01衛(wèi)星的脆弱性

衛(wèi)星離地球很遠(yuǎn)，其視距范圍能覆蓋地球表面很大一部分區(qū)域，因此，它們也非常容易受到較強(qiáng)的敵方信號(hào)的影響，這些信號(hào)可能是干擾信號(hào)，用來干擾上行或下行鏈路，以阻止這些信號(hào)被正確的接收。

它們也可能是“欺騙信號(hào)”，可能導(dǎo)致衛(wèi)星將其解釋為功能命令、不準(zhǔn)確的狀態(tài)或數(shù)據(jù)信號(hào)。上行鏈路干擾如圖1所示，下行鏈路干擾如圖2所示，在這兩種情況下，干擾器都是向鏈路接收器發(fā)送信號(hào)。

圖1 地面干擾器向衛(wèi)星上的接收器發(fā)射信號(hào)干擾衛(wèi)星上行鏈路時(shí)，

地面站和干擾器都必須在衛(wèi)星的視距覆蓋區(qū)之內(nèi)

圖2 干擾器向衛(wèi)星地面站的鏈路接收器發(fā)射信號(hào)干擾衛(wèi)星下行鏈路時(shí)，

干擾器可以在地面站視距內(nèi)的任何地方

上行鏈路干擾可能會(huì)阻止衛(wèi)星或有效載荷的正常工作，例如阻止衛(wèi)星定向的改變或有效載荷功能的選擇；命令欺騙則可能會(huì)導(dǎo)致衛(wèi)星結(jié)束其任務(wù)，或使其有效載荷處于無法使用的狀態(tài)。

下行鏈路干擾可以阻止地面站了解星上狀態(tài)，還可以阻止向地面站傳輸有效載荷數(shù)據(jù)。

02通信干擾

任何衛(wèi)星鏈路的干擾都可以歸類為通信干擾，干擾的有效性通常以其造成的干信比（J/S）來定義，通信干擾的J/S是按以下公式計(jì)算：

J/S = ERPJ - ERPS - LOSSJ + L0SSS + GRJ - GR

其中：

J/S 為干信比,單位為dB；

ERPJ是干擾機(jī)對目標(biāo)接收機(jī)的有效輻射功率，單位為dBm；

ERPS是發(fā)射機(jī)正常信號(hào)的有效輻射功率，單位為dBm；

LOSSJ是干擾器到目標(biāo)接收器的傳輸損耗，單位為dB。

L0SSS是指從發(fā)射機(jī)到目標(biāo)接收機(jī)的傳輸損耗，單位為dB。

GRJ為接收天線在干擾器方向的增益，單位為dB；

GR為接收天線向發(fā)射機(jī)方向的增益，單位為dB。

之前我們談到了從地面發(fā)射機(jī)到衛(wèi)星，或從衛(wèi)星到地面接收器的路徑損耗，包括了視距空間損耗、大氣損耗、天線對準(zhǔn)損耗、極化損耗和雨衰，前式中的兩個(gè)傳輸損耗包括了所有這些與空間相關(guān)的損耗。

03空間鏈路損耗

視距損耗，由于衛(wèi)星在遠(yuǎn)離地球的軌道上運(yùn)行，其本身信號(hào)和干擾信號(hào)的傳輸損耗模型為視距空間損耗，見下式：

LLOS = 32.44 + 20logd + 20logF

其中：LLOS是傳播損耗，單位為dB；

32.44是簡化公式的換算系數(shù)，單位為dB；

d是衛(wèi)星到地面站或干擾機(jī)的距離，單位為公里；

F是信號(hào)傳輸頻率，單位為MHz。

因?yàn)橐话阈堑鼐嚯x很遠(yuǎn)，計(jì)算結(jié)果將是一個(gè)很大的數(shù)字，例如，對于一顆周期為兩小時(shí)(即120分鐘)的低軌衛(wèi)星來說，與地平線上的地面站的通聯(lián)距離為4935公里，如果鏈路傳輸信號(hào)頻率為2千兆赫，則視距鏈路損耗將為：

32.44 + 20log(4935) + 20log(2000) = 32.44 + 73.87 +66.02 = 172.33 dB

通過計(jì)算生成了一個(gè)視距距離與衛(wèi)星周期之間對應(yīng)的表格，為方便大家，將結(jié)果列在表1中，其中：

“p(min)”是衛(wèi)星的周期，單位是分鐘；

“rng(km)”是衛(wèi)星與地球表面發(fā)射機(jī)或接收機(jī)之間的鏈路傳播距離；

“dist(km)”是星下點(diǎn)與地球表面發(fā)射機(jī)或接收機(jī)之間的地球表面距離。

表1 特定軌道周期的衛(wèi)星高度、軌道長軸距離、視距空間斜距、視距覆蓋半徑

審核編輯：湯梓紅