熊威　梁小亮　陳潔

摘 要：針對傳統(tǒng)手動電磁兼容測試速度慢、測試時容易出現(xiàn)人為因素誤差的弊端，該文提出了一套民用飛機干擾路徑損耗自動測試方法和測試系統(tǒng)，通過此系統(tǒng)可高效、精確地完成民用飛機干擾路徑損耗自動測試工作，并通過計算機后臺自動保存測試數(shù)據(jù)。通過與手動測試結(jié)果的對比，該套測試系統(tǒng)擁有較高的測試精度，可節(jié)約大量人力資源和測試時間。

關(guān)鍵詞：干擾路徑損耗 自動測試 PED

中圖分類號：TP393 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）06（c）-0019-02

2007年，美國航空無線電技術(shù)委員會（Radio Technical Commission for Aeronautics，RTCA）頒布了標(biāo)準(zhǔn)DO-307《Aircraft Design and Certification for Portable Electronic Device （PED） Tolerance》[1]，提出了民用飛機允許使用便攜式電子設(shè)備（Portable Electronic Device，PED）的前門耦合（Front-door Coupling）機上地面試驗驗證方法，對MB、VHF、VOR、LOC、TCAS、GPS等通信、導(dǎo)航系統(tǒng)進行電磁干擾測試。AC 20-164[2]確認(rèn)該方法可用于民用飛機PED試驗適航取證。該方法是采用在機內(nèi)不同位置放置發(fā)射天線來模擬PED的無意發(fā)射（Non Intentional Radiated Emissions，NIRE），通過測量得到發(fā)射天線至通信、導(dǎo)航接收機射頻端口間的干擾路徑損耗（Interfere Path Loss，IPL），以此來確定PED對機載通信、導(dǎo)航系統(tǒng)帶來的潛在電磁干擾，即前門耦合干擾。在該標(biāo)準(zhǔn)中，提出了推薦的IPL測試方法，包括對測試設(shè)備/儀器的要求，但這些設(shè)備/儀器僅能實現(xiàn)最簡單的測試功能，且為手動測試，很難滿足大量的測試需求。特別是對于新研的民用飛機來說，手動測試至少需要3周時間才能完成所有的測試及分析工作，費時費力，同時也可能對飛機的適航驗證進度產(chǎn)生影響。

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，計算機輔助技術(shù)在傳統(tǒng)測試領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。該文所述的自動測試技術(shù)可完成RTCA DO-307中描述的試驗內(nèi)容，即IPL測試，其方法與標(biāo)準(zhǔn)DO-307的描述一致，但效率更高。

1 民用飛機干擾路徑損耗自動測試方法

將模擬PED的測試天線放置于飛機艙室內(nèi)部，并把該天線和信號發(fā)生器以及功率放大器連接作為PED模擬信號發(fā)射源，測試天線將信號發(fā)生器和功率放大器所傳輸過來的信號輻射出去，將機載待測天線所連接的同軸電纜連接至頻譜儀用于接收PED模擬信號源所發(fā)射的電磁信號，測試的物理參數(shù)為功率，發(fā)射功率減去接收功率即為IPL值。試驗布置如圖1所示。控制計算機可通過集線器完成對信號源、頻譜發(fā)生儀、功率放大器、機載接收天線、模擬發(fā)射天線的自動化控制。

測試前，對測試系統(tǒng)和測試線纜完成校準(zhǔn)測試。IPL校準(zhǔn)是為了去除線纜在測試過程的中的損耗，線纜損耗測量流程如圖2所示。線纜損耗的計算公式為：

PS=PTS+PAS-PMS （1）

其中，PTS為信號源校準(zhǔn)發(fā)射功率，PAS為放大器增益，PMS為頻譜儀校準(zhǔn)接收功率，單位均為dBm。

IPL測試原理如圖1所示，IPL的計算公式為：

IPL=PTC+PAC-PMC-PS （2）

其中，PTC為信號源測試發(fā)射功率；PAC為放大器增益，PMC為頻譜儀測試接收功率，單位均為dBm。

2 IPL測試

該次IPL測試包含了以下天線：VHF，GS天線。試驗時，發(fā)射天線首先放置于水平極化，分別測試每個天線，其中VHF：118～137 MHz，步長100 kHz，200個測試點；GS：328～336 MHz，步長25 kHz，32個測試點。然后，將發(fā)射天線放置于垂直極化，再重復(fù)測試一次。完成上述自動測試內(nèi)容后，再將上述內(nèi)容在手動情況（去掉帶通濾波器，直接將接收天線連接至頻譜分析儀）下測試一次，以便和自動測試結(jié)果對比，見圖3。

3 測試結(jié)果

對于每個天線，分別進行了手動測試和自動測試，每個測試都分了垂直極化和水平極化兩種極化方式。圖4～圖7列出了對GS天線、VHF天線的IPL測試結(jié)果。

從VHF、GS天線的IPL數(shù)據(jù)曲線可以看出，手動測試和自動測試（通過經(jīng)計算機控制的帶通濾波器進行自動切換頻道的測試）的曲線走向基本吻合（尤其是在垂直極化情況下），但是手動測試的IPL略低于自動測試的IPL。兩種情況下的手動和自動IPL測試結(jié)果誤差平均在6 dB左右。

4 結(jié)語

從以上4個天線的IPL測試結(jié)果分析得出，的手動和自動測試結(jié)果在水平極化和垂直極化情況下的誤差平均值相對可以接受。民用飛機干擾路徑損耗自動測試方法測試速度快，測試精度高、可節(jié)約大量人力資源和測試時間。

參考文獻

[1] DO-307. Aircraft Design and Certification for Portable Electronic Device （PED） Tolerance[Z].

[2] AC 20-164 Designing and Demonstrating Aircraft Tolerance to Portable Electronic Devices[Z].endprint