Taşınabilir elektronik cihazların uçak seyrüsefer ve iletişim sistemlerine karışım etkisinin incelenmesi
Investigation of interference to aircraft navigation and communication systems from wireless portable electronic devices
Yazar: İSMAİL USTAOĞLU
Danışman: DOÇ. DR. ERTAN ÖZTÜRK
Zonguldak Karaelmas Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Uçaklarda hava-hava ve hava-yer ses/veri iletişimini sağlayan VHF, HF, ACARS gibi iletişim sistemlerinin yanı sıra uçuşun farklı evrelerinde yön ve konum tayininde uçağa kılavuzluk eden VOR, ILS, GPS, TCAS gibi seyrüsefer sistemleri mevcuttur. Günümüzde kullanımı hızla artmakta olan kasıtlı ya da kasıtlı olmayan iletim yapabilme yeteneğine sahip kişisel taşınabilir kablosuz haberleşme cihazları (TEC; Taşınabilir Elektronik Cihazlar ? PED; Portable Electronic Devices) yaydığı istenmeyen işaretler uçaklardaki haberleşme ve seyrüsefer sistemi alıcıları tarafından algılanabilmektedirAmerika Birleşik Devletleri Ulusal Havacılık ve Uzay Dairesi (NASA) ve Bileşik Krallık Sivil Havacılık Otoritesi'ne (UK CAA) gönderilmiş uçuş ekibi raporlarında, uçak emniyetini tehlikeye düşürdüğü kayıtlara geçmiş birçok TEC kaynaklı girişim olayına rastlanmaktadır.Gelecekte üretilecek uçakların, uçak kontrol, haberleşme ve seyrüsefer sistemlerinin tasarım/üretim kıstaslarını belirlemek üzere dünyadaki çeşitli kurum ve kuruluşlarca yapılan test ve çözümlemeler devam etmektedir. Bu çalışmalar aynı zamanda çeşitli kablosuz haberleşme cihazlarının uçakta kullanılmasına izin verilip verilmeyeceğine dair yeni referans belgelerin oluşturulmasını sağlayacaktır. Ülkemizde bu konuda gerekli bilinci oluşturabilmek ve ileride yapılacak çalışmalara katkıda bulunabilecek bir çalışma henüz ulusal literatürde ve resmi birimlerce yayınlanmış belgelerde mevcut değildir.Bu tez çalışmasında kablosuz haberleşme cihazlarının uçak aviyonik sistemlerine girişim etkileri incelenmiştir. Cep telefonu iletimlerinin bozucu etkilerinden kaynaklanan seyrüsefer göstergeleri anormalliklerine değinilmiştir. TEC' lerin uçak sistemlerine girişim etkileri ve uçak alıcı sistemlerinin etkilenebilirlik seviyelerinin belirlemesi üzerine düzenlenmiş resmi veya akademik çalışmalar incelenmiş ve aralarındaki tutarsızlıklardan bahsedilmiştir. Cep telefonlarının girişim etkisi ve uçak aviyonik sistemlerine olan tehdidi değerlendirilmiştir. Bu çalışmada ayrıca literatürden elde edilen yüksek maliyet ve uğraş gerektiren uçak yolcu kabini girişim yol kaybı (GYK) verilerinin grafiksel sunumları verilmiştir. Bu çalışmada, yapılmış ölçümlerden faydalanarak uçak kabini GYK örüntülerinin bulanık modelleme ve eğri uydurma yöntemleriyle grafiksel benzetimi hedeflenmiş ve bu benzetimler MATLAB programında gerçekleştirilmiştir. Trafik Alarm ve Çarpışma Önleme sistemi TCAS ve VHF haberleşme sistemleri için yapılan grafiksel uygulamalarda en yüksek kuplaj yani en düşük yol kaybının gerçekleşeceği uçak içi pozisyonlar doğru tahmin edilmiştir. Böylece uçak yolcu kabini elektromanyetik girişim yol kaybı örüntüsü benzetimi oluşturulmuştur.

Abstract:
Besides VHF, HF, ACARS communication systems that provides air-air and air-ground voice/data communication service on board airplanes, there are navigation systems enabling direction and position guidance to the aircraft during different phases of flight. The use of portable wireless electronic devices (PED) with ability of intentional or unintentional transmission has been recently increased and the emission of these devices can be detected by the receivers of communication and navigation systems aboard airplanes.A remarkable number of flight crew reports related with PED interference incidents that endangers the flight safety has been obtained by United Kingdom Civil Aviation Authority (UK CAA) and United States of America National Aeronautics and Space Administration (NASA).Tests and analyses over the issue of design and production criteria for the future aircraft control, communication and navigation systems are still being carried out by several organisations and agencies. These efforts will also contribute to establishment of new procedures and reference documents about whether to allow usage of various wireless communication devices inside aircrafts. There is no investigation about this subject in national literatures and documents published by official departments to raise consciousness on this matter and to promote possible future researches.Interference effects of wireless communication devices over aircraft avionic equipments are investigated in this thesis. Aircraft navigation system anomalies caused by celluar phone transmissions are mentioned. Official and academic research documents about PED related interference effects on aircraft systems and aircraft receiver susceptibility thresholds are discussed and inconsistencies of these investigations are indicated. Interference effects of celluar phones and their treats to aircraft avionics reviewed. Graphical representation of aircraft passenger cabin interference pathloss measurements which costs lots of efforts and money, is also taken from the literatures and reviewed in this thesis. In this study it is aimed to simulate the interference pathloss patterns using aforementioned measurements and these graphical simulations are realized using fuzzification and curve fitting methods in MATLAB program. Aircraft passenger cabin positions with highest coupling, which indicates lowest pathloss, are estimated accurately with the graphical implementations for Traffic Alert and Collision Avoidance System TCAS and VHF communication systems. Thus the simulation of aircraft passenger cabin electromagnetic interference pathloss patterns is performed.