【導讀】本文主要講述了利用電磁環境自動測試系統對衛星地球站進行監測研究。本文通過三個層面來進行監測任務，第一，街道對衛星地球站監測任務；第二，確定衛星地球站監測方案；第三，開展地球站電磁環境監測工作。
1 接到對衛星地球站監測任務
黑龍江省氣象局請求黑龍江省無線電監測站對佳木斯四豐山衛星地 球站進行電磁環境測試。該站是接收我國風云－3號極軌氣象衛星的地球站，也是我國風云－3號應用系統一期建設工程中三個國內輔助站之一。其主要作用是全方 位、全角度跟蹤風云－3號極軌衛星，配合喀什、拉薩站以及瑞典站接收、下載風云－3號氣象數據。也就是說，佳木斯四豐山地球站的天線要不斷地調整方位角、 仰角來跟隨風云－3號極軌衛星的運行軌跡。因此對該地球站的電磁環境測試也比通常所測試的固定方位角、仰角的地球站的測試要復雜得多。
2 確定衛星地球站監測方案
此次測試要求無線電監測人員至少在24小時內不間斷地利用測試設備在地球站天線位置對仰角為0度、5度、10度、15度、20度、25度，方位 角0度至360度范圍內（方位角每5度取樣一次）分別用水平、垂直極化方式對L波段和X波段進行測試。由于測試要求復雜、環境惡劣、時間長、數據采樣多等 因素，對監測設備的自動化程度要求高，特別是對儀器儀表的抗低溫性能、持續長時間工作等性能都提出了很高的要求。
針對這種復雜的測試要求以及測試點的地理環境和天氣狀況，如果采用手動調整測試天線的方位角、仰角將給測試工作帶來巨大的工作量，而且手動調整 測試天線方位角、仰角的精度差、效率低，特別是在夜間低溫測試時，還需要架設照明設施、取暖等設施。因此，無線電監測人員決定使用電磁環境自動測試系統。
電磁環境自動測試系統由天饋系統、電子伺服系統、軟件控制系統等組成。它可以控制轉臺以多種方式運動，也可以按照設定的時間間隔和角度間隔有規律地進行掃描，適用于對極軌衛星地球站的電磁環境測試和對衛星信號追蹤測量。
3 開展地球站電磁環境監測工作
3.1 測試前的干擾源調查
在進行電磁環境測試前，測試小組首先對佳木斯四豐山地區的微波設置情況進行了調查。這也是對該地球站干擾源的調查。佳木斯無線電管理處、佳木斯 無線電監測站和黑龍江無線電監測站共同合作，發現在距離測試點北方4公里處有佳木斯至鶴崗的微波鏈路（其具體頻率為 8029.37MHz／7777.35MHz）,以及佳木斯至湯原的微波鏈路（頻率為8088.67MHz／7836.65MHz）。這兩條微波鏈路均為 廣播電視部門設置的傳輸廣播電視節目的微波。
2007年10月12日上午9時，測試小組到達佳木斯市四豐山氣象衛星地球站，在測試點樓頂架設了帳篷，安裝了電磁環境測試系統（見圖1）。
圖1 電測環境自動測試系統組成
3.2 逐步開展電磁環境測試
首先對L波段進行電磁環境測試。測試小組重點對1698MHz～1710MHz頻段進行了測試，設定自動測試系統在規定的仰角、方位角范圍內每 5度取樣一次，測試持續時間為2分鐘，并分別用水平極化、垂直極化兩種極化方式進行測試，自動存儲頻譜圖，測試時分辨率帶寬RBW＝10kHz、視頻帶寬 VBW＝10kHz(等同于12kHz)。但本次測試并未發現干擾信號，背景場強也低于地球站天線口面允許的干擾場強，符合國標GB13615-92《地 球站電磁環境保護要求》的規定。
10月12日14時，測試小組開始對X波段7720MHz～8500MHz頻段頻率進行電磁環境測試，同樣設定自動測試系統在規定的仰角、方位 角范圍內每5度取樣一次，測試持續時間為2分鐘，并分別用水平極化、垂直極化兩種極化方式進行測試。在仰角為0度測試，在方位角360度范圍內未發現異 常，然而當測試天線調整到5度時則發現若干不明干擾信號。測試人員利用筆記本電腦控制HP8563E頻譜儀對每個不明信號進行長時間采樣，并不斷調整測試 天線的方位角和仰角以及極化方式，找到信號最大點再進行細化分析，同時對所有采樣信號頻譜進行存儲，打印干擾信號的典型頻譜圖。經過此次測試，監測人員在 X波段共發現8個干擾信號，如圖2所示。
圖2 X頻段上所發現的8個干擾信號
[page] (1) 7777.35MHz信號
該信號帶寬為20MHz，最大電平為－33.66dBm，高出頻譜儀最小允許值52.34dB。其方位角為335度，仰角為5度，屬垂直極化信號，是鶴崗—佳木斯廣電模擬微波鏈路落入風云－3號衛星頻帶造成的同頻干擾信號，如圖3所示。
圖3 7777.35MHz信號的頻譜分析結果
(2) 8029.37MHz信號該信號為單載波信號，最大電平為-53dBm，高出頻譜儀最小允許值33dB。其方位角為335度，仰角為5度，屬垂直極化，為佳木斯—鶴崗廣電微波鏈路落入測試頻段7720MHz～8500MHz引起的，如圖4所示。
圖4 8029.37MHz信號的頻譜分析結果
(3) 7836.65MHz信號該信號帶寬為20MHz,最大電平為-30.16dBm，高出頻譜儀最小允許值55.84dB。其方位角為330度，仰角為5度，屬垂直極化，為湯原—佳木斯廣電微波鏈路落入測試頻帶造成的同頻干擾，如圖5所示。
圖5 7836.65MHz信號的頻譜分析結果
(4) 8088.67MHz信號該信號為單載波信號，最大電平為-40.49dBm, 高出頻譜儀最小允許值45.51dB。其方位角為330度，仰角為5度，屬水平極化，為佳木斯—湯原廣電微波鏈路落入測試頻段7720MHz～8500MHz造成的，如圖6所示。
圖6 8088.67MHz信號的頻譜分析結果
(5) 8.2112GHz信號該信號帶寬為30MHz，其最大電平為－64dBm，高出頻譜儀最小允許值22dB。該信號最強點方位角為335度，仰角為5度，屬水平極化，為數字微波鏈路頻率落入風云－3號衛星頻帶引起的同頻干擾，如圖7所示。
圖7 8.2112GHz信號的頻譜分析結果
(6) 8.2544GHz信號
該信號帶寬為30MHz，其最大電平為-62.16dB，高出頻譜儀最小允許值23.84dB。該信號最強點方位角為335度，仰角為5度，屬水平極化，為數字微波鏈路落入風云－3號衛星頻帶引起的同頻干擾，如圖8所示。
圖8 8.2544GHz信號的頻譜分析結果
(7) 8.36GHz信號該信號帶寬為30MHz，其最大電平為-46dBm，高出頻譜儀最小允許值40dB。該信號最強點方位角為335度，仰角為5度，屬水平極化，為數字微波鏈路頻率落入測試頻段7720MHz～8500MHz引起的，如圖9所示。
圖9 8.36GHz信號的頻譜分析結果
(8) 8.41GHz信號該信號帶寬為30MHz，其最大電平為-45.49dBm，高出頻譜儀最小允許值40.51dB。該信號最強點方位角為335度，仰角為5度，屬水平極化，為數字微波鏈路落入測試頻段7720MHz～8500MHz內所致，如圖10所示。
圖10 8.41GHz信號頻譜分析結果
