日凌,太阳会发出强大的电磁辐射,是一种正常的自然现象。每年春分和秋分前后,太阳穿过赤道,这段时间太阳位于地球赤道上空。由于通讯卫星多定点在赤道上空运行,在这期间,如果太阳、通信卫星和地面卫星接收天线恰巧又在一条直线上,那么太阳强大的电磁辐射会对卫星下行信号造成强烈的干扰,这种现象称为日凌,就是太阳侵犯、干扰之意,这是一种正常的自然现象。2013年2月25日至3月17日,用于中国广播电视节目传输的卫星进入日凌期,卫星广播电视节目接收受到日凌影响。
凌_日凌 -简介
日凌
发生日凌时,地面站的接收天线在对着同步卫星的同时,刚好正对着太阳,太阳发射出的各种波长不一的电磁波,对地面接收站的干扰将达到最大,有时甚至能造成卫星信号中断。日凌发生时,电视转播信号时断时续,严重时信号会完全中断,短的几分钟,长则一二十分钟。
凌_日凌 -形成原因
日凌
卫星通信是靠电磁波传递信息,地面站的接收天线总是对着通讯卫星,将卫星传来的信号会聚于抛物面天线的焦点上,经检波电路检波后进行放大处理的。目前(21世纪初)我们普遍使用的通讯卫星都是在地球的赤道平面内距地面约3.6×10米的轨道上受地球万有引力作用绕地球转动的同步卫星(以下简称“卫星”)。其转动方向和周期与地球的自转方向和周期相同,相对地面静止,转一周为一昼夜;而地球又绕太阳在黄道平面内做近似正圆的椭圆运动,转一周为一年。
从冬至到春分,地球绕地轴自转的赤道平面与绕太阳公转的黄道平面的夹角不断减小,从春分到夏至其夹角不断增大,从夏至到秋分其夹角又不断减小,从秋分到冬至又不断增大。每年春分和秋分时节,地球自转的赤道平面和公转的黄道平面重合,地球、卫星、太阳在一条直线上。当通讯卫星处于太阳和地球之间的连线上,地球自转的轨道与太阳成23.5度的倾斜角,此时在零纬度的卫星下点的地面站天线指向卫星,也正好对准了太阳。
由于太阳产生的电磁波频谱很宽,因此,对地球站来说,该电磁波是一个巨大的噪声源。太阳辐射的强大电磁波干扰信号与卫星发出的正常信号处于同一方向,地面站的接收天线将干扰信号和正常信号均会聚于焦点,使检波系统无法把淹没在太阳强大干扰信号中的卫星信号区分出来,由卫星传送的无线电通信接收链路严重恶化甚至被迫中断,这种现象即称为卫星通信的“日凌现象”。由此可见,日凌现象是卫星通信系统遇到的一种无法避免的自然现象。但日凌只影响卫星地球站的下行链路,不影响其上行链路。
凌_日凌 -发生条件
日凌发生的日期和时间与卫星地球站所处的地理位置和其接收天线的电气特性有关。
地理位置
日凌
1、日凌与纬度的关系:纬度影响每年日凌开始和结束的日期。
春分时,地球站的纬度越高(北),则日凌开始和结束的日期越早;秋分时,纬度越高,则日凌开始和结束的日期越晚。
如果两地经度一样,那么纬度每相差3度左右,则这两地日凌开始和结束的日期就会相差一天。例如,当地球站工作在C波段,其接收天线为2.4米时。重庆(东经106.5°/北纬29.6°)与贵阳(东经106.7°/北纬26.6°)的日凌发生日期大致相差一天时间。
2、日凌与经度的关系:经度影响每天日凌开始和结束的时间。
地球站的经度越往西,则每天日凌开始和结束的时间越早;经度越往东,则每天日凌开始和结束的时间越晚。
如果两地纬度一样,那么经度每相差2度,则两地日凌开始及结束的时间会相差约1分钟。例如,当地球站工作在C波段,其接收天线为2.4米时,上海(东经121.5°/北纬31.2°)与合肥(东经117.7°/北纬31.9°)在10月3日的日凌发生时间分别为:
上海:12时53分-59分
合肥:12时51分-57分
信号接收系统
1、地球站电气特性与日凌的关系:
对一个地球站来讲,其日凌持续时间从太阳进入其天线3dB波束宽度开始,以离开其3dB波束宽度结束。因此,地球站的日凌持续时间与其接收频率和天线口径大小有关。
2、日凌与接收频率的关系:接收频率越高,天线3dB波束宽度越窄,则日凌持续时间越短。
例如,对于2.4米天线:
C波段3dB波束带宽:2.2°
Ku波段3dB波束带宽:0.7°
地球每分钟转0.25度,则在天线口径同为2.4米时,C波段日凌持续时间比Ku波段长约6分钟。
3、日凌与天线口径的关系:天线口径越大,3dB波束宽度越窄,则日凌持续时间越短。例如2.4米的C波段天线3dB波束宽度为2.2度,3.7米的C波段天线3dB波束宽度为1.4度,则2.4米天线的日凌持续时间比3.7米天线约长3分钟。
凌_日凌 -发生时间
日凌
日凌现象每年均会集中发生二次,即春分(3月21日)和秋分(9月23日)期间,每次约延续6天左右。为保证卫星通信系统的稳定运行,应准确预测出日凌发生的日期和时间,以便及时采取有效措施防范和降低日凌现象对卫星通信电路的干扰。
春分3月21日是从北方到南方,以亚太二号卫星为例,如“日凌”中断在沈阳和乌鲁木齐最早大约在3月1日;在北京和上海的时间是3月5日和6日;海口最晚,从8日开始。一般“日凌”中断持续一周,本次在我国结束的时间大约是3月14日。而秋分9月21日就变成从南方到北方的规律了。
日凌中断一般比较容易发生是在中午11点―12的时候。中国处于地球的北半球,而太阳是从南半球向北半球运动着,所以太阳、卫星与地面接收处在一条直线的时间较短,也就是“日凌”中断的时间大约5―10分钟左右。
凌_日凌 -影响范围
日凌
日凌每次发生时,卫星地球站会连续数天在同一时段内出现接收信号质量下降或通讯中断现象。因此,受“日凌”现象的影响主要有:
1、长途电话有大约70%是卫星传送,长途电话也受影响;
2、卫星电视,像美国、日本、香港的节目;
3、卫星的数据传输,如股票数据和因特网等等一切与卫星有关的都会有中断现象。
由于手机建立的是地面机站,所以手机不会受“日凌”中断的影响。
2012年9月26日至10月16日,中国有“日凌”现象发生,北京地区在10月4日到10月13日期间,通过卫星转发的电视节目将会受到“日凌”影响,在白天部分时间,部分节目可能会发生短时中断,影响用户收看。
2013年2月,国家广电总局官网发布消息,2013年2月25日至3月17日,用于中国广播电视节目传输的卫星将进入日凌期,届时卫星广播电视节目接收将受到日凌影响,并将“中星6A”、“中星6B”、“中星9号”、“亚太6号”、“亚太5号”、“亚洲3S”等卫星在中国国内主要城市的日凌时间公布。
凌_日凌 -应对方法
日凌中断虽然无法防止,但提前预报后,各家运营商可以采取相关措施。世界各国在卫星通信过程中解决“日凌中断通信”的措施:
避开
即根据卫星所处的位置,地面站所处的经纬度数,天线的直径,工作时的仰角,方位角等数值,预先计算出地面站出现“日凌中断通信”的具体日期和时间,提前预报,使重要业务通信尽量避开“日凌中断通信”的时间。
通过另一颗通讯卫星工作
如每年的三月初,“日凌中断通信”现象将在中国部分地区的地面站发生,这期间中央要召开“人代会”,为了顺利收看电视直播新闻,中央电视台和北京电视台同时直播新闻,当中央电视台使用的亚洲一号卫星临近“日凌”时,北京电视台使用的亚洲二号卫星仍能正常进行直播,使大会盛况和会议精神及时通过另一颗通讯卫星传递给电视观众。
凌_日凌 -相互关系
纬度关系
纬度影响每年日凌开始和结束的日期。
春分时,地球站的纬度越高(北),则日凌开始和结束的日期越早;秋分时,纬度越高,则日凌开始和结束的日期越晚。
如果两地经度一样,那么纬度每相差3度左右,则这两地日凌开始和结束的日期就会相差一天。例如,当地球站工作在C波段,其接收天线为2.4米时。重庆(东经106.5°/北纬29.6°)与贵阳(东经106.7°/北纬26.6°)的日凌发生日期分别为:
春分秋分
重庆3月4日-12日10月2日-9日;
贵阳3月5日-13日10月1日-8日;
经度关系
经度影响每天日凌开始和结束的时间。
地球站的经度越往西,则每天日凌开始和结束的时间越早;经度越往东,则每天日凌开始和结束的时间越晚。
如果两地纬度一样,那么经度每相差2度,则两地日凌开始及结束的时间会相差约1分钟。例如,当地球站工作在C波段,其接收天线为2.4米时,上海(东经121.5°/北纬31.2°)与合肥(东经117.7°/北纬31.9°)在10月3日的日凌发生时间分别为:
上海:12时53分-59分;
合肥:12时51分-57分;
凌_日凌 -释疑介绍
不会干扰手机信号
日凌影响卫星电视信号,会不会干扰手机信号?“不会干扰手机信号。”市天文科普教育协会理事长吴志伦表示,因为手机一般不通过卫星传输,是通过地面基站传播,数字电视是通过卫星传输。
吴志伦还表示,出现日凌现象这段时间,若太阳表面发生强烈的耀斑或有强烈的运动,会对通信卫星造成较严重影响。但目前来看,太阳活动为较低水平,影响不会太大。
凌_日凌 -地球关系
对一个地球站来讲,其日凌持续时间从太阳进入其天线3dB波束宽度开始,以离开其3dB波束宽度结束。因此,地球站的日凌持续时间与其接收频率和天线口径大小有关。
日凌
日凌与接收频率的关系:接收频率越高,天线3dB波束宽度越窄,则日凌持续时间越短。例如,对于2.4米天线:
C波段3dB波束带宽:2.2°Ku波段3dB波束带宽:0.7°
地球每分钟转0.25度,则在天线口径同为2.4米时,C波段日凌持续时间比Ku波段长约6分钟。
日凌与天线口径的关系:天线口径越大,3dB波束宽度越窄,则日凌持续时间越短。例如2.4米的C波段天线3dB波束宽度为2.2度,3.7米的C波段天线3dB波束宽度为1.4度,则2.4米天线的日凌持续时间比3.7米天线约长3分钟
凌_日凌 -应对方法
人们把日凌中断通信称为卫星通信的“死角”,是一种自然现象,不能避免。日凌中断虽然无法防止,但提前预报后,各家运营商可以采取相关措施。世界各国在卫星通信过程中解决“日凌中断通信”的措施:1、避开。
即根据卫星所处的位置,地面站所处的经纬度数,天线的直径,工作时的仰角,方位角等数值,预先计算出地面站出现“日凌中断通信”的具体日期和时间,提前预报,使重要业务通信尽量避开“日凌中断通信”的时间。
2、通过另一颗通讯卫星工作。
如每年的三月初,“日凌中断通信”现象将在中国部分地区的地面站发生,这期间中央要召开“人代会”,为了顺利收看电视直播新闻,中央电视台和北京电视台同时直播新闻,当中央电视台使用的亚洲一号卫星临近“日凌”时,北京电视台使用的亚洲二号卫星仍能正常进行直播,使大会盛况和会议精神及时通过另一颗通讯卫星传递给千家万户的电视观众。[6]
凌_日凌 -凌期
2013年2月25日至3月17日,用于我国广播电视节目传输的卫星将进入日凌期,届时卫星广播电视节目接收将受到影响,广电总局公布了“中星6A”、“中星6B”、“中星9号”、“亚太6号”、“亚太5号”、“亚洲3S”等卫星在国内主要城市的日凌时间。不同城市出现日凌的时间不同,持续时间也不等。届时,不同城市视信号都会受到干扰,电视机会出现雪花或图像看不清等现象。
凌_日凌 -影响炒股
日凌期间,届时在全国范围内,只要涉及通信卫星的行业,都有可能受到日凌的“骚扰”,比如收看卫视节目花屏、黑屏,打卫星电话不清晰或者无法接通,炒股时无法查看证券信息等等。幸运的是,
日凌
由于手机依靠地面基站进行通讯,所以手机通话不会受到日凌现象影响。
日凌发生时,卫星电视转播信号时断时续,严重时信号会完全中断,短的几分钟,长则一二十分钟。这种现象只对部分电视台的节目造成短时影响,不会损坏电视机。此外,依靠卫星传输信号的卫星电话、股票交易数据也可能会受到影响。[7]对人体没有影响
日凌会不会对人体造成影响?吴志伦表示,地球自转轨道,与太阳存在23.5°倾斜角,在每年的春分和秋分前后,太阳运行到地球赤道上空,这时距离地球最近,太阳发出的电磁波对地球的辐射最明显,会对通信卫星造成一定影响。太阳处在较平静期,表面未出现强烈的活动迹象,较之地球磁场处于正常值,所以对地面上的人和生物,不会带来直接影响。[8-10]