基于geo通信卫星干扰技术建模和仿真

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1、基于GEO通信卫星干扰技术建模和仿真　　摘要：由于GEO轨道资源有限，GEO通信卫星之间距离缩小，不可避免相互干扰。分析了空间信号传输链路的损耗，研究了目前GEO通信卫星所采用的喇叭天线和抛物面天线的信号特征，建立了上行链路信号干扰模型，最后基于X频段和Ka频段的GEO通信卫星干扰进行了建模与仿真，验证了干扰的有效性。关键词：GEO通信卫星；链路损耗；干扰技术；建模与仿真中图分类号：TN927?34文献标识码：A文章编号：1004?373X（2013）13?0005?05Modelingandsimulationbas

2、edoninterferencetechnologyofGEOcommunicationsatellitesYANGXin，ZHANGZhan?yue，HEZhong?zhu，LIJun?chao（AcademyofEquipment，Beijing101416，China）Abstract：ThedistancebetweendifferentGEOcommunicationsatellitesisdecreasingduetothefiniteGEOorbit，sothemutualinterferenceisha

3、rdtoavoid.Boththelinkwastageofspacesignaland16thesignalcharactersofhornantennaandparaboloidantennaonGEOcommunicationsatellitesareanalyzed.Themodelofeffectivedisruptiontotheup?linkisestablished.BasedonthefrequencybandsofXandKa，modelingandsimulationofeffectivedisr

4、uptionisaccomplished，whichproveseffectivenessofthedisruption.Keywords：GEOcommunicationsatellite；linkwastage；interferencetechnology；modelingandsimulation0引言地球同步轨道（GeostationaryOrbit，GEO）是所有卫星轨道中最重要的一类轨道，在该轨道上少量卫星组网就能够有效完成全球通信、预警等军事任务。进入21世纪，世界主要航天国家加速推进空间力量建设，在进入

5、空间、利用空间和控制空间领域展开激烈竞争，尤其是在有限GEO轨道的资源争夺中更为激烈，争相发射GEO卫星，提前占领轨道资源。由此GEO轨道变得“拥挤不堪”[1]。GEO卫星之间距离缩小，这就难免造成大型GEO通信卫星之间的相互干扰，对通信质量造成影响。本文基于这样的背景，研究分析了GEO通信卫星之间的相互干扰技术。16卫星通信链路有星地链路、星间链路两种，星地链路可以分为星地上行链路、星地下行链路。GEO通信卫星之间的干扰主要是对上行链路干扰。在这种干扰方式下，干扰信号空间传输损耗小，对目标星的接收端进行干扰具有很大的

6、优势[2]。本文通过分析信号的传输链路性能和天线特征，建立了对上行链路实施有效干扰的模型，并分别在X频段和Ka频段下的干扰进行了仿真和分析。1信号传输链路分析卫星通信系统中，信号的传输链路主要在星地之间和星际之间。星地之间的传播特性由自由空间传播特性和近地大气的各种影响所确定，而星际链路传送可认为是自由空间传播[3]。电波在空间传播的过程中，能量将随着传输距离的增加而扩散，由此引起的传播损耗称为链路的自由空间传播损耗[3]。信号在自由空间的传播损耗为：[LS=4πdfc2]（1）式中：[d]为传输距离；[f]为载波频率

7、；c为光速，[c=2.99792×108]m/s。以dB为单位，式（1）改写为：[LS=92.44+20lgd+20lgf]式中：[d]的单位为km；[f]的单位为GHz。除自由空间传播损耗外，还有大气吸收损耗、雨衰，以及由于折射、散射与绕射、电离层闪烁与多路径等引起的附加损耗。16卫星地面站与GEO通信卫星之间信息传输经过大气层，距离较远，在仿真时假设地面站与GEO通信卫星上行链路之间的链路附加损耗为200dB，GEO通信卫星之间的链路附加损耗为4dB。2天线特征分析对目标星进行通信干扰要求干扰设备位于通信卫星的覆盖

8、区域内，这除了与目标星天线的指向有关之外，还与天线的自身特性有关。天线是通信卫星有效载荷的重要组成部分。根据IEEE标准，天线定义为“辐射或接收无线电波的装置”，天线具有阻抗特性、方向特性、极化特性和带宽特性四个基本特性[3]。目前国内外的GEO通信卫星天线可分为喇叭天线、抛物面天线和相控阵天线三种。本节将对天线的特性进行分析。2