RTCA/DO-160F与GJB 151A射频敏感性项目对比分析

陈燕，肖猛

（工业和信息化部电子第五研究所，广东 广州 510610）

1 引言

RTCA/DO-160 F《机载设备环境条件和测试规程》是由航空无线电委员会（RTCA）135特别委员会制定并于2007年12月6日发布的航空设备环境条件和测试步骤的标准。在RTCA/DO-160 F中规定的测试是为满足联邦航空管理局（FAA）或者其它国际规定对安装在商业航空器上设备的要求而进行的典型测试。

在RTCA/DO-160 F中，测试和测试等级/限值适用于当前实际使用的所有类型的飞行器，包括小型通用航空器、商业喷气式飞机、直升机、区域喷气式飞机和巨型喷气式飞机。该标准包括26个章节和3个附件，其中第15至23章和25章含有电磁兼容的内容。本文旨在对RTCA/DO-160 F中第20章的射频敏感性（传导和辐射）与GJB151A《军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求》中的电缆束注入传导敏感度（CS114）和电场辐射敏感度（RS103）这两个项目进行详细的对比分析。最后，对RTCA/DO-160 F和GJB151 A两个标准中的这两个项目的异同点进行了总结。

2 RTCA/DO-160中传导敏感度与GJB 151A中CS 114的比较

在RTCA/DO-160 F标准中，射频传导敏感度的试验目的是：用于确定当设备和其互连导线暴露于射频调制源的某一电平情况下，设备能否按照性能规范的要求进行工作。其步骤与GJB151 A中的CS114方法相似，在10kHz～400MHz频率范围内，被测设备由注入探头将射频信号耦合到其电缆束和电源线中。

RTCA/DO-160 F和GJB151 A中的这两个项目均用来检验EUT承受耦合到与EUT有关电缆上的射频信号的能力。其对比分析情况如下：

a）测试频率范围

均为 10 kH z～400MHz。

b）适用范围

适用于所有的互连线缆。包括电源电缆在内，但电源电缆不包括回线，即仅对相线（交流供电的情况）和正极线（直流供电的情况）实施测试。这一点GJB151 A与RTCA/DO-160 F中的传导敏感度（CS）中的规定测试线缆包括电源线和互连线缆相同。但RTCA/DO-160 F特别指出，直接接到试验台接地板上的电源回线或地线不应包括在受试电缆束中。

c）试验方法

均采用电流钳注入法。测试时，受测线缆或电源线中引入的射频感应电流由已校准的RF电流探头监控，注入探头的射频功率逐步加大直至到达适合的电流等级（由所使用的设备类别所决定）。

d）校准

RTCA/DO-160 F要求注入探头在测试前首先要按测试等级进行校准（在50Ω夹具中）。记录在校准夹具中每个频点达到规定RF电流所需的RF功率值，由此生成的频率-功率校准表将用于实际的测试中。RTCA/DO-160 F规定注入探头的射频能量不能超过在50Ω校准夹具中校准时记录的功率电平的6d B以上。GJB151 A则规定注入探头的实际施加值应为校准时的入射功率电平和测试时感应电流达到标准值这两者中的较小者。

e）试验电平

RTCA/DO-160 F根据机载设备的安装位置、暴露方位和使用情况等，对设备进行分类，分为M、O、R、S、T、W、Y等类别，并综合设备的安装位置、互连线缆放置位置来确定试验电平，试验电平的变化范围很宽，从0.15～300 m A；GJB151 A根据设备的类型及预期使用平台，规定了相应的试验电平。试验电平的变化范围也很宽，从37～109 d B μA。

）f扫描速率

RTCA/DO-160 F规定由EUT的响应时间、EUT的敏感度带宽和监测设备响应时间来选择扫描速率或步进速率，并分别规定了产生离散频率和连续频率的测试设备的扫描速率。GJB151 A中则规定敏感度扫描测试速率和频率步长由信号源调谐频率和倍乘因子确定。两个标准均规定，在每一调谐频率上至少驻留1s，同时为可靠观察，应该根据EUT和测试设备的响应时间来选择合适的驻留时间，必要时应降低扫描速率和减少步长。

g）试验布置

RTCA/DO-160 F规定线性阻抗稳定网络（LISN）必须与每根电源线和未接地的电源回路串接，并且在LISN的电源输入和接地平板之间接入10μF的电容。除非另有规定，互联线缆至少需3.3m长，电源线不能超过1m；GJB151 A中LISN的电源输入端无需接入10μF的电容，互连电缆的长度应与实际平台安装的长度一致。

h）调制

RTCA/DO-160 F规定试验时，测试频率范围从10kHz～400MHz，对EUT施加连续波和方波调制，也即对每个测试一般都需要扫描两次：一次使用连续波（CW）信号，然后再使用方波（SW）调制信号。当使用方波调制时，用1kHz方波，以大于90%的调制深度对射频载波进行调制；GJB 151 A中CS114项目规定测试时，在10kHz～400 MHz范围内均用1kHz速率、50%的占空因数进行脉冲调制。

3 RTCA/DO-160中辐射敏感度与GJB 151A中RS 103的比较

RTCA/DO-160 F标准中射频辐射敏感度测试的步骤与GJB151 A中的RS103相似。EUT及其互联线缆和电源线都暴露在一定频率范围（100 MHz～18GHz，或 10kHz～40GHz）的射频辐射场中。

RTCA/DO-160 F和GJB151 A中的这两个项目均用来检验EUT和有关电缆承受辐射电场的能力。其对比分析情况如下：

a）测试频率范围

GJB151 A要求RS103项目的测试频率范围为10kHz～40GHz，其中，对于不同的应用平台的设备和分系统，其频率适用范围和极限值电平不同，30MHz～18GHz频段为所有设备均适用的；10kHz～30MHz范围为针对不同平台的设备适用，其余平台的设备任选；18～40GHz为全部任选。而RTCA/DO-160 F中辐射敏感度（RS）试验所要求的频率下限为100MHz，上限则根据不同的产品类别有所不同。其中对于R类设备，测试频率范围为100MHz～8GHz；对于S、T、W、Y以及B、D、F、G和L类设备，测试频率范围为100 MHz～18GHz。

b）适用范围

均是针对EUT及其所有的互连线缆。检验EUT和有关互连线缆承受辐射电场的能力。

c）试验方法

RTCA/DO-160 F中规定允许使用两种射频辐射敏感度的测试方法。第一种方法与GJB151 A中的RS103的测试方法一样，使用一个标准的半电波暗室。暗室必须铺设射频吸波材料，并且规定了吸波材料的最低性能。天线距离EUT的最小距离为1m，并且当天线的波束宽度无法覆盖整个系统时，需要摆放多个天线。如果EUT含有孔缝、连接器、接缝或者外壳上存在其它穿透点，则所有这些部位都必须直接暴露在测试天线下，测试时EUT有必要多次变换位置。第二种方法是利用替代方法——混响室法，而混响室法在GJB151 A中没有被提及。

d）校准

RTCA/DO-160 F中规定在每一次试验之前，EUT放置在试验暗室之前需要在暗室中进行场校准。对于利用混响室方法测试时，首次使用暗室前或对暗室进行任何修改后必须进行场均匀性校准和最大暗室负载验证。场均匀性和最大电场强度测量需要在暗室中9个不同的位置使用三轴电场探头。同样，测试前需要在暗室的不同位置移动无源线性天线，用于校准天线，而GJB151 A中未提出场校准要求。

e）极限值电平

GJB151 A规定最低要求为5V/m，最高要求为200V/m；RTCA/DO-160规定的辐射敏感度有10种设备类别。这些分类表示了进行测试的严酷等级和/或所使用的调制方式。S类的1V/m是最不严酷的等级，L类是最严酷的等级，需要达到7200V/m。

）f扫描速率

RTCA/DO-160 F规定由EUT的响应时间、EUT的敏感度带宽和监测设备响应时间来选择扫描速率或步进速率，并分别规定了产生离散频率和连续频率的测试设备的扫描速率。GJB151 A中则规定敏感度扫描测试速率和频率步长由信号源调谐频率和倍乘因子确定。两个标准均规定，在每一调谐频率上至少驻留1s，同时为了便于可靠观察，应该根据EUT和测试设备的响应时间，选择合适的驻留时间，必要时应降低扫描速率和减少步长。

g）调制方式

GJB151 A规定RS 103的调制方式为1kHz、50%占空因数的脉冲调制；而RTCA/DO-160 F中规定的调制方式有多种，如方波（SW）调制、脉冲（PM）调制以及连续波（CW）调制。

h）试验场地

GJB151 A规定的试验场地为屏蔽室，而进行辐射敏感度试验时，为减少反射，改善准确性和重复性，应在EUT的5个面（上面、后面和两侧面）以及测试天线的后面敷设吸波材料。RTCA/DO-160 F中规定进行辐射敏感度试验时可以在敷设吸波材料的电波暗室进行，吸波材料的敷设要求与GJB152 A中的规定相同。区别在于，RTCA/DO-160 F中提出了场均匀性和最大负载校验的要求。

4 结束语

RTCA/DO-160 F标准规定了航空机载设备的环境条件和试验程序，与EMC相关的测试内容有9个章节。其中射频敏感度中的两个项目（传导敏感度CS和辐射敏感度RS）与GJB151 A中电缆束注入传导敏感度（CS114）和电场辐射敏感度（RS 103）这两个项目在试验目的、适用范围、试验方法和试验布置等方面均有很大程度的相似，但又有差别。因此，在选用这两个标准开展试验时需要特别留意标准中对这两个项目规定的差异，以免混淆。

[1]RTCA/DO-160 F-2007，机载设备环境条件和测试规程[S].

[2]GJB151 A-1997，军用设备和分分系统电磁发射和敏感度要求[S].

[3]GJB152 A-1997，军用设备和分分系统电磁发射和敏感度测量[S].