TMMOB Makina Mühendisleri Odası
VI. Ulusal Uçak, Havacılık ve Uzay Mühendisliği Kurultayı 06-07 Mayıs 2011 / ESKİŞEHİR
TAŞINABİLİR ELEKTRONİK CİHAZLAR, ELEKTROMANYETİK GİRİŞİM VE UÇUŞ EMNİYETİ
1 2
Nevzat TARIM ,Fatih ÜSTÜNER
11'inci Hava İkmal Bakım Merkezi Komutanlığı Eskişehir
e-posta: ntarim@anadolu.edu.tr
2TÜBİTAK BİLGEM UEKAE Gebze/Kocaeli
e-posta: fatih.ustuner@uekae.tubitak.gov.tr
Özet- Elektromanyetik girişim (Electro-Magnetic Interference, EMI), günümüzde uçaklarda yolculuk ederken uçuş ekibinin, kişisel elektronik cihazların kapatılmasını istemesi ile popüler hale gelen konudur.
Elektrik enerjisi kullanan tüm cihaz ve sistemler, içinde bulundukları ortama elektromanyetik enerji vererek elektrik enerjisi kullanan diğer cihaz ve sistemleri etkileyebilirler. Benzer şekilde, ortamda mevcut olan elektromanyetik enerjiden de etkilenebilirler. Bu etkile- şim elektromanyetik girişim (EMI) olarak bilinmektedir.
Elektromanyetik uyumluluk (EMC), fizik prensiplerinin, karmaşık elektrik ve elektronik sistemlerinin birlikte ve uyum içerisinde çalışmalarını sağlamak amacıyla uygulandığı çalışma alanı olup elektromanyetik girişimi ortadan kaldırmaya veya sınırlamaya yönelik çabaların tümüne denmektedir. Uçak sistemleri haricinde günü- müzde yolcuların beraberinde getirdikleri, sayısında ve çeşitliliğinde patlama yaşanan cep telefonu, mp4 oyna- tıcı, tablet bilgisayarlar gibi taşınabilir elektronik cihazlar da uçağın elektromanyetik ortamına katkıda bulunmakta- dırlar. Bu cihazlar istemli veya istemsiz ortama yayın yaparak elektromanyetik girişim tehdidini gündeme getirmektedirler. Bu tehdidin boyutları kontrol edilebilir nitelikte olmadığından uçuş emniyetini tehlikeye soka- bilirler. Bu bildiride uçaklara yönelik olası taşınabilir elektronik cihaz tehditleri konusunda bilgi verilecek ve bu tehditlerin oluşturduğu risk değerlendirilecektir.
1. GİRİŞ
Elektrik enerjisi kullanan tüm cihaz ve sistemler, içinde bulundukları ortama elektromanyetik enerji vererek elektrik enerjisi kullanan diğer cihaz ve sistemleri etkileyebilirler. Benzer şekilde, ortamda mevcut olan elektromanyetik enerjiden de etkilenebilirler. Bu etkileşim elektromanyetik girişim (EMI) olarak adlandırılmaktadır. Elektromanyetik uyumluluk (EMC), fizik prensiplerinin, karmaşık elektrik ve elektronik sistemlerinin birlikte ve uyum içerisinde çalışmalarını sağlamak amacıyla uygulandığı faaliyet alanı olup elektromanyetik girişimi ortadan kaldırmaya veya sınırlamaya yönelik çabaların tümünü kapsamaktadır.
Uçak, bir sistem olarak düşünüldüğünde sistemi oluşturan tüm ünitelerin birbirleri ile elektromanyetik uyumlu olması uçuş emniyeti için oldukça önemlidir.
Uçak üzerindeki üniteleri elektromanyetik girişim ve uyumluluk açısından suçlu sistemler, kurban sistemler ve hem suçlu hem de kurban sistemler olarak üçe ayırabiliriz.
Bir diğer bakış açısıyla istemli olarak ortama elektroman- yetik yayın yapanlar (telsiz, radar gibi) ve istemsiz olarak yayın yapanlar (güç üniteleri, aydınlatma ve ısıtma üniteleri gibi) olarak da ikiye ayırabiliriz.
Uçaklarda uçuş esnasında karşılaşılan herhangi bir teknik aksaklık can, uçak kaybı veya görevi yerine getirememe gibi sonuçlar doğurabilmektedir. Bu yüzden uçak ve ünite tasarımında, elektromanyetik uyumluluk en önemli girdidir. Bu hususlara ilave olarak, taşınabilir elektronik cihazların yaydığı emisyon seviyesi de önemli hale gelmektedir.
2. ELEKTROMANYETİK UYUMLULUK KAV- RAMLARI
Elektromanyetik uyumluluk konusunda en temel iki kavram elektromanyetik ortam ve elektromanyetik giri- şimdir. Aşağıdaki bölümde bu kavramlar açıklanmıştır.
2.1 Elektromanyetik Ortam ve Elektromanyetik Girişim (EMI)
İşlevlerini yerine getirmek için elektromanyetik enerjiden yararlanan tüm cihazlar bu enerjinin bir bölümünü elektromanyetik spektrumun herhangi bir kısmında bulundukları ortama yayarlar. Yıldırım gibi doğal kaynak- ların da geniş bir frekans spektrumunda elektromanyetik enerjiyle beslediği bu ortama elektromanyetik ortam veya elektromanyetik çevre denir. Her ne kadar elektroman- yetik spektrum sonsuza giden bir niteliğe sahipse de, girişimin kaynağı olan frekans spektrumu elektrik elektronik cihazların üst kullanım sınırı olarak kabul edilen 300 GHz frekansıyla sınırlıdır. Spektrumun DC – 300 GHz aralığında kalan bu kesimi Radyo Frekans Spektrumu olarak adlandırılır. Elektromanyetik ortam tıpkı doğal çevre gibi sınırlı kaynaklara sahiptir ve kirlenmeye açıktır. İki ortam veya çevre arasındaki fark ise doğal çevreyi duyularımızla fark ederken elektroman- yetik ortamı ancak yol açtığı sorunlar vasıtasıyla fark edebilmemizdir[1].
Elektromanyetik çevreyi karakterize eden iki unsur sözkonusudur: Frekans ve genlik. Genlik, elektroman- yetik enerjinin elektrik alan şiddeti, manyetik alan şiddeti, gerilim, akım veya güç gibi herhangi bir formunu ifade edebilir. Ortamdaki elektromanyetik enerji uygun kuplaj yolları bularak, işlevlerini yerine getirirken elektroman- yetik enerji kullanan cihazlara ulaşabilir. Ulaşan enerjinin genliğine ve frekansına bağlı olarak bir cihazı etkilemesi sözkonusudur. Ortaya çıkan bu etkileşim elektromanyetik girişim (EMI) olarak bilinir, cihazların ve sistemlerin performansında bozulmalara sebep olur.
Elektromanyetik girişim kurban cihazın devrelerinde istenmeyen gerilimler ve akımlar endükler. Bu husus, odanın ışığını açarken açma-kapama anahtarında oluşan ani geçişlerin radyo alıcılarında gürültüye yol açması gibi pratik hayatta karşılaşabileceğimiz olaylara yol açar.
Girişim kurban sisteme iki temel yoldan erişir: kablo iletkenleri yoluyla ve elektromanyetik ışıma yoluyla.
Değişen elektrik enerjisi kullanan her cihaz bir EMI kaynağı olabilir. Genelde kaynak konumundaki cihazda gerilim ve akım değişimi ne kadar hızlıysa, sonuçta ortaya
çıkacak elektromanyetik girişimde o kadar yaygın bir spektrumda kendini gösterecektir. Bir EMI problemi ancak kaynak cihazın elektromanyetik enerjiyi transfer edebileceği bir başka alıcı konumunda teçhizat mevcutsa meydana gelir.
EMI'yi oluşturan üç temel eleman vardır: elektromanyetik enerjiyi yayan kaynak, kuplaj ortamı ve alıcı cihaz.
Enerjiyi yayan kaynaklar doğal olabileceği gibi insan yapısıda olabilir. Bu kaynaklara örnek olarak:
• Vericiler (insan yapısı)
• Elektrik motorları (insan yapısı)
• Röle gibi devre anahtarlama elemanları (insan yapısı)
• Endüstriyel RF kaynakları (insan yapısı)
• Buji ateşlemeli motorlar (insan yapısı)
• Nükleer Elektromanyetik Darbe - EMP (insan yapısı)
• Yıldırım (doğal)
• Elektrostatik deşarj (doğal)
verebiliriz. Kuplaj ortamları ise iki ana yoldan oluşur:
Işıma yoluyla ve elektriksel iletkenlik yoluyla. Işıma yoluyla elektromanyetik enerji dalga-alan formunda bir noktadan diğer noktaya yayılır. İletkenlik yoluyla yayılma bir iletken tel vasıtasıyla akım-gerilim formunda gerçekleşir. İletken ortam bir cihazın enerji besleme kablosu olabileceği gibi dış dünyayla bağlantısını sağlayan kontrol ve işaret giriş çıkış hatları da olabilir.
Kuplaj yollarını cihaz seviyesinde ayrıntılandırırsak aşağıda belirtilen yollar ortaya çıkar:
• Işıma
• Antenden antene
• Cihaz Kasası ışıması
• Cihaz Kasasına sızma
• Ortamdaki alandan kabloya
• Kablodan ortamdaki alana
• Kablodan kabloya
• İletkenlik
• Ortak toprak empedansı
• Güç Hattı
• İşaret hatları
Alıcı olarak verebileceğimiz örnekler ise genelde zayıf akım ve gerilimle çalışan elemanlardır. Bunlar:
• RF Alıcılar
• Analog Sensörler ve yükselticiler
• Endüstriyel kontrol sistemleri
• Sayısal sistemler
• Cephane ve Mühimmat (Elektrik tetiklemeli) olabilir. Burada kaynak ve alıcı olarak isimlendirdiğimiz yapıların bazıları ortam koşullarına göre rol değiştirebilir ve kaynak konumundan alıcı konumuna geçebilir.
2.2 Elektromanyetik Uyumluluk (EMC)
Elektromanyetik uyumluluk (EMC), elektromanyetik girişimin önlenmesi için yapılan çalışmaların tümü olarak bilinir. EMI kontrolü için, cihaz veya sistem bulunduğu ortamdaki belirli bir seviyedeki elektromanyetik enerjiden etkilenmemeli ve içinde bulunduğu ortama belirli bir seviyenin üstünde elektromanyetik enerji yaymamalıdır. Önceki paragrafta bahsedildiği gibi, elektromanyetik enerjinin ortama yayılması iki yoldan olur: iletkenlik yoluyla ve ışıma yoluyla. Işıma yoluyla yayılan enerji kendisini elektrik ve manyetik alanlar olarak hissettirirken iletkenlik yoluyla emisyonda cihazın dış çevreye bağlantısını sağlayan iletkenler üzerinden akım ve gerilim iletimidir. Emisyonlar istemli veya istemdışı olarak da sınıflandırılabilir. İstemli emisyona örnek bir telsiz vericisinin kendisine tahsis edilen kanaldan ortama elektromanyetik enerji yaymasıdır.
İstemdışı emisyona ise (genel olarak gürültü kavramı altında değerlendirebiliriz) yine aynı telsiz vericisinden yayılan harmonikler örnek gösterilebilir. Cihazın dış ortamdan etkilenmesi alınganlık, dış ortama enerji yayması ise emisyon olarak adlandırılır. Elektromanyetik uyumluluk için tasarım ve iyileştirmelerde yapılması gereken; elektromanyetik enerjinin uygun şekilde yönlendirilmesi veya ısı enerjisine çevrilmesidir. Genelde elektromanyetik uyumluluk için gösterilen çabalar beş ana grupta toplanabilir:
• Topraklama (Grounding)
• Ekranlama (Shielding)
• Bağlama (Bonding)
• Filtreleme (Filtering)
• Kablolama (Wiring)
Örneğin ekranlama tekniğini uygulayarak cihazdan kaynaklanan alan formundaki elektromanyetik enerji belli bir yere hapsedilebilir veya istenilen yere girişi yasaklanır. Filtreleme tekniği kullanılarak cihaza iletkenlik yoluyla sızma eğilimi gösteren elektromanyetik enerji kaynağına döndürülür. Uygun topraklama teknikleri kullanılarak enerjinin ortak empedans yolları kullanması önlenir. Tüm bu tekniklerin işe yarayıp yaramadığı standartlarda tanımlanmış testlerle belirlenir.
Elektromanyetik uyumluluk değişik seviyelerde uygulanabilir. En geniş anlamda bir sistemin başka sistemlerle ve içinde bulunduğu elektromanyetik ortamla uyumunu ele alan sistem seviyesindeki uyumluluktur.
Sistem seviyesinde uyumluluk, sistemin elektromanyetik uyumluluğuna yönelik tüm çabaları içeren bir anlama sahiptir. Alt-sistem ve cihaz seviyesinde uyumluluk bu çabalara dahildir.
3. BİR SİSTEM OLARAK HAVA ARACI
Uçak veya benzeri bir hava aracı, içinde alt-sistemler ve cihazlar bulunduran bir sistem veya platform olarak görülebilir. Sistem seviyesinde elektromanyetik u y u m l u l u k , s i s t e m i n h e m i ç i n d e b u l u n d u ğ u elektromanyetik çevreyle uyumlu olması hem de kendi alt sistemleri arasında bir uyumluluğun olması demektir. Bu uyumluluk sistemin tüm hayat evresi süresince geçerli olmalıdır. Hayat evresi; sistemin tasarımı, geliştirilmesi, normal işletimi, bakımı, modernizasyonu, servisten alınışı gibi tüm aşamalarını içeren bir deyimdir. Hava aracında elektromanyetik girişim sistemin tümüne yönelik bir tehdit olarak ortaya çıkabildiği gibi sistemde yer alan cihazlara bireysel bir tehdit olarak da ortaya çıkabilir. Örneğin yıldırım sistemin tümüne yönelik bir tehdittir. Telsiz vericisinin herhangi bir alıcı cihaza yaptığı girişim ise bireysel bir tehdit olarak görülebilir. Bununla beraber sonuç her iki durumda da aynıdır; bir veya daha çok elektrik-elektronik teçhizat girişimden etkilenir. Sivil hava araçlarını tehdit eden elektromanyetik girişim kaynaklarını listelediğimizde sistem seviyesinde alınması gereken tedbirlerde ortaya çıkar. Bu tehditler sırasıyla:
• Vericiler (telsiz, radar)
• Yıldırım
• Presipitasyon statik
• Elektrostatik deşarj
• Enerji beslemesinde değişim ve ansal darbeler Yukarıda anılan tehditler sistemdeki cihazlara karşı bir tehdit oluştururken bu tehditlerden yayılan RF enerjisinin yoğunluğu insan sağlığını olumsuz yönde etkileyebilir.
Aynı şekilde ortamda mevcut olabilecek uçak yakıtı buharını ateşleyebilecek ölçüde ark oluşmasına sebebiyet verebilir.
Tüm bu hususlar belirli bir plan dahilinde değerlendi- rilerek sistemin elektromanyetik uyumluluğu araştırılır.
Bu plana sistemin elektomanyetik uyumluluk kontrol planı adı verilir. Sistem seviyesinde uyumluluk kontrolü ile ilgili kapsamlı uygulama dokümanı MIL-STD-464 standardıdır [2]. Doküman sistem seviyesinde elektro- manyetik uyumluluk şartlarını belirlemiş ve uyumluluğa ulaşmak için bir elektromanyetik uyumluluk kontrol planının hazırlanmasını şart koşmuştur. Doküman ayrıca kontrol planının içeriğinin neleri kapsaması gerektiğini belirtmiştir. Sistem seviyesinde elektromanyetik uyum- luluk konuları bu dokümanın içeriğine uygun olarak aşağıda belirtilen maddeler halinde verilecektir.
3.1 Sistem İçi EMC
Sistem içi elektromanyetik uyumluluk, sistemi oluşturan cihazlardan bir veya birkaçının sistemdeki diğer alt sistem ve teçhizatı etkilememesidir. Bu uyumluluğun testinde her cihaz veya alt-sistem tek başına çalıştırılır ve diğer alt sistemlerde herhangi bir girişim oluşturup oluşturmadığı gözlenir. Eğer bir girişim gözlenirse, bu girişimin seviyesi, kaynaklandığı nokta ve sistemin genel performansına etkisi araştırılır. Bir sistem içindeki alt- sistem ve cihazlar, diğer alt-sistem ve cihazlar ile bir arada karşılıklı uyum içinde çalışabilmesi için beklenilen tüm fonksiyonlarını yerine getirmesi gereklidir. Bir alt-sistem veya diğer bir alt-sistem ve cihaz tarafından üretilen elektromanyetik girişim EMI, tüm sistemin etkinliğini kötüleştirmemelidir.
Sistem içi uyumlulukta problem kaynağını oluşturan cihazlar genelde istemli RF enerjisi yayan antenli verici teçhizattır. Telsiz, IFF, radar vericileri tipik örnekleri oluşturur. Bu cihazlara ait antenlerin uçak üzerinde yerleşimleri diğer elektronik teçhizat üzerinde girişim oluşturmayacak şekilde olmalıdır. Bir diğer sistem içi EMI kaynağı ise sistemde bulunan güç kaynakları ve onlara bağlı güç düzeltme birimleridir. Bu problem güç kaynaklarının belirli standartlara uygun olması ile çözümlenir. Askeri alanda uygulanan standart MIL-STD- 704 standardıdır [3]. Sistem içi uyumlulukta önemli kurallardan biri de alt-sistem/cihaz seviyesinde elektro- manyetik uyumluluğu kanıtlanmış teçhizatın uçak içine uygun tesisatının gerçekleştirilmesidir. Uygun tesisat, topraklama, bağlama gibi temel EMI önleme tedbirlerinin özenle uygulanmasıdır. Sistem içi uyumluluk testlerinde sistemde bulunan EMI kaynak ve kurban cihazlar bir etkileşim matrisinde listelenir. Elde edilen tablo çerçevesinde ilgili cihazlar çeşitli modlarda ve fonksiyonlarda çalıştırılarak girişimin varlığı tespit edilir.
Testler genellikle yansımasız oda adı verilen dış ortamdan elektromanyetik izolasyonu sağlanmış içinde elektro- manyetik anlamda yapay uzay koşulları elde edilmiş ortamlarda gerçekleştirilir.
3.2 Sistemler Arası EMC
Yakın mesafede mevcut olabilecek istemli RF kaynakları hava araçlarının bulunduğu ortamda yüksek seviyede elektromanyetik alanların oluşmasına neden olurlar.
Sistem bir bütün olarak tüm alt sistemleri (vericiler, sensörler ve diğerleri) fonksiyonel durumda iken, bulunabileceği bu türden yüksek enerjiye haiz elektro-
manyetik ortam ile uyum içinde olmalıdır. Uyumluluğun belirlenmesi için yapılacak testde, sistemin buluna- bileceği ortamda olabilecek elektromanyetik enerji sis- teme uygulanır. Sistemdeki alt-sistem ve cihazlarda bir bozulmanın olup olmadığı kontrol edilir. Sivil havacılıkta yüksek seviyeli RF alanları HIRF (High Intensity Radiation Field) terimiyle tanımlanır.
3.3 Taşınabilir Elektronik Cihazlar ve EMC
Taşınabilir Elektronik Cihazlar'ın potansiyel EMI kay- nağı olarak çalışmalara girmesi yeni değildir. RTCA (Radio Technical Comission Aeronautics)' in 1988'de yayınlanan (RTCA DO- 199 [4]) ve 1996'da yayınlanan (RTCA DO-233 [5]) raporlarında taşınabilir elektronik cihazlardan kaynaklanan elektomanyetik girişimin gerçek olduğu fakat sık olmadığı belirtilmiştir. Her iki rapor da Taşınabilir Elektronik Cihazlar'ın uçak haberleş- me ve seyrüsefer ekipmanlarına elektromanyetik girişim- de bulunabileceğini belirtir. Yine her iki rapor da istemsiz ışıma yapan cihazlara odaklanır ve istemli yayın yapan cihazların uçuş esnasında kapatılması gerektiğini belirtir.
Taşınabilir Elektronik Cihazlar'ın kullanımı özelikle kablosuz ses ve data transfer cihazlarında bir patlama yaşanması ciddi uçuş emniyet sorunu ortaya çıkar- maktadır. Kablosuz iletişim araçlarının gömülü ve çok fonksiyonlu olarak üretilmesi kabin personelinin onları tanımalarını zorlaştırmaktadır. Bu teçhizatın yayınladığı emisyon radyo frekans bandında uçak seyrüsefer ve haberleşme cihazlarına tehdit oluşturmaktadır.
Bugün Taşınabilir Elektronik Cihazlar'ın kullanıcıları herhangi bir kısıt olmadan cihazlarını her yerde kullanmayı beklemekteler. Bu konuda NASA(National Aeronautics and Space Administration), FAA(Federal Aviation Administration), Havayolları ve Üniversiteler ortak çalışmalar yürütürek çözüm yöntemleri sunmaya çaba göstermektedirler. Şekil 1' de taşınabilir elektronik cihazların oluşturduğu EMI gösterilmektedir[6]. Daha öncede belirtildiği üzere EMI durumu oluşabilmesi için kaynak, bulaşma yolu ve kurban gereklidir. Uçakta yolcuların kullandığı Taşınabilir Elektronik Cihazları geniş bir bandda elektromanyetik emisyonda bulun- dukları için büyük bir EMI tehditi oluştururlar.
Ticari ürünlerde istemli ve istemsiz olarak ışıma yoluyla emisyon değerleri FCC (Federal Communications Commission) ve IEC CISPR 22 (International Electrotechnical Comission, Comité International Special des Perturbation Radioélectrique)[7] için Tablo 1'de verilmiştir.
Şekil 1. Taşınabilir Elektronik Cihazların oluşturduğu EMI
Tablo 1. Ticari ürünlerin sertifikasyonu için Işıma yoluyla emisyon standartları
Sivil Uçak ekipmanlarının ışıma yoluyla emisyon sı- nırları FAA tarafından belirlenmiştir. Taşınabilir Elek- tronik Cihazlar için ise RTCA/DO-160[8] belirlemiştir.
Bu standarda göre Taşınabilir Elektronik Cihazların uçaktaki yer durumu iki kategoriye ayrılır.
Kategori M: Yolcu kabinindeki ve kokpitteki Ekipman ve kablo donanımı uçak radyo alıcıları antenlerinin doğrudan görüş hattında olmadığı durum
Kategori H: Ekipman ve kablo donanımı doğrudan anten görüş hattında olduğu durum.
Şekil 2'de Band Dışı Işıma yoluyla emisyon limitleri 1m uzaklıkta (DO-160 Bölüm 21[8]) verilmektedir.
Sonuç olarak ticari ürünlerle uçak üzeri ekipmanların standardları birbirinden tamamen farklıdır. Ticari ürünler beraber çalışabilirlikle gözönüne almasına karşın uçak üzeri ekipmanların standartları uçuş emniyeti ile ilgilenir.
Limitlerinin birimleri de (V/m, dBV/m, dBm gibi) birbi- rinden farklıdır.
Bu yüzden birimlerini birbirine dönüştürmeliyiz. FCC ve IEC CISPR 22[7] standartları elektrik alanı baz alarak V/m, dBV/m birimlerini kullanır.
FAA ise güç'ü baz alır bu yüzden birimi dBm dir.
Eğer sınır koşulları belli ise elektrik alanını güç'e dönüştürmek mümkündür. Burada serbest uzayı kullanırsak Şekil 3'de görülen (4) denkliğine ulaşılır[6].
Şekil 2. Işıma Yoluyla Emisyon limitleri
(1) (2)
(3)
Burada
P: Anten konnektörüne uygulana güç
E: Antenden R kadar uzaklıktaki bir yüzeydeki elektrik alan şiddeti (Volt/metre)
R: Anten ile elektrik alan şiddeti arası mesafe G: Bir izotropik antenin kazancı
Şekil 3, (4) denkliğini izah etmektedir.
Bu denklemde açık olmayan nokta anten kazancıdır.
Işıma yoluyla emisyon için antenin kazancını belirlemek zordur. Bunun için taşınabilir elektronik cihazın anten kazancı için kabullenme yapmalıyız.
G = e • D (5) e : Verimlilik
D: Yönlenme
Yönlenme verilen bir yöne göre antenin diğer tüm yönlerdeki ortalama ışıma şiddetinin oranıdır. Verimlilik ise 0 ila 1 arasında değişen ve uyumsuzluk ve kayıp olarak değerlendirilen bir sayıdır. Burada en kötü durum senaryosuna göre verimliliği %100 yani 1 alalım. Yine buna uygun olarak maksimum ölçüleri 15 cm olan bir cihaz için istatiksel tahminlerle hesaplarsak 4 ila 5 dBi arası seçilebilir. Buna uygun olarak uçak ekipmanları ile ticari ürünlerin standartları birbirleri ile karşılaştırılması sonucu aşağıdaki Şekil 4 elde edilir[6].
[ E R ] [ G ]
P =
2. 4 p
2. / 120 p .
(4)Şekil 3. Bir Antenden R Uzaklıktaki Elektrik Alan
Şekil 4. Ticari ürünlerin band dışı ışıma yoluyla emisyon sınırlarının RTCA/DO160[8] yeterlik sınırları ile karşılaştırılması.
Havacılık RF bandları alttaki frekans ekseninde koyulaştırılarak gösterilmiştir.
Şekil 4'te tüm limitler ışıma gücüne göre normalize edilmiştir. Bu, uçak yol kaybının ve uçak radyo alıcı girişim seviyesi bilgisinin doğrudan uygulanabilmesini sağlar. Grafikte ışıma emisyon seviyelerinin ticari ürünlerle, uçak üzeri ürünler arasında büyük bir fark olduğu açıkça görünür. Bu fark, cep telefonları gibi istemli vericiler göz önüne alındığında tehlike çanlarını çaldıracak seviyededir. Bununla beraber bir çok vericinin antenleri yayınlanacak frekans bandı dışındaki sinyalleri reddettiğinden bu hususun içerdiği tehlike bir miktar azalmaktadır. NASA Langley Araştırma merkezindeki cihaz ölçümleri tipik kablosuz ses ve data iletişim ürünlerinin uçak radyo bandındaki band dışı ışımaları ticari standardların aşağısında olduğunu göstermektedir.
Taşınabilir elektronik cihaz kullanımındaki en iyi yaklaşım, tipik emisyon seviyeleri yerine izin verilebilir emisyon seviyelerine bel bağlanmasıdır.
4. SONUÇ
Önceki bölümde anlatılan analizde belirtildiği gibi, taşınabilir elektronik cihazların uçuş esnasında uçak içerisinde kullanımının uçuş emniyetini tehdit ettiği açıkça görülmektedir. Ticari cihazların üretim yönetme- liklerinin düzenlenmesi ve buna göre cihazlar geliş- tirilerek ışıma emisyon seviyeleri düşürülerek bu tehdit azalabilir. Her ne kadar tehdit azalsa da uçuşun kritik safhalarında bu tip cihazların kullanımına izin veril- memesi gerekmektedir. Yolcuların elektronik cihazların kısıtsız kullanması hala tam olarak mümkün görülme- mektedir. Çünkü ABD'de yapılan ölçümlerde yolcuların yapılan uyarılara rağmen kaçak olarak elektronik cihazlar kullandıkları tespit edilmiştir. İstemsiz yayın yapan cihazların kullanımına izin verildiğini düşünüldüğünde bu sinyallerin yaratacağı alan kümülatif olarak artacaktır.
Bu da yeniden uçuş emniyetine bir tehdit olarak yansıyacaktır.
5. REFERANSLAR
[1] Hava Platformlarında Elektromanyetik Uyumluluk Üstüner F., Araz İ. TÜBİTAK – UEKAE, Gebze, 41470, Kocaeli
[2] MIL-STD-464A “Electromagnetic Environmental Effects, Requirements for Systems”, A.B.D. Savunma Bakanlığı, 2002
[3] MIL-STD-704F “Aircraft Electric Power Characteristics”, A.B.D. Savunma Bakanlığı, 2004
[4] RTCA/DO-199, “Potential Interference to Aircraft Electronic Equipment from Devices Carried Aboard”
RTCA Inc., 1988
[5] RTCA/DO-233, “Portable Electronic Devices Carried on Board Aircraft”, RTCA Inc., 1996
[6] EMI Standards For Wireless Voice And Data On Board Aircraft, Jay J. Ely and Truong X. Nguyen, NASA, Langley Research Center, 2003
[7] CISPR 22 “Information Technology Equipment- Radio Disturbances Characteristics- Limits and Methods of Measurements”, IEC, 2003
[8] RTCA DO-160E “Environmental Conditions and Test Procedures for Airborne Equipment”, RTCA Inc., 2004
6. ÖZGEÇMİŞLER Nevzat TARIM
1967 yılında Eskişehir'de doğdu. 1991 yılı Anadolu Üniv.
Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümünden mezun oldu. 1992 yılında ENAC ( Ecole Nationale Aviation Civile)'da Radar ve Seyrüsefer yardımcıları uzmanlığını bitirdi. 1992-1997 yılları arasında Anadolu Üniv. Sivil Havacılık Yüksek Okulu'nda çalıştı. Yüksek lisans öğrenimini 2004 yılında Osmangazi Üniv. Fen Bilimleri Enstitüsünde tamamladı. Elektromanyetik girişim ve uyumluluk konularıyla ilgilenmektedir. Şu anda doktora eğitimine Anadolu Üniversitesinde devam etmekte ve 1'inci HİBM.K.lığında çalışmaya devam etmektedir.
Fatih ÜSTÜNER
1967 yılında İstanbul'da doğdu. 1991 yılında Ortadoğu Teknik Üniversitesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü'nden mezun oldu. Aynı bölümde yüksek lisans çalışmasını 1994 yılında tamamlamıştır. 1991-1995 yılları arasında ASELSAN A.Ş.'de çalışmış, 1996'dan bu yana ise TÜBİTAK UEKAE'de çalışmaktadır. 2002 yılında Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü'nden doktora derecesini almıştır. Ana çalışma konusu elektromanyetik ortam etkileridir.
