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5G和飞机安全的最新进展

机场和飞机本可以提前为5G的推出做好准备。

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美国飞机工业正处于调整飞机和机场的最后阶段,以解决自动着陆系统潜在的5G蜂窝信号干扰问题。近一年来,美国联邦航空管理局(FAA)通过研究、实验和重新设计飞机雷达高度计,推动了确定飞机风险水平的过程,并防止低能见度进场(如恶劣天气)出现问题。

然而,过去一年的所有问题——包括许多航班延误、取消、改道和飞机高度计改造,以及运行实验以确定系统和设施漏洞的成本——都是可以避免的。随着雷达高度计天线设计的早期实施变化,以及5G基站部署规划,全国各地的机场和飞机本可以提前为蜂窝服务提供商从4G切换到5G做好准备。今天,通过使用计算物理模拟器,这种早期准备状态是可能的。

从上到下

Ansys已经覆盖了5G飞机安全从一开始。这里有一些背景信息。

5G c波段范围为3.7 GHz ~ 3.98 GHz。预计首次部署将仅激活频率范围(3.7-3.8 GHz)中较低的100 MHz。这将满足当前的预期需求,为未来的服务增长需求留出两个大约100 MHz的频段,同时仍然为预期的早期用户群提供至少50 MHz或更多的带宽,以支持高性能的上传和下载服务。

乍一看,对于使用4.2-4.4 GHz频段的飞机雷达高度计操作的潜在退化不应该有任何担忧。然而,雷达高度计在过去已经被证明对带内和带外干扰高度敏感,这可能会导致不正确的高度读数,这对于进行低能见度降落的飞机来说是一个严重的问题。这一困境中最糟糕的部分是,这一切都是可以避免的。

Ansys的计算物理软件可以捕捉该问题的多变量复杂性,以帮助确定适当的对策。Ansys基于包含采用数值方法的求解器算法,能够对电子和电磁现象进行建模和仿真,范围从微芯片和多板系统到车辆和航天器,以及城市地区的无线网络部署。

电磁干扰工具包(EMIT)是HFSS的一部分,可以对天线的带内和带外效应进行建模和模拟。天线可以虚拟原型,使设计人员能够在构建实际硬件之前开发抗电磁干扰天线实现。HFSS模拟可以捕获最大功率输出、无线电波束方向、最大允许发射、相对于5G发射器的飞机方向,以及潜在噪声源、耦合和干扰效应的全谱,以及湿度等环境现象。

这种高度详细的建模有助于天线的开发,使其足够健壮,可以拒绝带外干扰,即使是来自强度很大的信号。雷达高度计天线可以更强大地抵御任何潜在的干扰。模拟还可以演示如何设计、部署5G天线、功率限制以及如何远离机场附近的进近路线,以避免向飞机广播干扰信号。

此外,通过雇用Ansys系统工具包(STK),该产品用于航空航天工业,在现实部署场景中对环境和系统进行基于物理的建模,工程师可以实际捕捉机场和飞机的基本物理细节。使用STK和HFSS可以使用户进行虚拟飞行实验,而不消耗一滴燃料。

目前,90%的飞机都配备了强大的雷达高度计,99%的机场都允许在本地进行5G c波段传输,而不用担心低能见度进场。美国联邦航空局计划在2023年中期完成这一过渡。

Ansys一直在广泛地讨论这个问题。你可以在以下连结阅读有关这个模拟问题及其解决方案的详细资料:



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