每年的春分和秋分附近，同步地球卫星的信号传输会发生“日凌”现象。本文记录了2006年3月份发生在“亚太6号”卫星上及2006年10月份发生在“鑫诺1号”卫星上的日凌现象。根据记录频谱图，我们对该现象作了简要分析。
1 日凌现象的成因
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。而地球同步卫星的运行轨道与地球赤道在同一平面上，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。此时，对准同步卫星的接收天线同时也对准了太阳，使太阳产生的强大的电磁波直接投射在地球站天线上。一方面，每年的春分秋分前后是太阳离地球距离最近、辐射最强的时候；另一方面，太阳产生的电磁波频谱很宽，对地球站来说，该电磁波是一个巨大的噪声源。因此，在这个强大噪声源的干扰下，卫星信号的传输会受到严重影响，使接收线路严重恶化甚至导致通信中断，这种现象称为卫星通信的“日凌”现象。
2 日凌期间接收信号的变化情况
2006年3月6日10∶59至11∶12，亚太6号地球同步卫星出现“日凌”现象，根据预测，这一天也是亚太6号日凌最严重的一天。以该卫星上一个电视信号为例，我们利用7.3米卡塞格伦天线、频谱仪E4440B、接收机71910A等设备记录下了日凌开始时刻、电视画面出现马赛克时刻、日凌最大时刻的频谱图，通过和该电视信号正常频谱的对比，得出了日凌对卫星电视信号的影响的初步结论。
根据“亚太6号”卫星日凌预测时间，我们在11:00记录下日凌开始时刻山东教育台（SDETV）的频谱，如图1所示，此时信号噪底已有所上升。图2为日凌最大时SDETV的频谱，时间为11∶06∶14。在日凌最大时刻，由于太阳产生的电磁波干扰，使得信号噪底上升了10dB。11∶12∶28日凌结束，此时信号噪底降至原来的水平。
图1 日凌开始时刻SDETV频谱
图2 日凌最大时刻SDETV频谱
3 数据分析及结论
对于卫星电视节目的接收而言，只要载噪比不低于10dB，就能正常接收；当载噪比低于10dB时，电视画面就会出现马赛克，随着日凌情况的加重，电视画面甚至会出现黑屏。在这次日凌期间，SDETV电视画面并没有受到影响。从图2中可以看到，即使在日凌最大时刻，它的载噪比也在10dB以上。而同在“亚太6号”上的中央电视台（CCTV）的卫星电视信号就没有这么幸运了，画面已经出现了马赛克。图3为CCTV卫星电视信号的正常频谱图，它位于“亚太6号”6A转发器上。可以看到，SDETV比CCTV的信号载噪比要高出近6dB，况且SDETV附近没有其他的大信号干扰，而CCTV信号两端都紧跟有大信号。因此，一方面，在日凌最大时刻，由于信号噪底上升了10dB，使得CCTV的电视信号载噪比低于10dB；另一方面，由于临近信号的影响，使得CCTV的电视信号载噪比还没降到10dB的时候，电视画面就开始出现马赛克。我们记录下了CCTV出现马赛克的时刻SDETV信号的频谱图，如图4所示。此时信号噪底才刚刚有所上升，并不能使得CCTV的载噪比降低到10dB以下。
图3 CCTV正常频谱 图4 CCTV出现马赛克时SDETV的频谱
另外，在2006年10月9日，“鑫诺1号”卫星发生日凌期间，我们分别利用7.3米卡塞格伦天线和13米卡塞格伦天线同时接收该卫星C频段水平极化的一个载波信号，两架天线分别各连接一台频谱仪E4440B，观察日凌开始时刻、日凌最大时刻的频谱图。图5、图6所示。为13米天线接收到的信号在日凌开始时刻和最大时刻的频谱图；图7、图8为7米天线接收到的信号在日凌开始时刻和最大时刻的频谱图。其中，用13米天线接收信号的日凌现象持续4分钟；用7米天线接收信号的日凌现象持续6分钟。可见，当天线口径较大、波瓣较宽时，日凌对信号影响的时间相对较长。
图5 13米天线接收到的日凌开始时刻的频谱图
图6 13米天线接收到的日凌最大时刻的频谱图
图7 7米天线接收到的日凌开始时刻的频谱图
图8 7米天线接收到的日凌最大时刻的频谱图
综上所述，“日凌”现象是发生在卫星通信系统中一种无法避免的自然现象。发生日凌时，信号噪底会上升10dB以上。但如果电视信号的载噪比在日凌期间能够保持在10dB以上，而且没有临近大信号的影响，就能保证电视画面的接收质量。因此，对于重要的节目，上行时可考虑提高功率，提高载噪比，以保证在日凌期间播出画面不出马赛克和黑屏。对于监测站而言，如果在日凌的预测发生时段电视信号接收质量变差，需要正确判断信号变差的原因是日凌还是干扰，这就要结合当时的频谱、载波参数以及节目状态等来综合判断。对卫星操作者来讲，在日凌期间要密切关注卫星参数，防止受到非法干扰。 
