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日凌现象

日凌现象 日凌是什么?“凌”是一个天文学名词是“侵犯”的意思。而“日凌”却是一个通信现象,按字面讲,“日凌”就是太阳侵犯了某种事物,究竟太阳侵犯了谁呢?要了解这个问题啊,还得搞清楚“日凌”是如何产生的?
  日凌主要就是太阳、卫星、地球上地面卫星(接收)站,正好在一条直线之上产生的。原因就是,地球站想接收卫星来的信号,那么在这同时呢,太阳的发射的能量产生强烈的噪声要影响地球站的接收。原因就是太阳发射的电磁波的噪声能量比卫星发射的信号能量要强得多,这样就产生了"日凌中断"现象。在这种情况下呢?对于卫星发射与接收都有一定的阻挡作用,而对于光缆传输是没有影响的。但由于卫星不受位置的限制的特点,可以随时随地发射与接收信息,而光缆传送却是固定位置的,限制较大。由于各有优势,通信采用不同的通信方式。
  涉及到我们生活中,受“日凌”现象的影响主要有:可以全国漫游的寻呼机;现在的长途电话有大约70%是卫星传送,长途电话也受影响;还有卫星电视像美国、日本、香港的节目;再有就是卫星的数据传输像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。但是有一点大家要注意: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。
  中国处于地球的北半球,而现在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。
  因为大家都在相互运动。卫星在运动、地球在运动、太阳也在运动,这三者成一条直线的附近就那么几分钟时间,这时段庶产生"日凌中断"现象,再不会出现了,就是说我国就不会出现了,现在不是春分嘛,到今年9月21号前后还能出现这样的现象。
  其实,"日凌"是一年两次,不同的是,我们可以非常直观的看到,春分3月21日是从北方到南方,以亚太二号卫星为例,本次“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,像3月5日“日凌”会在北京开始,可这一天正好是“人代会”开幕的第一天,为了直播顺利,中央电视台与北京电视台同时准备,当中央电视台使用的是亚洲一号卫星临近“日凌”,北京电视台所在的亚洲二号卫星接替中央电视台的位置,进行直播,这样人代会的情况才顺利的传送给世界各地。幸好大会在10:30结束,就没有受到“日凌”的干扰。
         地球自转的轨道与太阳成23.5度的倾斜角,因此每年太阳会在3月21日(春分)及9月23日(秋分)时经过地球赤道上空。
地球同步轨道通信卫星位于离地球赤道上空约36,000公里的轨道位置上,与地球保持同步转动。因此,每年春分和秋分前后,在卫星地球站所在地的每天中午时分,卫星将处在太阳与地球之间的直线上。这时卫星地球站天线在对准卫星的同时也对准太阳,使太阳产生的强大的电磁波直接投射在地球站天线上。由於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,对其所接受的卫星信号造成干扰从而使接收链路严重恶化甚至中断,这种现象即称为卫星通信的“日凌现象”。如图所示:

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。它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。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,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。
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。
地理位置与日凌的关系
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,那麽纬度每相差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
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,那麽经度每相差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
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。
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,对於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。

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