本发明涉及一种peds辐射发射干扰模拟和校准的试验方法，具体是指位于飞机机舱内的peds(portableelectronicdevice，便携电子设备)的辐射发射干扰模拟和校准的试验方法，属于航空器电磁环境效应测试
技术领域：
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背景技术：
：：由于近年来移动互联网的迅速普及，迫使各大航空公司在保证飞机安全飞行的前提下，极力满足乘客在飞机上实现手机自由通话、上网的需求。然而这些手机、笔记本电脑等便携电子设备的电磁辐射却会对敏感的机载无线导航系统造成潜在的干扰威胁。上世纪中期，欧美等发达国家已经开始关注位于民航客机上的peds引起的电磁干扰问题。1983年，rtca(radiotechnicalcommissionforaeronautics，航空无线电技术委员会)颁布了标准do-199，分析了peds对飞机电子设备带来的电磁威胁，之后陆续颁布了标准do-233和do-294，进一步分析了peds引起的飞机电磁干扰问题。近些年来，rtca和eurocae(europeanorganizationforcivilaviationelectronics，欧洲全民航空电子学组织)又分别颁布了标准do-307和ed-130，提出了peds电磁防护的适航审定方法。在国内，随着大型客机研发项目的开展，亦加入了对该项
技术领域：
：的研究。通常，便携式电子设备都会有意或无意地发射电磁能量，这对机载系统/设备，尤其是关乎飞机安全的通信导航等设备来说都是潜在的干扰源。peds的电磁干扰主要有两方面，前门耦合和后门耦合。其中，前门耦合是指peds无意发射的电磁能量通过飞机缝隙、窗体等绕射至机载天线，从而对通信、导航接收机产生干扰。而后门耦合是指peds有意发射的电磁能量直接耦合或通过线缆耦合干扰机载设备。对于前门耦合而言，通过在飞机上实测电磁干扰路径损耗，根据危害对象的敏感度电平，计算最小干扰值和安全裕度，评估干扰对设备接收机的影响。对于后门耦合而言，其验证方法是分别在飞机客舱、驾驶舱及货舱内模拟peds的有意辐射，同时定性检查飞机敏感系统/设备的工作状态。无论是前门耦合干扰还是后门耦合干扰对机载设备的影响评估，都需要解决peds辐射发射干扰信号的模拟和校准问题。杨森于2011年发表的硕士论文《基于混合神经网络的飞机舱内ped到舱外机载天线的ipl预测》中，主要是针对飞机舱内ped对舱外机载敏感天线之间的干扰路径损耗进行研究，提出了一种基于混合神经网络方法的路径损耗预测模型，其是相对实验测量方法和电磁场数值计算方法的一种快速电磁兼容性预测评估方法，研究重点放在舱内ped对外部机载敏感天线之间电磁干扰的研究、干扰路径损耗研究方法的分析和选择、神经网络预测模型的构建、以及智能优化算法的混合等，未涉及飞机舱内peds辐射发射干扰模拟和校准的试验方法。上海飞机设计研究院的代继刚、梁小亮等人在2015年发表的论文《一种新的ped对机载系统后门耦合干扰测试方法探索》中，提出了一种ped有意辐射对机载系统后门耦合干扰的低电平测试方法，具体为利用辐射天线模拟ped辐射发射干扰的缩比方法，测试客舱、驾驶舱内的辐射干扰电场强度和电缆的感应电流，但未给出具体的干扰模拟校准过程。胡景森、张玲于2005年在测试与测量上发表的论文《辐射发射测量天线的校准方法》中，介绍了辐射发射测量所用宽带天线系数的基准校准方法，具体描述了标准场地法和参考天线法的测试程序，并对影响测试结果的因素进行分析，此论文设计的辐射发射干扰测量天线本身天线因子的校准方法，申请的专利对peds辐射发射干扰信号模拟的功率进行校准。湖南鼎方电子科技有限公司申请的专利《一种多通道卫星导航信号和干扰信号模拟源及信号模拟方法》(申请号：201610897874.0)中，提供了一种多通道卫星导航信号和干扰信号模拟源及信号模拟方法，所述模拟源包括信号播放硬件和导航和干扰信号数仿软件；所述信号播放硬件由通用高性能计算机平台、中频任意波形产生卡和上变频卡组成；所述导航和干扰信号数仿软件由导航基带数仿软件、干扰基带数仿软件、基带信号合成及数字上变频组成。上海无线电设备研究所申请的专利《一种数传发射机及其信号辐射发射方法》(申请号：201510578526.2)中，公开了一种数传发射机的信号辐射方法，包含以下步骤：将宽带天线接收采集的待分析信号进行预处理，得到射频采集信号，对射频采集信号进行以能量检测为准则的频谱空隙分析，得到预设频带范围内的频谱空隙检测结果：根据预设频带范围内的频谱空隙检测结果计算发射频率和调制速率及发射本振；经发射载频转换为发射本振的频率控制字；将基带数据以调制速率进行调制后获得中频信号；将中频信号上变频到发射机载频上，再经滤波及放大后将信号辐射出去。本专利申请还公开一种数传发射机，但与本发明要实现的peds辐射发射干扰模拟方法并不相同。上海新跃仪表厂申请的专利《微波环境干扰信号模拟系统》(申请号：201410674831.7)中，提供了一种微波环境干扰信号模拟系统，包括雷达干扰信号模拟器、多路径干扰信号模拟器、交换机、计算机控制平台，其中雷达干扰信号模拟器、多路径干扰信号模拟器通过网线分别与交换机连接，交换机通过一根网线与计算机控制平台连接，此发明满足导弹导引头产品抗雷达干扰和多路径干扰性能测试需要。基于上述，目前尚未有关于飞机机舱内peds辐射发射干扰模拟和校准方法及具体实施过程的专利、论文等已经公开。因此本发明提出一种飞机机舱内peds辐射发射干扰模拟和校准的方法，以便开展商用飞机前门耦合干扰测试中的飞机路径损耗测试研究，以及后门耦合干扰的测试研究。技术实现要素：本发明的目的是提供一种飞机机舱内peds的辐射发射干扰模拟和校准的试验方法，适用于各种类型商用飞机的peds辐射发射干扰的前门耦合和后门耦合干扰测试评估中的peds辐射发射干扰信号的模拟和校准。为实现上述目的，本发明提供一种飞机机舱内peds的辐射发射干扰模拟和校准的试验方法，包含以下步骤：s1、根据标准，制定模拟的飞机机舱内peds辐射发射干扰信号的有效全向辐射功率或电场强度；s2、建立辐射发射干扰信号的模拟系统，利用该模拟系统生成并辐射发射飞机机舱内peds的辐射发射干扰信号；s3、对模拟生成的飞机机舱内peds的辐射发射干扰信号进行校准，达到预期制定的有效全向辐射功率或电场强度。所述的s1中，具体为：根据ed-14标准提供的便携式电子设备的无线信号传输类型，制定模拟的peds辐射发射干扰信号为连续波或脉冲波，以及制定模拟的peds辐射发射干扰信号的有效全向辐射功率或电场强度。所述的s1中，对于飞机前门耦合干扰的路径损耗测试，模拟的辐射发射干扰模拟信号的有效全向辐射功率或电场强度可自行确定，满足飞机天线接收的干扰信号在测试接收机的灵敏度测试范围内即可。所述的s2中，辐射发射干扰信号的模拟系统包含：信号发生器，生成射频信号，包括脉冲调制信号和连续波信号；可调增益放大器，通过第一微波电缆与信号发生器连接，接收信号发生器生成的射频信号并对其进行功率放大，模拟生成飞机机舱内peds的辐射发射干扰信号；发射天线，通过第二微波电缆与可调增益放大器连接，接收模拟的飞机机舱内peds的辐射发射干扰信号并将其向外辐射发射。所述的s2中，发射天线在1ghz以下频段采用偶极子天线；发射天线在1ghz以上频段采用双脊喇叭天线。所述的s2中，辐射发射干扰信号的模拟系统还包含：路由器，通过网线分别与信号发生器以及可调增益放大器连接；计算机，通过网线与路由器连接，该计算机通过路由器分别对信号发生器以及可调增益放大器进行模拟生成辐射发射干扰信号的自动化控制。所述的s3中，具体包含以下步骤：s31、对模拟生成的飞机机舱内peds的辐射发射干扰信号进行有效全向辐射功率的校准；具体为：根据发射天线的驻波比计算反射系数；通过反射系数和要模拟达到的有效全向辐射功率，计算可调增益功率放大器的输出功率；将信号发生器的输出功率设定为定值，通过调节可调增益功率放大器的增益达到所需的输出功率；s32、对模拟生成的飞机机舱内peds的辐射发射干扰信号进行电场强度的校准；具体为：选取ed-14标准中距离为1m的peds辐射发射干扰信号的电场强度值作为标准值，利用1m法电场强度测试方法校准模拟生成的辐射发射干扰信号的电场强度。所述的s31中，具体校准有效全向辐射功率的过程为：s311、发射天线的反射系数的幅度计算公式为：其中，ρv为发射天线的反射系数，vswr为发射天线的驻波比；s312、可调增益功率放大器的输出功率的计算公式为：p功out＝pin+l1；其中，pin为发射天线馈电端口的输入功率，pout为发射天线输出的有效全向辐射功率；p功out为可调增益功率放大器的输出功率，l1为可调增益功率放大器与发射天线之间连接的第二微波电缆的损耗；s313、可调增益功率放大器的输出功率的计算公式为：p功out＝p信out-l2+g功；其中，p信out为信号发生器的输出功率，l2为信号发生器与可调增益功率放大器之间连接的第一微波电缆的损耗，g功为可调增益功率放大器的增益；在进行有效全向辐射功率校准时，将信号发生器的输出功率p信out设定为定值，通过调节可调增益功率放大器的增益g功，进而调节可调增益功率放大器的输出功率，实现飞机机舱内peds的辐射发射干扰信号的有效全向辐射功率的校准。所述的s32中，具体校准电场强度的过程为：s321、在辐射发射干扰信号的模拟系统中设置用于电场强度测试的接收天线，其与发射天线之间的距离设定为1m；s322、在辐射发射干扰信号的模拟系统中设置emi接收机或频谱分析仪，通过第三微波电缆与接收天线连接，通过网线与路由器连接；计算机通过路由器对emi接收机或频谱分析仪进行电场强度的自动化测试和校准；s323、在进行电场强度校准时，将信号发生器的输出功率p信out设定为定值，通过调节可调增益功率放大器的增益g功，使接收天线接收的电场场强达到ed-14标准所规定的标准值，实现飞机机舱内peds的辐射发射干扰信号的电场强度的校准。综上所述，本发明所提供的飞机机舱内peds的辐射发射干扰模拟和校准的试验方法，可通过计算机实现自动化控制，适用于各种类型商用飞机的peds辐射发射干扰的前门耦合和后门耦合干扰测试评估中的peds辐射发射干扰信号的模拟和校准。附图说明图1为本发明中的辐射发射干扰信号的模拟系统的结构示意图；图2为本发明中的辐射发射干扰信号的电场强度校准的结构示意图。具体实施方式以下结合图1和图2，通过优选实施例对本发明的技术内容、构造特征、所达成目的及功效予以详细说明。本发明所提供的飞机机舱内peds的辐射发射干扰模拟和校准的试验方法，包含以下步骤：s1、根据标准，制定模拟的飞机机舱内peds辐射发射干扰信号的有效全向辐射功率或电场强度；s2、建立辐射发射干扰信号的模拟系统，利用该模拟系统生成并辐射发射飞机机舱内peds的辐射发射干扰信号；s3、对模拟生成的飞机机舱内peds的辐射发射干扰信号进行校准，达到预期制定的有效全向辐射功率或电场强度。所述的s1中，具体为：根据ed-14等标准提供的各类便携式电子设备的无线信号传输类型，制定模拟的peds辐射发射干扰信号为连续波或脉冲波，以及制定模拟的peds辐射发射干扰信号的有效全向辐射功率或电场强度。在本发明的优选实施例中，所述的s1中，对于飞机前门耦合干扰的路径损耗测试，模拟的辐射发射干扰模拟信号的大小可自行确定有效全向辐射功率或电场强度，只要确保飞机天线接收的干扰信号在测试接收机(通常是频谱分析仪)的灵敏度测试范围内即可。如图1所示，所述的s2中，辐射发射干扰信号的模拟系统包含：信号发生器1，用于生成射频信号，具体包括脉冲调制信号和连续波信号；可调增益放大器2，通过第一微波电缆6与信号发生器1连接，接收信号发生器1生成的射频信号并对其进行功率放大，模拟生成飞机机舱内peds的辐射发射干扰信号；具体的，该辐射发射干扰信号的有效全向辐射功率或电场强度可根据s1中制定的数值确定；发射天线3，通过第二微波电缆7与可调增益放大器2连接，接收模拟的飞机机舱内peds的辐射发射干扰信号并将其向外辐射发射。所述的s2中，发射天线3在1ghz以下频段使用偶极子天线；发射天线3在1ghz以上频段使用双脊喇叭天线。所述的s2中，辐射发射干扰信号的模拟系统还包含：路由器4，通过第一网线8和第二网线9分别与信号发生器1以及可调增益放大器2连接；计算机5，通过第三网线10与路由器4连接，该计算机5通过路由器4分别对信号发生器1以及可调增益放大器2进行模拟生成辐射发射干扰信号的自动化控制。所述的s3中，具体包含以下步骤：s31、对模拟生成的飞机机舱内peds的辐射发射干扰信号进行有效全向辐射功率的校准；具体为：利用矢量网络分析仪测试获取发射天线3的驻波比，在此基础上计算反射系数；再通过反射系数和要模拟达到的有效全向辐射功率，计算可调增益功率放大器2的输出功率；将信号发生器1的输出功率设定为定值，通过调节可调增益功率放大器2的增益达到所需的输出功率；s32、对模拟生成的飞机机舱内peds的辐射发射干扰信号进行电场强度的校准；具体为：选取ed-14等标准中距离为1m的peds辐射发射干扰信号的电场强度值作为标准值，利用1m法电场强度测试方法校准模拟生成的辐射发射干扰信号的电场强度。所述的s31中，具体校准有效全向辐射功率的过程为：s311、发射天线3的反射系数的幅度计算公式为：其中，ρv为发射天线3的反射系数，vswr为发射天线3的驻波比；s312、可调增益功率放大器2的输出功率的计算公式为：p功out＝pin+l1；其中，pin为发射天线3馈电端口的输入功率，pout为发射天线3输出的有效全向辐射功率；p功out为可调增益功率放大器2的输出功率，l1为可调增益功率放大器2与发射天线3之间连接的第二微波电缆7的损耗；s313、在可调增益功率放大器2的输出功率p功out未达到饱和的状态下，可调增益功率放大器2的输出功率p功out由信号发生器1和可调增益功率放大器2的增益决定，计算公式为：p功out＝p信out-l2+g功；其中，p信out为信号发生器1的输出功率，l2为信号发生器1与可调增益功率放大器2之间连接的第一微波电缆6的损耗，g功为可调增益功率放大器2的增益；在进行有效全向辐射功率校准时，将信号发生器1的输出功率p信out设定为定值，通过调节可调增益功率放大器2的增益g功，进而调节可调增益功率放大器2的输出功率，实现飞机机舱内peds的辐射发射干扰信号的有效全向辐射功率的校准。在此过程中，可记录调节频段内信号发生器1的输出功率和可调增益功率放大器2的增益，可调增益功率放大器2的增益为：g功＝p功out-p信out+l2。如图2所示，所述的s32中，具体校准电场强度的过程为：s321、在辐射发射干扰信号的模拟系统中设置用于电场强度测试的接收天线11，其与发射天线3之间的距离设定为1m，且该接收天线11的天线因子已知；s322、在辐射发射干扰信号的模拟系统中设置emi(electromagneticinterference，电磁干扰)接收机或频谱分析仪12，通过第三微波电缆13与接收天线11连接，通过第四网线14与路由器连接；计算机5通过路由器4对emi接收机或频谱分析仪12进行电场强度的自动化测试和校准；s323、在进行电场强度校准时，将信号发生器1的输出功率p信out设定为定值，通过调节可调增益功率放大器2的增益g功，使接收天线11接收的电场场强达到ed-14标准所规定的标准值，实现飞机机舱内peds的辐射发射干扰信号的电场强度的校准。在此过程中，可记录调节频段内信号发生器1的输出功率和可调增益功率放大器2的增益。综上所述，本发明所提供的飞机机舱内peds的辐射发射干扰模拟和校准的试验方法，可通过计算机实现自动化控制，适用于各种类型商用飞机的peds辐射发射干扰的前门耦合和后门耦合干扰测试评估中的peds辐射发射干扰信号的模拟和校准。尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。当前第1页12当前第1页12