摘要：目前国内越来越多的民航飞机上开始加装无线WLAN装置用于乘客机上上网服务，飞机加装无线电子设备后必然会对机内电子设备造成一定的干扰，本文根据美国航空技术委员会制定的飞机加装电子装置的指导文件DO294C标准，具体对加装WLAN设备的测试需求进行分析，结合目前航空公司及实际使用情况，对标准中所要求的测试内容进行确认和改进的介绍，以既符合标准要求，又能满足实际测试情况。
关键词：T-PED；电磁兼容；WIFI装置；DO 294C
0引言
新兴无线技术带动着航空技术的发展，但同时对飞机的电子性能要求越来越严格，在发展的同时，需要解决这些干扰带来的问题。美国民间非赢利组织RTCA（航空无线电技术委员会）一直致力于航空领域内的通信导航监视和空中交通管理中存在的无线电技术问题，制定出允许在飞机上安装便携式电子设备的指导标准DO 294C，目前国内航空公司都开始在机上安装WIFI装置，为乘客提供机上上网服务，在改装后的飞机投入使用之前必须经过全套的测试，其中加装WIFI装置后的地面EMC测试是其中必备的项目，本文根据DO294C标准中对加装T-PED后的地面EMC测试要求，结合航空公司要求及EMC测试需求，对民航飞机加装无线装置后的地面EMC测试进行确认。
1.RTCA DO294C标准地面EMC测试分析
1.1标准概述
标准RTCA DO294C为允许在飞机上接入发射的便携电子设备（T-PEDS）的指导，易使用在飞机上的设备有便携电子设备和发射的便携电子设备，其中由于发射便携电子设备将有意的辐射出无线通信信号，有可能会对飞机本身存在的无线通信系统造成干扰，而导致飞机工作异常。在飞机上原本已存在的无线通信信号有：GPS L1，LOC，VDL，VOR，VDB等，这些无线通信信号直接影响着飞机的飞行状况，加装了附加的无线通信信号后，应保证这些无线通信系统在飞机中能够正常的工作
1.2标准分析
测试中发射的有用信号应为便携发射电子设备可能发出的无线通信信号，根据标准DO294C 附录6.F中，飞机上可能涉及的无线通信信号有如下：
1、接入方式：时分多址，载波接入探测，其主要应用于GSM，IS-136 DAMPS，PDC，PHS类手机，数据传输技术有802.11a，b，g，Zigbee，也有使用TETRA技术的专业或者个人无线电设备。
2、接入方式：码分多址，频分复用，其主要应用于UMTS，NAMPS，CDMA2000类手机，数据传输技术有MOBITEX 2，BT，也有使用TETRAPOL，EDACS技术的专业或者个人无线电设备
根据目前国内民航规定，移动/数据终端还不允许使用于飞机上，目前允许安装的设备为国际公共免执照频段2.4/5GHz两个频段。对这一类根据使用距离可分为WLAN设备和WPAN设备，其中WLAN为使用802.11协议的家庭无线网络技术，实现多点接入的设备，常见的设备有笔记本电脑，数据卡，路由器等数据传输设备，WPAN为使用802.15协议的高低速率均有的微功率设备，典型的用于有低速传输的开关功能设备和高速传输的高清电视上。
根据WLAN和WPAN设备的特点，相对而言，WLAN设备传输速率高，发射功率大，传输距离远，通过对WLAN设备的评估即可涵盖WPAN设备。
DO 294C标准中对加装WLAN设备的飞机规定了所应施加的干扰信号来模拟WLAN设备安装后可能造成的干扰。RTCA根据美国WLAN设备的发射功率信息，规定了对工作（2400-2483.5，5150-5350，5470-5850）MHz在802.11a，b，g模式的WLAN设备，其T-PED设备的有意发射功率均设定为27dBm，测试中预估额外衰减为10dB，则最终要求在距离测试点一米处发射功率为37dBm。
目前所采用的DO294为2008年12月发布，目前仍为现行有效，可以看到目前标准中规定需要测试的技术只有802.11a/b/g模式。
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2.测试内容的改进
2.1测试所施加的功率
虽然2.4/5.8GHz为国际公用频段，而各个国家对UNII频段的具体频率不近相同，因RTCA为美国航天技术标准，所规定使用频率和功率以美国国家要求为依据，为此将美国，欧洲和中国三大区域对使用WLAN设备的频率进行了比较，主要区别在于：
1、中国目前5470-5725MHz频段还未开放使用；
2、各区域的最大发射功率限值不同，其中美国最大为36dBm，欧洲最大为30dBm，中国最大为33dBm。
在DO 294C标准中规定在进行飞机的电磁兼容地面试验时，测试所发射的功率将以27dBm为基准。然而27dBm对国内的WLAN设备而言，低于无线电管理委员会公布的该类设备允许使用的最大功率，经过了无线电管理委员会认可的设备发射出的功率可能会大于27dBm，有可能会导致已经经过了电磁兼容地面测试的飞机出现工作异常。为此我们调整了T-PED的假定发射功率值，保持为33dBm，这样就可以保证经过核准的所有的WLAN设备使用时飞机的正常工作。
2.2测试所施加的信号
无线技术更新换代非常迅速，目前802.11协议的技术有了较大的发展，目前802.11协议已经从802.11a，b，g发展到802.11a，b，g，n，ac，此类WLAN设备已经普及，而在将来802.11技术将出现802.11ad/ae等新的技术，802.11协议的变化意味着使用该技术的WLAN设备的无线数据传输速率也有了质的飞跃，从最初的2Mbps到目前理论上可达到1Gbps的速率。
无线技术的更新和使用新的无线技术产品的普及，在对飞机进行加装无线装置时也应与时俱进，为此，我们根据目前技术条件调整了测试所用的信号模式主要有802.11b/g/n20/n40a/n/ac模式，其中802.11b/g/n模式使用2.4GHz频段，802.11a/n/ac模式使用5G频段，占用带宽有20/40/80MHz及目前也已经投入使用的160MHz，根据每个信道所占用的带宽范围，在整个可使用频段范围内选择可全覆盖该频段的信道。
2.3测试方法及频率的选择
在标准DO 294C 6.D.3.4.2条款中，测试频率的选择应参考DO-160E 20.3e进行选择和测试，根据要求，测试应按照扫频的方式进行，对产生离散频率的设备，测试频率为100kHz以上时为100倍频程，在100kHz以下时为10倍频程，根据WLAN设备频率特性，扫频的频率技术公式为：Fn+1=Fn*10（1/99），其中Fn为测试频率，n为自然数1-100，f1为其起始频率，F100为终止频率。在每个测试频率的停留时间应大于1s。
而根据实际的使用情况，WLAN设备在连接及待机状态都处于一定的信道下，如2.4GHz频段，WLAN设备共计有13个工作信道，分别工作在2412~2472。若为802.11b，g模式，每个信道占用带宽约为20MHz，即当WLAN设备工作在2412信道时，其所占用的频率范围为2402~2422MHz。
为了模拟真实的使用情况，除了以上由标准中规定的在2.4GHz和5GHz频段内进行扫频测试外，还将进行定频发射测试，将干扰施加设备固定在选定的信道下进行测试，信道选定如上表所示。确认最终测试的状态应为在带调整信号模式下按照信道间隔进行扫频测试。
3.结论
本文通过对标准DO 294C中对飞机加装WLAN设备的测试要求，测试方法，测试条件的分析，根据目前无线局域网产品技术发展情况，更新了标准中未及时更新的技术要求和测试条件，对测试方法有一定的改进，更符合实际测试需求。
参考文献：
[1] RTCA DO 294C 2008 Guidance on allowing transmitting portable electronic device（T-PEDS）on aircraft
[2] RTCA DO 160D
论文作者:肖玲
论文发表刊物:《基层建设》2017年第22期
论文发表时间:2017/11/13
标签：测试论文; 设备论文; 飞机论文; 频段论文; 标准论文; 技术论文; 信道论文; 《基层建设》2017年第22期论文;