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手机信号对机载通信导航设备干扰的分析

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摘要

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外PED对机载通信导航设备干扰的研究现状

1.2.1 国外PED对机载通信导航设备干扰的研究现状

1.2.2 国内PED对机载通信导航设备干扰的研究现状

1.3 论文的结构及主要内容

2 干扰源与机载通信导航系统的分析

2.1 干扰源

2.1.1 有意辐射

2.1.2 杂散辐射

2.1.3 交调及互调

2.2 机载通信导航系统

2.3 本章小结

3.1 传输路径模型

3.2 干扰路径损耗

3.3 干扰路径损耗的评估

3.4 本章小结

4 手机与机舱内电子设备间的电磁兼容性分析

4.1 飞机电磁兼容性

4.2 手机信号与机舱内电子设备的耦合途径

4.3 仿真分析方法

4.4 本章小结

5 手机信号对机载通信导航系统干扰的仿真分析

5.1 网格参数设置

5.2 谐振腔孔缝耦合

5.2.1 简易谐振腔

5.2.2 长方体谐振腔

5.3 飞机模型

5.4 干扰路径损耗的数据分析

5.4.1 手机信号对机载通信导航设备的干扰路径损耗

5.4.2 对手机信号的扫频分析

5.4.3 辐射敏感度比较

5.5 本章小结

6 机载WiFi信号对通信导航设备干扰的分析

6.1 机载WiFi的系统构成

6.2 机载WiFi对通信导航设备干扰的仿真分析

6.3 本章小结

7 结论

参考文献

作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果

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摘要

在飞机飞行过程中,很多乘客会使用手机、笔记本电脑等电子设备,但是多数便携式电子设备(PED)的设计没有参考航空电子设备电磁兼容性标准。由于航空电子设备需要更安全的电磁环境,所以航空公司和各种权威机构已经明令禁止在飞机上随意使用多数电子设备。近几年,国外的很多客机上安装了机载移动通信系统,开始为乘客提供个人无线通信服务。国内航空公司为尽量满足乘客的通信需求,一直与相关部门着力研究如何在飞机上安全地使用个人通信设备,因此研究手机信号对机载通信导航设备的干扰非常有必要。
  本文在综述了国内外PED对机载通信导航设备干扰研究的基础上,首先,分析了航空无线电技术委员会(RTCA)电磁干扰测试报告的研究对象,给出了三大运营商的频谱划分、PED有意发射功率以及杂散辐射发射限值,并详细地阐述了干扰源的有意辐射、杂散辐射、交调及互调,对机载通信导航设备进行分类;然后,分析了机舱环境下无线信号的传输路径模型,给出了干扰路径损耗和正向天线传输系数的表达式,将干扰路径损耗的计算转换成天线端口处电压值的计算,并阐述了干扰路径损耗的评估方法;其次,分析了飞机整体电磁环境和机舱内电磁环境,详细阐述了手机信号与机舱内电子设备的耦合途径;最后,在CST平台建立A319飞机模型,利用四分之一波长单极子天线模型验证了网格设置的合理性,利用简易谐振腔、长方体谐振腔两种孔缝模型验证了电磁参数设置的正确性,使用CST MWS高频电磁软件仿真手机信号对多种机载通信导航设备的干扰路径损耗,模拟WiFi信号对通信导航设备的干扰,并将仿真结果与民用航空标准限定的辐射敏感度进行对比。仿真结果表明,干扰信号的峰值电场强度均没有超出安全范围内的辐射敏感度测试水平,说明在机舱内正常使用PED不会对机载通信导航系统产生较大的干扰影响。

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