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民航客机客舱内无线通信设备天线辐射干扰危害研究

孙京陵  
【摘要】:随着互联网和移动通信业务的快速发展,民航乘客尤其是高端商务乘客对于长途飞行中的宽带在线和移动通信服务有着越来越强烈的需求,而航空公司也期望通过飞行中的无线接入服务和其它增值业务来增加盈利。但是,这些便携式电子设备(Portable Electronic Device, PED)以及客舱内加装的无线接入设备都可能成为各种机载电子设备的潜在电磁干扰源,甚至危及客机的飞行安全。相比于常规的无线通信系统工作所引起的辐射电磁干扰(Electromagnetic Interference, EMI)问题,这一问题具有更高的危害性和复杂度。因此,深入开展民航客机客舱内无线通信设备天线辐射干扰耦合机理的研究工作不仅具有迫切的应用需求,而且具有重要的理论研究价值。 本文围绕这一问题开展了如下仿真和试验研究工作: 1.分析了客舱内无线通信设备天线辐射场与机载电子设备间的电磁干扰耦合机理,简要对比了各种常用商用电磁仿真软件对本文所研究的问题的适用性。 2.研究了舱内PED天线辐射发射所建立的电磁环境。根据RTCA/DO-160F第20节关于航电设备辐射敏感度测试电平的要求,在对典型问题仿真分析的基础上分别提出了客舱内PED和加装的无线接入点设备发射功率电平的安全限值要求。 3.研究了舱内PED天线辐射发射与舱外主要通信与导航系统天线间的干扰路径损耗。通过与美国国家航空航天管理局(National Aeronautics and Space Administration, NASA)有关试验结果的对比,验证了本文电磁仿真建模方法的有效性。 4.仿真分析了舱内PED天线辐射发射与穿舱单导线、双绞线及同轴线间的电磁耦合,研究了典型工作频率上线缆端口干扰电流的响应。 5.在某型飞机上开展了客舱电磁环境(electromagnetic environment ,EME)试验研究工作,将典型的试验结果与仿真结果进行了对比,进一步验证了本文仿真建模方法的有效性。 这项工作可用于客机上加装移动通信和无线宽带接入设备时的安全性评估,对于民航客机相关系统的适航取证有着重要的应用价值。


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