高，但防微波干扰差。

我们可以采用短焦天线，如图11所示，其F/D＜0.25，由于馈源处于天线口面和反射面之间，焦距短、抗干扰好，不过信号增益略差。

4、转星接收

在干扰区域内采用上面的措施还是无法解决，如果所要接收的信号，在其他卫星的C波段上也能够接收到，可转星接收。通过改变接收天线的指向，看看能否避开干扰波的干扰区域，另外也可转收卫星上的Ku波段信号，来避免干扰。

5、设置耗电单元

可在卫星信号干扰器发射天线附近区域，设置多个耗电单元，来消弱干扰作用。耗电单元可用粗漆包线绕成空心线圈（十余匝即可），线圈两端联接手电筒用的小灯泡或发光管。