民用飞机干扰路径损耗自动测试技术研究

熊威　梁小亮　陈洁

摘 要：针对传统手动电磁兼容测试速度慢、测试时容易出现人为因素误差的弊端，该文提出了一套民用飞机干扰路径损耗自动测试方法和测试系统，通过此系统可高效、精确地完成民用飞机干扰路径损耗自动测试工作，并通过计算机后台自动保存测试数据。通过与手动测试结果的对比，该套测试系统拥有较高的测试精度，可节约大量人力资源和测试时间。

关键词：干扰路径损耗 自动测试 PED

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）06（c）-0019-02

2007年，美国航空无线电技术委员会（Radio Technical Commission for Aeronautics，RTCA）颁布了标准DO-307《Aircraft Design and Certification for Portable Electronic Device （PED） Tolerance》[1]，提出了民用飛机允许使用便携式电子设备（Portable Electronic Device，PED）的前门耦合（Front-door Coupling）机上地面试验验证方法，对MB、VHF、VOR、LOC、TCAS、GPS等通信、导航系统进行电磁干扰测试。AC 20-164[2]确认该方法可用于民用飞机PED试验适航取证。该方法是采用在机内不同位置放置发射天线来模拟PED的无意发射（Non Intentional Radiated Emissions，NIRE），通过测量得到发射天线至通信、导航接收机射频端口间的干扰路径损耗（Interfere Path Loss，IPL），以此来确定PED对机载通信、导航系统带来的潜在电磁干扰，即前门耦合干扰。在该标准中，提出了推荐的IPL测试方法，包括对测试设备/仪器的要求，但这些设备/仪器仅能实现最简单的测试功能，且为手动测试，很难满足大量的测试需求。特别是对于新研的民用飞机来说，手动测试至少需要3周时间才能完成所有的测试及分析工作，费时费力，同时也可能对飞机的适航验证进度产生影响。

随着信息技术的发展，计算机辅助技术在传统测试领域的应用越来越广泛。该文所述的自动测试技术可完成RTCA DO-307中描述的试验内容，即IPL测试，其方法与标准DO-307的描述一致，但效率更高。

1 民用飞机干扰路径损耗自动测试方法

将模拟PED的测试天线放置于飞机舱室内部，并把该天线和信号发生器以及功率放大器连接作为PED模拟信号发射源，测试天线将信号发生器和功率放大器所传输过来的信号辐射出去，将机载待测天线所连接的同轴电缆连接至频谱仪用于接收PED模拟信号源所发射的电磁信号，测试的物理参数为功率，发射功率减去接收功率即为IPL值。试验布置如图1所示。控制计算机可通过集线器完成对信号源、频谱发生仪、功率放大器、机载接收天线、模拟发射天线的自动化控制。

测试前，对测试系统和测试线缆完成校准测试。IPL校准是为了去除线缆在测试过程的中的损耗，线缆损耗测量流程如图2所示。线缆损耗的计算公式为：

PS=PTS+PAS-PMS （1）

其中，PTS为信号源校准发射功率，PAS为放大器增益，PMS为频谱仪校准接收功率，单位均为dBm。

IPL测试原理如图1所示，IPL的计算公式为：

IPL=PTC+PAC-PMC-PS （2）

其中，PTC为信号源测试发射功率；PAC为放大器增益，PMC为频谱仪测试接收功率，单位均为dBm。

2 IPL测试

该次IPL测试包含了以下天线：VHF，GS天线。试验时，发射天线首先放置于水平极化，分别测试每个天线，其中VHF：118～137 MHz，步长100 kHz，200个测试点；GS：328～336 MHz，步长25 kHz，32个测试点。然后，将发射天线放置于垂直极化，再重复测试一次。完成上述自动测试内容后，再将上述内容在手动情况（去掉带通滤波器，直接将接收天线连接至频谱分析仪）下测试一次，以便和自动测试结果对比，见图3。

3 测试结果

对于每个天线，分别进行了手动测试和自动测试，每个测试都分了垂直极化和水平极化两种极化方式。图4～图7列出了对GS天线、VHF天线的IPL测试结果。

从VHF、GS天线的IPL数据曲线可以看出，手动测试和自动测试（通过经计算机控制的带通滤波器进行自动切换频道的测试）的曲线走向基本吻合（尤其是在垂直极化情况下），但是手动测试的IPL略低于自动测试的IPL。两种情况下的手动和自动IPL测试结果误差平均在6 dB左右。

4 结语

从以上4个天线的IPL测试结果分析得出，的手动和自动测试结果在水平极化和垂直极化情况下的误差平均值相对可以接受。民用飞机干扰路径损耗自动测试方法测试速度快，测试精度高、可节约大量人力资源和测试时间。

参考文献

[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