99

VI. ULUSAL UÇAK, HAVACILIK VE UZAY MÜHENDİSLİĞİ KURULTAYI

TMMOB Makina Mühendisleri OdasıVI. Ulusal Uçak, Havacılık ve Uzay Mühendisliği Kurultayı

06-07 Mayıs 2011 / ESKİŞEHİR

TAŞINABİLİR ELEKTRONİK CİHAZLAR, ELEKTROMANYETİK GİRİŞİM VE UÇUŞ EMNİYETİ

1 2Nevzat TARIM ,Fatih ÜSTÜNER

11'inci Hava İkmal Bakım Merkezi Komutanlığı

Eskişehir e-posta: ntarim@anadolu.edu.tr2TÜBİTAK BİLGEM UEKAE

Gebze/Kocaelie-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

100

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.

VI. ULUSAL UÇAK, HAVACILIK VE UZAY MÜHENDİSLİĞİ KURULTAYI

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

uyumluluk, s is temin hem içinde bulunduğu

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.

101

VI. ULUSAL UÇAK, HAVACILIK VE UZAY MÜHENDİSLİĞİ KURULTAYI

102

VI. ULUSAL UÇAK, HAVACILIK VE UZAY MÜHENDİSLİĞİ KURULTAYI

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.

103

VI. ULUSAL UÇAK, HAVACILIK VE UZAY MÜHENDİSLİĞİ KURULTAYI

Şekil 1. Taşınabilir Elektronik Cihazların oluşturduğu EMI

Tablo 1. Ticari ürünlerin sertifikasyonu için Işıma yoluylaemisyon 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)

104

Burada P: Anten konnektörüne uygulana güçE: 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 : VerimlilikD: 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].

VI. ULUSAL UÇAK, HAVACILIK VE UZAY MÜHENDİSLİĞİ KURULTAYI

[ ][ ]GREP .120/.4. 22 pp= (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.

105

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.

VI. ULUSAL UÇAK, HAVACILIK VE UZAY MÜHENDİSLİĞİ KURULTAYI

106

VI. ULUSAL UÇAK, HAVACILIK VE UZAY MÜHENDİSLİĞİ KURULTAYI