周雄林，龐文鎮(zhèn)，周凌宇

（1.92665部隊(duì)，慈利 427200；2.南京熊貓漢達(dá)科技有限公司，南京 210001；3.96862部隊(duì)，洛陽 471003）

1 系統(tǒng)組成

電磁環(huán)境測(cè)試系統(tǒng)由硬件和軟件組成。硬件是指頻譜儀、天線、同軸電纜等硬件設(shè)施；軟件是指頻譜分析、場(chǎng)強(qiáng)測(cè)試、信號(hào)分析、駐波比測(cè)試等功能單元，以及最終呈現(xiàn)的電磁環(huán)境測(cè)試報(bào)告。

硬件設(shè)備連接關(guān)系如圖1所示，由于測(cè)試目標(biāo)頻段需涵蓋衛(wèi)星通信UHF、C、Ku、Ka等多個(gè)頻段，跨度較大，1副測(cè)試天線難以滿足要求，需多副天線分頻段實(shí)現(xiàn)。不同天線的接口不同，需采用連接器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。天饋系統(tǒng)接收到的微弱信號(hào)，利用低損耗同軸電纜，經(jīng)低噪聲放大器，傳送至頻譜儀。當(dāng)周圍有明顯大功率干擾時(shí)，為防止大功率信號(hào)損傷器件，需加裝衰減器。頻譜儀分析處理完畢后，通過數(shù)據(jù)線將數(shù)據(jù)導(dǎo)入電腦軟件中，頻譜儀軟件可實(shí)現(xiàn)對(duì)頻譜儀的訪問和控制，對(duì)獲得的數(shù)據(jù)和圖片進(jìn)行校準(zhǔn)、對(duì)比、編輯形成電磁環(huán)境測(cè)試報(bào)告。電腦中安裝轉(zhuǎn)臺(tái)控制軟件，通過控制線與全轉(zhuǎn)臺(tái)三角架連接，可以控制定向天線的方位角和轉(zhuǎn)動(dòng)速度。

圖1 電磁環(huán)境測(cè)試系統(tǒng)設(shè)備連接關(guān)系圖

2 指標(biāo)分析

系統(tǒng)整體靈敏度（天線接收口面處）指標(biāo)應(yīng)優(yōu)于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中給出的衛(wèi)星地球站接收機(jī)輸入端允許干擾信號(hào)電平值（將饋線忽略，也描述為接受天線輸出端允許干擾電平）。其中[1]：

（1）對(duì)來自雷達(dá)系統(tǒng)的干擾信號(hào)，規(guī)定落入同步衛(wèi)星地球站接收機(jī)輸入端的干擾信號(hào)峰值電平應(yīng)比正常接收信號(hào)電平低10dB。

（2）來自中波（300k-3MHz）、調(diào)頻廣播（88-108MHz）和1～5頻道電視廣播的發(fā)射干擾，在衛(wèi)星通信系統(tǒng)地球站的電場(chǎng)強(qiáng)度應(yīng)不大于125dB（μV/m）。

（3）來自短波廣播的發(fā)射干擾，在衛(wèi)星通信系統(tǒng)地球站的電場(chǎng)強(qiáng)度應(yīng)不大于105dB（μV/m）。

（4）來自移動(dòng)通信系統(tǒng)的諧波發(fā)射干擾，落入同步氣象衛(wèi)星地球站接收機(jī)輸入端的干擾信號(hào)電平應(yīng)比正常接收信號(hào)低25dB。

（5）來自頻段為1GHz-18GHz的工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療設(shè)備的輻射干擾，落入地球站接收機(jī)輸入端的干擾信號(hào)電平應(yīng)比正常按收信號(hào)電平低30dB。

頻譜儀顯示的空間信號(hào)強(qiáng)度（dBm）和電場(chǎng)強(qiáng)度dB（μV/m）轉(zhuǎn)換公式為：E' =P+A+F

式中，E'為空間電場(chǎng)強(qiáng)度，dB（μV/m）；P為頻譜儀分析讀數(shù)，dBm；A為天線系數(shù)，dB（1/m）；F為折算系數(shù)，dB，頻譜儀輸入阻抗50歐姆時(shí)，取107dB；阻抗75歐姆時(shí)，取109dB。

其他頻段的干擾值可利用以下公式計(jì)算[2]：

式中，P為從一個(gè)干擾源來的干擾可以超過允許值的時(shí)間百分?jǐn)?shù)，由于各干擾途徑不一定會(huì)同時(shí)出現(xiàn)，所以p=p0/n；p0為從所有干擾源來的干擾可以超過允許值的時(shí)間百分?jǐn)?shù)；n為預(yù)期的干擾途徑數(shù)目，假定這些干擾途徑是互不相關(guān)的；k為波爾茲曼常數(shù)1.38×10-23，J/K；Te為在接收天線輸出端接收系統(tǒng)的等效熱噪聲溫度，K；B為參考帶寬（被干擾系統(tǒng)的帶寬，在該帶寬內(nèi)可以對(duì)干擾功率進(jìn)行平均），Hz；NL為鏈路噪聲貢獻(xiàn)，dB；對(duì)于衛(wèi)星固定鏈路：NL=1，對(duì)于地面鏈路：NL=0；MS為鏈路性能余量；W為來自發(fā)射干擾的干擾同在參考帶寬內(nèi)由于引入功率相等的額外熱噪聲而引起的干擾相比的等效因數(shù)，dB。當(dāng)發(fā)射干擾比熱噪聲引起的惡化大時(shí)，該因素為正數(shù)。

3 測(cè)試方法

測(cè)試之前，應(yīng)檢查儀器儀表能夠正常工作，由于測(cè)試環(huán)境的不確定，蓄電池及電力電源應(yīng)提前考慮。正式測(cè)試工作可分上午、下午、晚上3個(gè)時(shí)段進(jìn)行測(cè)試，每個(gè)時(shí)段測(cè)試時(shí)長(zhǎng)3小時(shí)左右，排除時(shí)間過短、設(shè)備不穩(wěn)定、饋線損耗等原因影響。

具體操作步驟為：

（1）根據(jù)經(jīng)緯度到達(dá)預(yù)定位置，選取相對(duì)開闊處展開工作。觀察并拍攝周邊環(huán)境，確定預(yù)選點(diǎn)位遠(yuǎn)離高壓線、變壓器[3]，掌握周圍可疑的強(qiáng)輻射源。當(dāng)分辨不清時(shí)應(yīng)先連接衰減器，以免損傷設(shè)備。

（2）按照系統(tǒng)組成的設(shè)備連接關(guān)系開始組裝設(shè)備，天線架設(shè)高度大于1.5米，且設(shè)備良好接地。

（3）接通電源并開啟個(gè)臺(tái)設(shè)備，預(yù)熱至少10分鐘，使測(cè)試設(shè)備工作在正常狀態(tài)。

（4）使用指北針對(duì)所在點(diǎn)位的磁北方向進(jìn)行測(cè)量并記錄，結(jié)合當(dāng)?shù)卮牌菙?shù)據(jù)，將天線指向方位角為0°處。

（5）將天線俯仰角、方位角置為0°，開始順時(shí)針低速均勻旋轉(zhuǎn)，搜索可能出現(xiàn)的干擾信號(hào)，記錄頻譜圖及干擾最大值。

（6）測(cè)試一段時(shí)間后，調(diào)整計(jì)劃方向，繼續(xù)進(jìn)行測(cè)試。

（7）可根據(jù)待用衛(wèi)星的俯仰角，重新設(shè)置天線，再次測(cè)試。

如果待測(cè)衛(wèi)星地球站的用頻、對(duì)星較為明確，可以簡(jiǎn)化測(cè)試步驟，針對(duì)具體情況開展測(cè)試工作。測(cè)試完畢后，根據(jù)記錄結(jié)果，結(jié)合各設(shè)備、饋線的增益及衰減值，計(jì)算最終干擾電平值[4]。將計(jì)算結(jié)果與指標(biāo)要求進(jìn)行對(duì)比，形成最終測(cè)試結(jié)論，寫入電磁環(huán)境測(cè)試報(bào)告。

4 結(jié)束語

電磁環(huán)境測(cè)試對(duì)地球站選址，乃至衛(wèi)星通信系統(tǒng)的運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用，建設(shè)主管部門對(duì)測(cè)試工作給予了高度重視，經(jīng)費(fèi)投入逐步加大，無論是新選站址還是原址擴(kuò)展使用頻段，都必須先進(jìn)行電磁環(huán)境測(cè)試。電磁環(huán)境不僅在地球站建設(shè)初期進(jìn)行測(cè)試，更應(yīng)在地球站運(yùn)行期間常態(tài)檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)信號(hào)盜用、頻率干擾等問題，確保系統(tǒng)可靠運(yùn)行。