《民用飛機便攜式電子設備的電磁干擾路徑損耗測試方法》

1HBXXXX-XXXX民用飛機便攜式電子設備的電磁干擾路徑損耗測試方法本文件規(guī)定了民用飛機便攜式電子設備的電磁干擾路徑損耗測試的試驗一般要求、試驗方法、測試數(shù)據(jù)處理以及試驗結果的分析與評定。本文件適用于正常類/運輸類航空器（本文件中統(tǒng)稱為“飛機”）便攜式電子設備的電磁干擾路徑損耗測試試驗。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GJB72電磁干擾和電磁兼容性術語GJB8820電磁屏蔽材料屏蔽效能測量方法CCAR25運輸類飛機適航標準3術語和定義GJB72界定的以及下列術語和定義適用于本文件。3.1前門耦合frontdoorcoupling來自于便攜式電子設備的電磁能量透過機上的舷窗和孔隙進入飛機外部接收天線中，從而導致接收機干擾。3.2干擾路徑損耗interferencepathloss從飛機內(nèi)部便攜式電子設備輻射的電磁波被飛機無線電接收機接收時的能量損失量。當采用本文件的試驗布置進行干擾路徑損耗測試時，干擾路徑損耗是發(fā)射天線輸入端口功率測量值與飛機無線電接收機輸入端口功率測量值之比；當機載天線為有源天線時，干擾路徑損耗是發(fā)射天線輸入端口測量值與飛機機載天線無源部分的端口功率之比。4縮略語下列縮略語適用于本文件。ADF：自動定向儀（AutomaticDirectionFinder）ADS-B：廣播式自動相關監(jiān)視（AutomaticDependentSurveillance-Broadcast）AMS(R)S：航空移動衛(wèi)星（航線）業(yè)務（AeronauticalMobileSatellite(Route)Services）DME：測距器（DistanceMeasuringEquipment）GNSS：全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)（GlobalNavigationSatelliteSystem）GPS：全球定位系統(tǒng)（GlobalPositioningSystem）GS：下滑道（GlideSlope）2HBXXXX-XXXXHF：高頻（HighFrequency）ILS：儀表著陸系統(tǒng)（InstrumentalLandingSystem）IPL：干擾路徑損耗（InterferencePathLoss）MB：指點信標（MarkerBeacon）MLS：微波著陸系統(tǒng)（MicrowaveLandingSystem）N/A：不適用（NotApplicable）PED：便攜式電子設備（PortableElectronicDevice）RA：無線電高度表（RadioAltimeter）RBW：分辨率帶寬（ResolutionBandwidth）SA：頻譜分析儀（SpectrumAnalyzer）TBD：待定（ToBeDetermined）TCAS：交通告警和防撞系統(tǒng)（TrafficAlertandCollisionAvoidanceSystem）UAT：通用訪問收發(fā)機（UniversalAccessTransceiver）VDL：甚高頻數(shù)據(jù)鏈（VeryHighFrequencyDigitalLink）VOR：甚高頻全向信標（VeryHighFrequencyOmnidirectionalRange）VSWR：電壓駐波比（VoltageStandingWaveRatio）5試驗一般要求5.1試驗環(huán)境試驗場地應開闊，周圍無大型金屬物體或者建筑物。試驗環(huán)境中應避免在閃電天氣、雨天開展試驗。5.2試驗飛機試驗飛機的線纜、電子/電氣設備、金屬或導電結構支架等對試驗均可能造成影響，其中，沒有內(nèi)部裝飾（例如座椅、隔間、行李箱、絕熱隔聲層等）應認為是更嚴苛的試驗條件。飛機內(nèi)、外部的艙門和口蓋等，應按照起飛/著陸狀態(tài)關閉。試驗期間，試驗飛機周圍應禁止或限制使用通訊設備，與試驗無關的人員及物品應遠離被測艙室或被測區(qū)域。5.3被測天線被測天線應按照類型選擇相應的測試位置斷開同軸電纜：a)無源天線，應自被測接收機處斷開天線同軸線纜；b)有源天線，則：1)天線結構與放大器各為分立部件時，應自放大器信號輸入端斷開線纜；2)天線結構及放大器集成為單獨部件時（以下總稱為天線應在天線輸出端斷開同軸線纜，并按照天線正常工作要求向天線供電，在計算IPL時應扣除放大器的影響。5.4試驗設備干擾路徑損耗測試可采用通用設備，也可以采用專用設備。試驗設備主要包括信號發(fā)生器、信號發(fā)射天線、信號接收器、同軸線纜以及相應的輔助設備或軟件。試驗中使用的設備和儀器都應標識和記錄生產(chǎn)廠家、型號、序列號。其中，有計量需要的，應記錄計量有效日期。3HBXXXX-XXXX信號發(fā)射天線應選用增益在-1dBi至4dBi之間的低增益、全向的寬帶天線，如單錐天線、雙錐天線等。信號發(fā)射天線自由空間電壓駐波比（VSWR）應不大于2:1，否則應以實際的天線輻射功率計算干擾路徑損耗。信號發(fā)生器應具備持續(xù)發(fā)射足夠大功率的能力，其發(fā)射信號持續(xù)時間應大于接收系統(tǒng)的響應時間（涵蓋被測天線的最大響應時間與信號接收器的掃描時間等），必要時可以使用放大器增強發(fā)射信號。信號接收器應具備足夠的動態(tài)范圍和靈敏度以有效地接收信號，必要時可使用信號衰減器。信號接收器接收到的信號信噪比應不低于10dB。6試驗方法6.1一般性原則飛機PED的電磁干擾路徑損耗測試按照民用飛機對CCAR25《運輸類飛機適航標準》中1309（a）條款的符合性要求。測試過程可參照GJB8820中相關內(nèi)容，其它一般性原則包括：a)可以根據(jù)實際飛機構型對測量過程進行更改，但應能檢測出飛機IPL最惡劣的情況；b)信號發(fā)射天線的極化方向應涵蓋至少兩種互相垂直的極化方式，一般為水平方向且平行于飛機開口（舷窗、艙門、風擋等）平面，以及豎直方向；c)試驗設備的狀態(tài)在測量過程中應保持一致，同軸線纜等需固定；當試驗需要中斷時，應對測試系統(tǒng)各設備和飛機狀態(tài)進行必要的記錄，以便恢復測試狀態(tài)。6.2試驗布置6.2.1試驗布置一般要求本試驗布置的一般要求應貫徹整個試驗布置過程，包括：a)同軸線纜需連接飛機內(nèi)外部或者不同艙室的設備時，不應改變或影響被測區(qū)域的結構屏蔽效能，應盡量使用固有的電磁開口，如可開啟的觀察窗、玻璃纖維隔板等；b)除移動天線需要以外，同軸線纜應有固定措施，在人員可達的區(qū)域如客艙、駕駛艙、地面等，建議同軸線纜采用懸空布置等措施以防范線纜人為損傷；c)測量艙門等開口時，信號發(fā)射天線與開口面的距離通常為75cm，同時距離另一側蒙皮/艙門不應小于這個距離，小型飛機無法滿足此條件的，可以將發(fā)射天線放置在艙室中線上。6.2.2同軸線纜基準測量的試驗布置連接信號發(fā)生器、同軸線纜和信號接收器，并根據(jù)實際需要使用放大器或衰減器，以及同軸電纜連接器等，如圖1所示。4HBXXXX-XXXX標引序號說明：1——信號接收器；2——衰減器（選用3——信號接收同軸線纜；4——連接器；5——信號發(fā)生器；6——放大器（選用7——信號輸出同軸線纜。圖1同軸線纜基準測量試驗布置6.2.3艙門區(qū)域試驗布置測量艙門區(qū)域時，信號發(fā)射天線應距離艙門中心75cm，高度應附錄B（資料性）飛機便攜式電子設備的電磁干擾路徑損耗測試試驗報告模板示例與艙門中心相同。貨艙艙門處信號發(fā)射天線的位置還應包括：a)艙門中心向兩側每50cm水平間隔直至超出艙門寬度的位置；b)超出艙門寬度后水平間隔150cm的位置。貨艙艙門區(qū)域IPL機上測量試驗布置如圖2所示，其他艙門區(qū)域的試驗布置和信號發(fā)射天線的位置要求參照本例。5HBXXXX-XXXX1236HBXXXX-XXXX標引序號說明：1——信號接收器；2——衰減器（選用3——機載天線與同軸線纜；4——舷窗；5——艙門；6——信號發(fā)射天線；7——信號發(fā)生器；8——放大器（選用)。信號發(fā)生天線中心的高度應與艙門中心高度一致，且距離艙門中心75cm。圖2艙門區(qū)域IPL測量試驗布置6.2.4客艙區(qū)域試驗布置測量客艙區(qū)域時，信號發(fā)射天線高度應與客艙舷窗中心高度相同；信號發(fā)射天線應置于旅客通道中心線上，以50cm間隔布置，應覆蓋客艙前后50cm范圍。對于未安裝座椅的客艙，信號發(fā)射天線置于客艙中心線上。客艙區(qū)域試驗布置如圖3所示。7HBXXXX-XXXX12≤50標引序號說明：1——信號接收器；2——衰減器（選用3——機載天線與同軸線纜；4——信號發(fā)射天線；5——舷窗；6——信號發(fā)生器；7——放大器（選用)。2為距離客艙起始端/終端，比如以駕駛艙門作為起始端、后廚房結構框作為終端。圖3客艙IPL測量試驗布置6.2.5駕駛艙區(qū)域試驗布置測量駕駛艙區(qū)域時，信號發(fā)射天線高度應與主風擋玻璃中心高度相同，位置覆蓋中央操作臺正上方以及往客艙方向每50cm間隔直到距離駕駛艙門不足50cm。駕駛艙區(qū)域試驗布置如圖4所示。8HBXXXX-XXXX標引序號說明：1——信號接收器；2——衰減器（選用3——機載天線與同軸線纜；4——信號發(fā)射天線；5——中央操作臺；6——信號發(fā)生器；7——放大器（選用)。信號發(fā)射天線中心應位于中央操作臺正上方，且與正前方風擋玻璃中心同高度。圖4駕駛艙IPL測量試驗布置6.3試驗程序6.3.1試驗內(nèi)容干擾路徑損耗測試包括基準測量和機上測量兩部分?；鶞蕼y量是對測試系統(tǒng)中的同軸線纜進行測量，以便于去除信號傳輸路徑中非飛機結構和部件損耗的影響，如果在測量中使用放大器或衰減器，則在基準測量中也必須包含該放大器或衰減器；完成基準測量后，使用信號發(fā)射天線和機載接收機天線進行IPL機上測量。飛機的實際IPL值通過基準測量和IPL機上測量的數(shù)據(jù)計算獲得。信號發(fā)生器的發(fā)射功率和接收器的分辨率帶寬（RBW）設置可按需調(diào)整，但同一頻段的測試中RBW應保持一致，同時應確保接收信號信噪比不低于10dB，且接收器始終工作在線性區(qū)域。試驗大綱應對本章提及到的以及其它可能影響試驗有效性的內(nèi)容做出明確規(guī)定和說明，具體內(nèi)容要求可參見附錄A。6.3.2同軸線纜基準測量同軸線纜基準測量的步驟如下：a)按照基準測量試驗布置（圖1）的要求連接各測試設備；b)設置信號發(fā)生器的發(fā)射頻率等，設置信號接收器的測量頻段范圍、信號追蹤模式等；c)觀察并確認接收信號值穩(wěn)定、信噪比滿足要求；d)記錄信號發(fā)生器輸出信號功率值；e)記錄信號接收器接收信號功率值。信號發(fā)生器和接收器的參數(shù)設置中，信號發(fā)生器的發(fā)射頻率上下限應超出被測天線工作頻段各至少1個信道間隔，信號接收器的測量頻段范圍應覆蓋所測頻點上下至少各1個信道間隔——對于TCAS天線等單頻工作天線，測量頻率上下限覆蓋信號三倍全頻寬。信號接收器的信號追蹤模式（TraceMode）應設置為最大值保持（MaxHold）。同軸線纜、放大器/衰減器、天線對測試結果產(chǎn)生直接影響，更換或重新布置后，應按照步驟a)~e)重新進行基準測量。6.3.3IPL機上測量IPL機上測量的步驟如下：9HBXXXX-XXXXa)在測試位置處連接信號接收同軸線纜與被測天線；b)設置信號接收器測試頻段范圍，確保接收到被測機載天線頻段內(nèi)的所有信號，并記錄該信號頻率（可以收集附近機場、塔臺使用頻率作為輔助判斷依據(jù)）；c)按照IPL機上測量試驗布置（圖2～圖4）的要求，在相應的測試位置布置發(fā)射天線；d)調(diào)節(jié)信號發(fā)生器的發(fā)射功率、發(fā)射持續(xù)時間等參數(shù)，設置接收器分辨率帶寬等參數(shù)；e)測試并記錄測試數(shù)據(jù)；f)重復步驟a）～e），測試所有發(fā)射天線位置、發(fā)射天線極化方向、飛機被測天線組合下所有應測工況。7測試數(shù)據(jù)處理7.1無源天線測試數(shù)據(jù)處理被測天線為無源天線時，IPL按照公式(1)計算：IPLTest=PTT-PMT-(PTC-PMC） (1)式中：IPLTest——飛機被測天線的IPL值，dB；PTT——IPL測量試驗中，信號發(fā)生器的功率輸出，dBm；PMT——IPL測量試驗中，接收信號功率測量值，dBm；PTC——基準測量中，信號發(fā)生器的功率輸出，dBm；PMC——基準測量中，接收信號功率測量值，dBm。7.2有源天線測試數(shù)據(jù)處理被測天線為有源天線時，如GPS天線，應考慮內(nèi)置放大器增益的影響。有源天線的IPL計算如公式IPLTest=PTT-PMT-(PTC-PMC)+GAA……………(2)式中：IPLTest——飛機被測天線的IPL值，dB；PTT——IPL測量試驗中，信號發(fā)生器的功率輸出，dBm；PMT——IPL測量試驗中，接收信號功率測量值，dBm；PTC——基準測量中，信號發(fā)生器的功率輸出，dBm；PMC——基準測量中，接收信號功率測量值，dBm。GAA——有源天線的放大器放大增益，dB。7.3含放大/衰減器的測試數(shù)據(jù)處理當使用放大器和/或衰減器時，應在基準測量中包含這些設備，或按公式(3)進行處理： (3)式中：IPLTest——未考慮放大器和/或衰減器時得到的IPL值，dB；IPLCal——考慮放大器或和/或衰減器時得到的IPL值，dB；GAmp——放大器的放大增益，dB；ILAtt——衰減器的插入損耗，dB。HBXXXX-XXXX8試驗結果的分析與評定飛機機載天線在全機各區(qū)域測得的全頻段IPL計算結果都大于IPL目標值（見表1可用于表明被測飛機對PED前門耦合效應的防護能力符合本文件判據(jù)要求。試驗（分析）報告中應對飛機機載天線是否滿足本文件判據(jù)要求做出明確判定，并對與試驗大綱的偏離情況以及其它可能影響試驗有效性的內(nèi)容做出明確說明和分析，試驗報告的具體內(nèi)容要求可參見飛機各區(qū)域的IPL目標值可分別計算和判定，其中：a)載客多于19人的飛機，其客艙的IPL目標值應與表1中“載客多于19人的飛機”的IPL目標值一致，其駕駛艙、貨艙的IPL目標值可以取表1中“載客10-19人的飛機”的IPL目標值；b)載客10-19人的飛機，其客艙的IPL目標值應與表1中“載客10-19人的飛機”的IPL目標值一致，其駕駛艙、貨艙的IPL目標值可以取表1中“載客少于10人的飛機”的IPL目標值。儀表著陸系統(tǒng)-航向信標（ILSLocalizerCatII甚高頻數(shù)據(jù)廣播（VHFDataBro儀表著陸系統(tǒng)-下滑道（ILSGlideSlopeCatIIHBXXXX-XXXXA/C模式應答接收機（ModeA/CTra廣播式自動相關監(jiān)視接收機（ADS-BRe全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)L5/E5（GNSS微波著陸系統(tǒng)（MLSCatI）微波著陸系統(tǒng)（MLSCatII&III）HBXXXX-XXXX（資料性）飛機便攜式電子設備的電磁干擾路徑損耗測試試驗大綱模版示例A.1范圍本文件是XXXXXXX電磁干擾路徑損耗測試試驗大綱，規(guī)定了XXXXXXX試驗的XXXXXXXXX。本文件適用于XXXXX試驗。A.2引用文件下列文件對本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。A.3縮略語E/E：電子/電氣（ElectricalandElectronic）N/A：不適用（NotApplicable）PED：便攜式電子設備（PortableElectronicDevice）……：……（……）A.4試驗依據(jù)本試驗是依據(jù)XXX的要求，基于XXXX規(guī)定的試驗方法，通過測試獲得XXX飛機PED前門耦合效應實際干擾路徑損耗（IPL）值，并與XXX規(guī)定的IPL目標值進行對比。A.5試驗目的本試驗通過測試獲得XXXPED前門耦合效應實際干擾路徑損耗（IPL）值，并與XXXX規(guī)定的IPL目標值進行對比，檢驗XXX飛機的機體結構屏蔽、天線布局和同軸線纜敷設等設計是否能夠提供足夠大的噪聲路徑損耗，以確保PED前門耦合效應不會對相關的機載無線電導航、通信系統(tǒng)造成電磁干擾。A.6被測無線電導航、通信系統(tǒng)XXX飛機PED干擾路徑損耗測試研發(fā)試驗在XXX架機上進行，結合飛機的構型情況，被測無線電導航、通信系統(tǒng)如表A.1所示。表A.1XXXX飛機PED干擾路徑損耗研發(fā)試驗被測無線電導航、通信系統(tǒng)序號接收機工作頻段（MHz）備注1XXXXXXXXXXXA.7試驗飛機構型要求HBXXXX-XXXX試驗飛機構型應滿足以下要求：a)XXXXXXXXXXXXX；b)XXXXXXXXXXXXX。A.8試驗場地要求試驗場地應滿足以下要求：a)XXXXXXXXX；b)XXXXXXXXX。A.9試驗儀器/工具測試儀器和輔助工具見表A.2。表A.2PED干擾路徑損耗測試設備和輔助工具序號名稱型號主要技術指標是/否計量1XXXXXXXXXXXX2A.10試驗程序XXXX飛機PEDXXX測試主要包括基準測量和機上測量兩部分。A.10.1基準測量A.10.1.1基準測量試驗布置XXXXXXXXXXX圖XXXXXXXXXXA.10.1.2基準測量試驗步驟基準測量的試驗步驟如下：a)XXXXXXXXXX；b)……。A.10.2機上測量A.10.1.3XX區(qū)域機上測量試驗布置XXXXXXXXXXX圖XXXXXXXXXXA.10.1.4XX區(qū)域IPL機上測量HBXXXX-XXXXXX區(qū)域機上測量的試驗步驟如下：c)XXXXXXXX；A.11被測無線電導航、通信系統(tǒng)功能檢查完成機上測量工作后，恢復被測無線電導航、通信系統(tǒng)的同軸線纜構型至試驗前狀態(tài)，并參照XXXXX檢查并確認被測無線電導航、通信系統(tǒng)功能正常。步驟如下：a)XXXXXX；b)……。A.12試驗數(shù)據(jù)處理XXXX飛機PED實際IPL值計算過程為：XXXXXXXXXX…………………(2)式中：XXXXXXXXXX；對于表X中任意選定的一個被測接收機，可將其頻段上每一個測試位置對應的頻率-路徑損耗曲線繪制在同一張圖上，形成一族曲線。在該族曲線中，確定路徑損耗最小值。A.13通過/失敗判據(jù)XXXXXXXX飛機PED干擾路徑損耗測試被測接收機在XXXXXXX中規(guī)定的IPL目標值詳見XXXX。根據(jù)計算結果，若被測接收機工作頻段上的路徑損耗最小值（MinimumIPL）不低于對應的IPL目標值時，則XXXXXXXXXX。在本次試驗中，若全部被測接收機的路徑損耗最小值（MinimumIPL）都不低于對應的IPL目標值，則XXXXXXXXX。HBXXXX-XXXX（資料性）飛機便攜式電子設備的電磁干擾路徑損耗測試試驗報告模板示例B.1范圍本文件是XXXXXXX電磁干擾路徑損耗測試試驗大綱，規(guī)定了XXXXXXX試驗的XXXXXXXXX。本文件適用于XXXXX試驗。B.2引用文件下列文件對本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。HBXXXXXXXXXXXXXXXXXXXRTCADO-XXXXXXXXXXXXXXXXXEUROCAEED-XXXXXXXXXXXXXXXXXXXACXXXXXXXXXXXXXXB.3縮略語E/E：電子/電氣（ElectricalandElectronic