日凌

日凌

日凌,太陽會發出強大的電磁輻射,是一種正常的自然現象。每年春分和秋分前後,太陽穿過赤道,這段時間太陽位於地球赤道上空。由於通訊衛星多定點在赤道上空運行,在這期間,如果太陽、通信衛星和地面衛星接收天線恰巧又在一條直線上,那么太陽強大的電磁輻射會對衛星下行信號造成強烈的干擾,這種現象稱為日凌,就是太陽侵犯、干擾之意,這是一種正常的自然現象。2013年2月25日至3月17日,用於中國廣播電視節目傳輸的衛星進入日凌期,衛星廣播電視節目接收受到日凌影響。

基本信息

簡介

日凌日凌

發生日凌時,地面站的接收天線在對著同步衛星的同時,剛好正對著太陽,太陽發射出的各種波長不一的電磁波,對地面接收站的干擾將達到最大,有時甚至能造成衛星信號中斷。日凌發生時,電視轉播信號時斷時續,嚴重時信號會完全中斷,短的幾分鐘,長則一二十分鐘。

形成原因

日凌日凌

衛星通信是靠電磁波傳遞信息,地面站的接收天線總是對著通訊衛星,將衛星傳來的信號會聚於拋物面天線的焦點上,經檢波電路檢波後進行放大處理的。目前(21世紀初)我們普遍使用的通訊衛星都是在地球的赤道平面內距地面約3.6×107 米的軌道上受地球萬有引力作用繞地球轉動的同步衛星(以下簡稱“衛星”)。其轉動方向和周期與地球的自轉方向和周期相同,相對地面靜止,轉一周為一晝夜;而地球又繞太陽在黃道平面內做近似正圓的橢圓運動,轉一周為一年。

從冬至到春分,地球繞地軸自轉的赤道平面與繞太陽公轉的黃道平面的夾角不斷減小,從春分到夏至其夾角不斷增大,從夏至到秋分其夾角又不斷減小,從秋分到冬至又不斷增大。每年春分和秋分時節,地球自轉的赤道平面和公轉的黃道平面重合,地球、衛星、太陽在一條直線上。當通訊衛星處於太陽和地球之間的連線上,地球自轉的軌道與太陽成23.5度的傾斜角,此時在零緯度的衛星下點的地面站天線指向衛星,也正好對準了太陽。

由於太陽產生的電磁波頻譜很寬,因此,對地球站來說,該電磁波是一個巨大的噪聲源。太陽輻射的強大電磁波干擾信號與衛星發出的正常信號處於同一方向,地面站的接收天線將干擾信號和正常信號均會聚於焦點,使檢波系統無法把淹沒在太陽強大幹擾信號中的衛星信號區分出來,由衛星傳送的無線電通信接收鏈路嚴重惡化甚至被迫中斷,這種現象即稱為衛星通信的“日凌現象”。由此可見,日凌現象是衛星通信系統遇到的一種無法避免的自然現象。但日凌只影響衛星地球站的下行鏈路,不影響其上行鏈路。

發生條件

日凌發生的日期和時間與衛星地球站所處的地理位置和其接收天線的電氣特性有關。

地理位置

日凌日凌

1、日凌與緯度的關係:緯度影響每年日凌開始和結束的日期。

春分時,地球站的緯度越高(北),則日凌開始和結束的日期越早;秋分時,緯度越高,則日凌開始和結束的日期越晚。

如果兩地經度一樣,那么緯度每相差3度左右,則這兩地日凌開始和結束的日期就會相差一天。例如,當地球站工作在C波段,其接收天線為2.4米時。重慶(東經106.5°/北緯29.6°)與貴陽(東經106.7°/北緯26.6°)的日凌發生日期大致相差一天時間。

2、日凌與經度的關係:經度影響每天日凌開始和結束的時間。

地球站的經度越往西,則每天日凌開始和結束的時間越早;經度越往東,則每天日凌開始和結束的時間越晚。

如果兩地緯度一樣,那么經度每相差2度,則兩地日凌開始及結束的時間會相差約1分鐘。例如,當地球站工作在C波段,其接收天線為2.4米時,上海(東經121.5°/北緯31.2°)與合肥(東經117.7°/北緯31.9°)在10月3日的日凌發生時間分別為:

上海:12時53分-59分
合肥:12時51分-57分

信號接收系統

1、地球站電氣特性與日凌的關係:

對一個地球站來講,其日凌持續時間從太陽進入其天線3dB波束寬度開始,以離開其3dB波束寬度結束。因此,地球站的日凌持續時間與其接收頻率和天線口徑大小有關。

2、日凌與接收頻率的關係:接收頻率越高,天線3dB波束寬度越窄,則日凌持續時間越短。

例如,對於2.4米天線:

C波段3dB波束頻寬:2.2°
Ku波段3dB波束頻寬:0.7°

地球每分鐘轉0.25度,則在天線口徑同為2.4米時,C波段日凌持續時間比Ku波段長約6分鐘。

3、日凌與天線口徑的關係:天線口徑越大,3dB波束寬度越窄,則日凌持續時間越短。例如2.4米的C波段天線3dB波束寬度為2.2度,3.7米的C波段天線3dB波束寬度為1.4度,則2.4米天線的日凌持續時間比3.7米天線約長3分鐘。

發生時間

日凌日凌

日凌現象每年均會集中發生二次,即春分(3月21日)和秋分(9月23日)期間,每次約延續6天左右。為保證衛星通信系統的穩定運行,應準確預測出日凌發生的日期和時間,以便及時採取有效措施防範和降低日凌現象對衛星通信電路的干擾。

春分3月21日是從北方到南方,以亞太二號衛星為例,如“日凌”中斷在瀋陽和烏魯木齊最早大約在3月1日;在北京和上海的時間是3月5日和6日;海口最晚,從8日開始。一般“日凌”中斷持續一周,本次在我國結束的時間大約是3月14日。而秋分9月21日就變成從南方到北方的規律了。

日凌中斷一般比較容易發生是在中午11點—12的時候。中國處於地球的北半球,而太陽是從南半球向北半球運動著,所以太陽、衛星與地面接收處在一條直線的時間較短,也就是“日凌”中斷的時間大約5—10分鐘左右。

影響範圍

日凌日凌

日凌每次發生時,衛星地球站會連續數天在同一時段內出現接收信號質量下降或通訊中斷現象。因此,受“日凌”現象的影響主要有:

1、長途電話有大約70%是衛星傳送,長途電話也受影響;

2、衛星電視,像美國、日本、香港的節目;

3、衛星的數據傳輸,如股票數據和網際網路等等一切與衛星有關的都會有中斷現象。

由於手機建立的是地面機站,所以手機不會受“日凌”中斷的影響。

2012年9月26日至10月16日,中國有“日凌”現象發生,北京地區在10月4日到10月13日期間,通過衛星轉發的電視節目將會受到“日凌”影響,在白天部分時間,部分節目可能會發生短時中斷,影響用戶收看 。

2013年2月,國家廣電總局官網發布訊息,2013年2月25日至3月17日,用於中國廣播電視節目傳輸的衛星將進入日凌期,屆時衛星廣播電視節目接收將受到日凌影響,並將“中星6A”、“中星6B”、“中星9號”、“亞太6號”、“亞太5號”、“亞洲3S”等衛星在中國國內主要城市的日凌時間公布。

應對方法

日凌中斷雖然無法防止,但提前預報後,各家運營商可以採取相關措施。世界各國在衛星通信過程中解決“日凌中斷通信”的措施:

避開

即根據衛星所處的位置,地面站所處的經緯度數,天線的直徑,工作時的仰角,方位角等數值,預先計算出地面站出現“日凌中斷通信”的具體日期和時間,提前預報,使重要業務通信儘量避開“日凌中斷通信”的時間。

通過另一顆通訊衛星工作

如每年的三月初,“日凌中斷通信”現象將在中國部分地區的地面站發生,這期間中央要召開“人代會”,為了順利收看電視直播新聞,中央電視台和北京電視台同時直播新聞,當中央電視台使用的亞洲一號衛星臨近“日凌”時,北京電視台使用的亞洲二號衛星仍能正常進行直播,使大會盛況和會議精神及時通過另一顆通訊衛星傳遞給電視觀眾。

相互關係

緯度關係

緯度影響每年日凌開始和結束的日期。
春分時,地球站的緯度越高(北),則日凌開始和結束的日期越早;秋分時,緯度越高,則日凌開始和結束的日期越晚。
如果兩地經度一樣,那么緯度每相差3度左右,則這兩地日凌開始和結束的日期就會相差一天。例如,當地球站工作在C波段,其接收天線為2.4米時。重慶(東經106.5°/北緯29.6°)與貴陽(東經106.7°/北緯26.6°)的日凌發生日期分別為:
春分秋分
重慶3月4日-12日10月2日-9日;
貴陽3月5日-13日10月1日-8日;

經度關係

經度影響每天日凌開始和結束的時間。
地球站的經度越往西,則每天日凌開始和結束的時間越早;經度越往東,則每天日凌開始和結束的時間越晚。
如果兩地緯度一樣,那么經度每相差2度,則兩地日凌開始及結束的時間會相差約1分鐘。例如,當地球站工作在C波段,其接收天線為2.4米時,上海(東經121.5°/北緯31.2°)與合肥(東經117.7°/北緯31.9°)在10月3日的日凌發生時間分別為:
上海:12時53分-59分;
合肥:12時51分-57分;

釋疑介紹

不會干擾手機信號
日凌影響衛星電視信號,會不會干擾手機信號?“不會干擾手機信號。”市天文科普教育協會理事長吳志倫表示,因為手機一般不通過衛星傳輸,是通過地面基站傳播,數位電視是通過衛星傳輸。
吳志倫還表示,出現日凌現象這段時間,若太陽表面發生強烈的耀斑或有強烈的運動,會對通信衛星造成較嚴重影響。但目前來看,太陽活動為較低水平,影響不會太大。

地球關係

對一個地球站來講,其日凌持續時間從太陽進入其天線3dB波束寬度開始,以離開其3dB波束寬度結束。因此,地球站的日凌持續時間與其接收頻率和天線口徑大小有關。
日凌
日凌與接收頻率的關係:接收頻率越高,天線3dB波束寬度越窄,則日凌持續時間越短。例如,對於2.4米天線:
C波段3dB波束頻寬:2.2° Ku波段3dB波束頻寬:0.7°
地球每分鐘轉0.25度,則在天線口徑同為2.4米時,C波段日凌持續時間比Ku波段長約6分鐘。
日凌與天線口徑的關係:天線口徑越大,3dB波束寬度越窄,則日凌持續時間越短。例如2.4米的C波段天線3dB波束寬度為2.2度,3.7米的C波段天線3dB波束寬度為1.4度,則2.4米天線的日凌持續時間比3.7米天線約長3分鐘

應對方法

人們把日凌中斷通信稱為衛星通信的“死角”,是一種自然現象,不能避免。日凌中斷雖然無法防止,但提前預報後,各家運營商可以採取相關措施。世界各國在衛星通信過程中解決“日凌中斷通信”的措施:
1、避開。
即根據衛星所處的位置,地面站所處的經緯度數,天線的直徑,工作時的仰角,方位角等數值,預先計算出地面站出現“日凌中斷通信”的具體日期和時間,提前預報,使重要業務通信儘量避開“日凌中斷通信”的時間。
2、通過另一顆通訊衛星工作。
如每年的三月初,“日凌中斷通信”現象將在中國部分地區的地面站發生,這期間中央要召開“人代會”,為了順利收看電視直播新聞,中央電視台和北京電視台同時直播新聞,當中央電視台使用的亞洲一號衛星臨近“日凌”時,北京電視台使用的亞洲二號衛星仍能正常進行直播,使大會盛況和會議精神及時通過另一顆通訊衛星傳遞給千家萬戶的電視觀眾。[6]

凌期

2013年2月25日至3月17日,用於我國廣播電視節目傳輸的衛星將進入日凌期,屆時衛星廣播電視節目接收將受到影響,廣電總局公布了“中星6A”、“中星6B”、“中星9號”、“亞太6號”、“亞太5號”、“亞洲3S”等衛星在國內主要城市的日凌時間。不同城市出現日凌的時間不同,持續時間也不等。屆時,不同城市視信號都會受到干擾,電視機會出現雪花或圖像看不清等現象。

影響炒股

日凌期間,屆時在全國範圍內,只要涉及通信衛星的行業,都有可能受到日凌的“騷擾”,比如收看衛視節目花屏、黑屏,打衛星電話不清晰或者無法接通,炒股時無法查看證券信息等等。幸運的是,
日凌
由於手機依靠地面基站進行通訊,所以手機通話不會受到日凌現象影響。
日凌發生時,衛星電視轉播信號時斷時續,嚴重時信號會完全中斷,短的幾分鐘,長則一二十分鐘。這種現象只對部分電視台的節目造成短時影響,不會損壞電視機。此外,依靠衛星傳輸信號的衛星電話、股票交易數據也可能會受到影響。[7]對人體沒有影響
日凌會不會對人體造成影響?吳志倫表示,地球自轉軌道,與太陽存在23.5°傾斜角,在每年的春分和秋分前後,太陽運行到地球赤道上空,這時距離地球最近,太陽發出的電磁波對地球的輻射最明顯,會對通信衛星造成一定影響。太陽處在較平靜期,表面未出現強烈的活動跡象,較之地球磁場處於正常值,所以對地面上的人和生物,不會帶來直接影響。[8-10]

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