Direkteinspeisung und Luftfahrzeugzulassung im Frequenzbereich unterhalb des UKW-Bandes

Abstract

Der Anstieg von in Luftfahrzeugen eingebauter Elektronik ist rasch. Bedingt durch voranschreitende Technologie und den Kundenwunsch nach mehr Wohlbefinden wird die Tendenz zu vermehrtem Elektronikeinsatz bestehen bleiben. Der Einsatz von Elektronik in flugrelevanten Funktionen birgt Risiken.<br />Ein Risiko ist hierbei die Störanfälligkeit von Elektronik, wenn diese Hochfrequenzfeldern ausgesetzt ist. Der normale Betrieb von Luftfahrzeugen bedingt automatisch eine Betriebsumgebung in Hochfrequenzfeldern. Daher muss jede verbaute Elektronik entsprechend ihrer Umgebung im Luftfahrzeug störfest entwickelt werden.<br />Um den Elektronikzulieferern die korrekte Hochfrequenzumgebung für das jeweilige Luftfahrzeug zur Verfügung zu stellen, ermitteln die Luftfahrzeughersteller Transferfunktionen für die Elektronikeinbauorte des jeweiligen Luftfahrzeuges. Diese Transferfunktionen stellen den Bezug zwischen den auf das Luftfahrzeug einfallenden Feldern zu den am Einbauort im Inneren herrschenden her.<br />Dieses Vorgehen ist etabliert. Die Nachbildung von Feldern mit Wellenlängen oberhalb der Luftfahrzeugdimensionen stellt hierbei ein Problem dar.<br />Dieses besteht hinsichtlich technischer Grenzen der Feldgenerierung für Prüfzwecke und dabei entstehender Störungen für die Umgebung.<br />In diesen Frequenzbereichen stellt ein Luftfahrzeug eine elektrisch kurze Struktur dar. Daher ist eine leitungsgebundene Nachbildung prinzipiell möglich. Verschiedene Ansätze der leitungsgebundenen Nachbildung werden in vorliegender Arbeit betrachtet.<br />Die Unterschiede zwischen Feldeinfall und dessen Nachbildung zu Prüfzwecken werden dargestellt und erfasst. Möglichkeiten der Nachbildung und ihre Grenzen werden an der Außenstruktur und der Innenstruktur eines Luftfahrzeugmodells betrachtet.<br />Die Ergebnisse werden analysiert, interpretiert und insbesondere mit gängiger Praxis, soweit vorhanden, verglichen. Hierbei werden Lücken festgestellt und beschrieben. Daraus folgend werden Vorschläge zur Zulassungsmessung von Luftfahrzeugen für die betrachtete Problemstellung präsentiert.<br />

The increase in electronics installed in aircraft is rapid. As the result of progress in technology and consumer demand for a high level of convenience, the tendency to increase the installation of electronic devices will continue.<br />The use of electronic devices in flight relevant functions bears risks.<br />One risk is susceptibility of electronics when exposed to radio frequency fields. The normal use of aircraft results automatically in an operating environment in radio frequency fields. This means that all installed electronic devices must be designed in order to work correctly in the corresponding radio frequency environment.<br />Aircraft manufacturers determine transfer functions for a specific aircraft, in order to provide suppliers with the appropriate radio frequency environment at the installation location of the electronic device. The transfer functions establish the relationship between the incident fields on the aircraft and the resulting field at the installation location inside.<br />This procedure has been established. Nevertheless, the generation for radio frequency fields with wave lengths greater than the dimensions of the aircraft remains a problem. There are problems concerning both technical limitations to field generation for test purposes and the resulting interference on the environment.<br />The aircraft represents an electrically short structure at these frequencies. It is therefore in principle possible to use conducted models. Various approaches to conducted models are examined in this thesis.<br />The differences between incident fields and the simulations for test purposes are presented and analyzed. Possible simulation scenarios and their limitations are evaluated at both the surface and the inner structures of the aircraft.<br />The results are analyzed, interpreted and compared to current practises, where available. Gaps are discovered and described. Resultant proposals for the certification measurements of aircraft for the stated application are presented.