由于轨道和频率资源有限,不同卫星可能使用相同的工作频率和极化方式,应降低卫星和终端副瓣收发能量,抑制同频同极化干扰。例如,Ku频段同步轨道卫星最小间隔为2°为避免终端发射波束的副瓣干扰相邻卫星,国际电讯联盟(intermationatelecommunication union,ITU)规定终端天线在偏离波束指向角超过 2°时的 EIRP 谱密度最大值同时,为降低终端接收相邻卫星的干扰能量,ITU也规定在不同通信仰角情况下的卫星PFD最大值。相比于关口站,终端口径较小,副瓣增益更高,容易受到临星干扰。增强终端的副瓣抑制能力,降低干扰信号的收发能量,是提高频谱效率的关键技术之一。
较为常见的副瓣抑制方法是进行幅度加权。例如,文献设计了由 16 个单元组成的 Ku 频段圆极化缝隙天线阵列,不同辐射单元及其馈电点分布在半径不同的同心圆上且呈直线排列,通过改变二者之间的角位移形成不同单元波程差。该阵列激励由多端口耦合网络提供,通过 Blass 矩阵设计每个端口的耦合系数,形成幅度服从Taylor分布的激励。
此外,如图6(a)所示,当工作在相同频段的高低轨卫星与终端近似共线时,为避免干扰,终端与高低轨卫星通信仰角的差值应大于保护角度。在小于保护角度的区域AC内,若卫星波束宽度较宽可考虑动态频谱划分方法,使高低轨卫星工作在不同子频带。如图6(b)所示,若卫星波束宽度较窄可考虑高低轨卫星在全频段内服务不同子区域AB和BC,实现频谱共享。文献考虑高低轨终端共址工作情形,随着低轨卫星通信仰角逐渐增加通信距离减小,低轨终端接收信噪比增加,高轨终端信噪比降低。文献提出一种低轨卫星星载相控阵姿态优化方法,在通信仰角增加过程中,适当使相控阵天线副瓣指向终端,降低发射能量,使高低轨终端均能正常工作。
图6 终端共线干扰
由于地面终端倾向于选择仰角较高的低轨卫星通信,低纬度地区终端对高低轨卫星之间的通信仰角差值较小,更容易受高低轨卫星共线干扰影响。应统筹考虑相控阵天线能量、极化、覆盖区域以及终端地理位置、通信仰角等多方面因素,进行高低轨频谱兼容干扰抑制设计。
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