DE102008042206B4

DE102008042206B4 - Testvorrichtung und Verfahren zur Durchführung eines Funktionstests eines Kommunikationssystems

Info

Publication number: DE102008042206B4
Application number: DE200810042206
Authority: DE
Inventors: Martin SCHIRRMACHER; Uwe Schwark; Uwe DONNIG
Original assignee: Airbus Operations GmbH
Current assignee: Airbus Operations GmbH
Priority date: 2008-09-18
Filing date: 2008-09-18
Publication date: 2011-09-15
Anticipated expiration: 2028-09-19
Also published as: DE102008042206A1

Abstract

Testvorrichtung (1) zur Durchführung eines Funktionstests eines Kommunikationssystems in einer Flugzeugkabine eines Flugzeugs, mit – einer Übertragungsstrecke (2), welche zumindest eine in der Flugzeugkabine angeordnete Leckleitungsantenne (3) aufweist; – einer mit der Übertragungsstrecke (2) gekoppelten Steuervorrichtung (4) zum Einspeisen eines HF-Signals (HF) mit einem vorbestimmten Leistungspegel in die Leckleitungsantenne (3); und – zumindest einer an einer vorbestimmten Koppelstelle (K) mit der Übertragungsstrecke (2) gekoppelten Messeinrichtung (7) zum Messen des Leistungspegels des HF-Signals (HF) an der Koppelstelle (A) und zum Übertragen eines von dem gemessenen Leistungspegel abhängigen Ergebnissignals (ES) überung (4).

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Testvorrichtung und ein Verfahren zur Durchführung eines Funktionstests eines Kommunikationssystems, insbesondere in einer Flugzeugkabine eines Flugzeuges, insbesondere im Luft- und Raumfahrtbereich.
Obwohl auf beliebige Bereiche anwendbar, wird die vorliegende Erfindung in Bezug mit einem Flugzeug oder mit einem Passagierflugzeug näher erläutert.
Kommunikationssyteme in Flugzeugkabinen stellen Kommunikationsdienste oder Dienste, wie GSM, UMTS, WLAN oder dergleichen, für die Besatzung des Flugzeuges oder für Passagiere bereit.
Zur Abstrahlung des jeweiligen Dienstsignals für den entsprechenden Dienst kann eine Leckleitungsantenne (Leaky Line Antenne) eingesetzt werden, die längsseitig in der Flugzeugkabine angeordnet ist. Zur Prüfung der ordnungsgemäßen Installation und Funktion des Kommunikationssystems, insbesondere zur Sicherstellung der Hochfrequenz(HF)-Signalverteilung innerhalb der Flugzeugkabine, wird eine Abdeckungs-Messung (Funkversorgungsmessung) in jedem Frequenzband der entsprechenden Dienste mittels eines HF-Spektrumanalysators und einer Messantenne an mehreren unterschiedlichen Orten in der Flugzeugkabine durchgeführt. Dabei können die Messergebnisse je nach Zustand und Konfiguration der Flugzeugkabine und Wahl des Messortes stark variieren. Aus diesem Grund müssen die Messergebnisse in geeigneter Weise gemittelt und mit den jeweiligen Antennenfaktoren der verwendeten Messantennen korrigiert werden.
Eine ungenau oder fehlerhaft durchgeführte Messung kann unter Umständen zur Unterschreitung vorbestimmter, insbesondere behördlicher Grenzwerte führen, obgleich die behördlichen Grenzwerte tatsächlich überschritten werden. Weiter ist es möglich, dass eine Fehlermeldung ausgelöst wird, obwohl tatsächlich kein Fehler vorliegt.
Bei der herkömmlichen Messung mittels HF-Spektrumanalysator und eigens vorgesehener Messantenne müssen die jeweiligen Messungen nachteiligerweise manuell durchgeführt werden und erfordern somit einen hohen Zeit- und Kostenaufwand. Für die Durchführung und Auswertung der herkömmlichen Messungen ist ferner nachteiligerweise eigens geschultes Personal notwendig. Dieses geschulte Personal muss insbesondere Erfahrung mit HF-Messungen haben. Ferner erfordern die herkömmlichen Messungen spezielle Hardware, beispielsweise den HF-Spektrumanalysator und die Messantenne.
Um den Test an jeden beliebigen Ort in der Flugzeugkabine durchführen zu können, werden herkömmlicherweise HF-Testsignale verwendet, die einen Leistungspegel aufweisen, die einer behördlichen Genehmigung bedürfen. Diese behördliche Genehmigung ist herkömmlicherweise notwendig, da die herkömmlichen HF-Testsignale mit den verwendeten Leistungspegeln auch außerhalb des Flugzeugs noch messbar sind und potentiell Störungen anderer Dienste verursachen können.
Zur Lösung dieser Probleme ist der Anmelderin intern eine Testvorrichtung zur automatisierten Durchführung eines Funktionstests des Kommunikationssystems bekannt.
Diese intern bekannte Testvorrichtung beinhaltet eine Übertragungsstrecke, welche zumindest eine in der Flugzeugkabine angeordnete Leckleitungsantenne aufweist. Weiter weist diese Testvorrichtung eine mit der Übertragungsstrecke gekoppelte Steuervorrichtung auf, welche eine Generierungseinrichtung zum Generieren eines breitbandigen Rauschsignals und eine Übertragungseinrichtung zum Einspeisen eines HF-Signals auf die Leckleitungsantenne aufweist, wobei das eingespeiste HF-Signal einen vorbestimmten Leistungspegel hat und zumindest das generierte breitbandige Rauschsignal enthält. Weiterhin hat diese Testvorrichtung eine an einer vorbestimmten Koppelstelle mit der Übertragungsstrecke gekoppelte Messeinrichtung zum Messen des Leistungspegels des HF-Signals an der Koppelstelle und zum Bereitstellen eines zu dem gemessenen Leistungspegel proportionalen Messsignals und ein Auswertemittel zum Bereitstellen eines Testergebnisses mittels eines Vergleiches zwischen dem bereitgestellten Messsignal und einem von dem Leistungspegel des eingespeisten HF-Signals abhängigen Sollsignal.
Dabei ist die über die Übertragungsstrecke gekoppelte Messeinrichtung weiter mit der Steuervorrichtung mittels einer ersten Leitung zur Übertragung des Messsignals von der Messeinrichtung an die Steuervorrichtung und mit einer zweiten Leitung zur Stromversorgung der Messeinrichtung durch die Steuervorrichtung verbunden.
Dabei müssen die erste Leitung und die zweite Leitung in der Flugzeugkabine installiert oder verlegt werden. Eine solche Leitungsinstallation oder Verkabelung ist nachteiligerweise zeit- und kostenaufwändig und birgt ferner das Risiko von Fehlern bei der Leitungsinstallation.
Die Druckschrift DE 10 2005 032 141 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen der Einstrahlungsfeldstärke in einem Flugzeug und der Beeinflussung eines elektrischen Systems in dem Flugzeug mit Kabeln zwischen einer Aussenhaut und einer Innenverkleidung des Flugzeugrumpfes zum Übertragen von Signalen innerhalb des Flugzeugs. Um die Einstrahlungsfeldstärke in einem Flugzeug einfach und zuverlässig überprüfen zu können und damit die elektromagnetische Störanfälligkeit des elektrischen Systems in dem Flugzeug zu verringern, wird entweder ein vorgegebenes Sendesignal in wenigstens eine Leckleitung zwischen der Aussenhaut und der Innenverkleidung des Flugzeugrumpfes eingekoppelt und das von der Leckleitung abgestrahlte Empfangssignal mit einem Empfänger empfangen oder ein vorgegebenes Sendesignal durch einen Sender gesendet und das Empfangssignal aus der Leckleitung ausgekoppelt und die Amplituden des Sendesignals und des Empfangssignals verglichen.
Demnach ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen automatisierten Funktionstest eines Kommunikationssystems, insbesondere in einer Flugzeugkabine eines Flugzeuges, zu schaffen, bei dem keine zusätzliche Leitungsinstallation notwendig ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Testvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 15 gelöst.
Demgemäß wird eine Testvorrichtung zur Durchführung eines Funktionstests eines Kommunikationssystems, insbesondere in einer Flugzeugkabine eines Flugzeuges, vorgeschlagen, welche aufweist:

– eine Übertragungsstrecke, welche zumindest eine in der Flugzeugkabine angeordnete Leckleitungsantenne aufweist;
– eine mit der Übertragungsstrecke gekoppelte Steuervorrichtung zum Einspeisen eines HF-Signals (Hochfrequenz-Signal) mit einem vorbestimmten Leistungspegel in die Leckleitungsantenne; und
– zumindest eine an einer vorbestimmten Koppelstelle mit der Übertragungsstrecke gekoppelte Messeinrichtung zum Messen des Leistungspegels des HF-Signals an der Koppelstelle und zum Übertragen eines von dem gemessenen Leistungspegel abhängigen Ergebnissignals über die Leckleitungsantenne an die Steuervorrichtung.

Weiter wird ein Verfahren zum Durchführen eines Funktionstests eines Kommunikationssystems, insbesondere in einer Flugzeugkabine eines Flugzeuges, vorgeschlagen, welches folgende Schritte hat:

– Einspeisen eines HF-Signals mittels einer Steuervorrichtung in eine Übertragungsstrecke mit zumindest einer in der Flugzeugkabine angeordneten Leckleitungsantenne, wobei das HF-Signal einen vorbestimmten Leistungspegel hat;
– Messen des Leistungspegels des HF-Signals an einer vorbestimmten Koppelstelle der Übertragungsstrecke; und
– Übertragen eines von dem gemessenen Leistungspegel abhängigen Ergebnissignals über die Leckleitungsantenne an die Steuervorrichtung.

Dabei liegt der Kern der vorliegenden Erfindung darin, den Leistungspegel des HF-Signals durch die Messeinrichtung in ein proportionales Signal, das Ergebnissignal, zu wandeln und dieses Signal an die Steuervorrichtung über die Leckleitungsantenne zurück zu übertragen.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass der erfindungsgemäße automatisierte Funktionstest des Kommunikationssystems ohne einen zusätzlichen Verkabelungsaufwand auskommt, weil das von der Messeinrichtung bereitgestellte Ergebnissignal nicht über eine extra vorgesehene Leitung, sondern über die Leckleitungsantenne zurück an die Steuervorrichtung übertragen wird.
Somit entfällt die zeit- und kostenaufwändige Leitungsinstallation.
Ferner sind bereits in einer Flugzeugkabine installierte Kommunikationssysteme durch die erfindungsgemäße Testvorrichtung auf Grund des Entfallens der Leitungsinstallation einfach und kostengünstig nachrüstbar.
In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung hat die Steuervorrichtung ein Prüfmittel, welches dazu eingerichtet ist, ein Testergebnis in Abhängigkeit des über die Leckleitungsantenne übertragenen Ergebnissignals bereitzustellen.
Das Prüfmittel ist dabei insbesondere dazu eingerichtet, das Testergebnis mittels eines Vergleichs zwischen dem über die Leckleitungsantenne übertragenen Ergebnissignal und einem von dem Leistungspegel des eingespeisten HF-Signals abhängigen Soll-Signal zu berechnen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung hat die Steuervorrichtung eine Übertragungseinrichtung, welche dazu geeignet ist, das HF-Signal mit dem vorbestimmten Leistungspegel in die Leckleitungsantenne einzuspeisen, wobei das eingespeiste HF-Signal einen vorbestimmten, durch die Leckleitungsantenne fließenden Strom verursacht.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung hat die Messeinrichtung ein Messmittel und ein Modulations-Mittel. Das Messmittel misst den Leistungspegel des HF-Signals an der Koppelstelle. Das Modulations-Mittel moduliert den durch die Leckleitungsantenne fließenden Strom in Abhängigkeit des von dem Messmittel gemessenen Leistungspegels.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung hat die Messeinrichtung einen HF-Detektor und einen steuerbaren Widerstand. Der HF-Detektor wandelt den Leistungspegel des HF-Signals an der Koppelstelle in ein proportionales Gleichspannungssignal, welches den steuerbaren Widerstand zur Modulation des durch die Leckleitungsantenne fließenden Stroms steuert.
Der steuerbare Widerstand ist insbesondere zwischen der Leckleitungsantenne und Masse geschaltet.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist das Prüfmittel dazu eingerichtet, das Testergebnis in Abhängigkeit des auf der Leckleitungsantenne modulierten Stroms bereitzustellen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung hat die Steuervorrichtung eine Speise-Einrichtung oder Versorgungseinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, einen Speisestrom für die Messeinrichtung über die Leckleitungsantenne an die Messeinrichtung zu übertragen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist der steuerbare Widerstand dazu eingerichtet, einen zu dem Gleichspannungssignal des HF-Detektors proportionalen Ergebnis-Strom dem Speisestrom der Speise-Einrichtung auf der Leckleitungsantenne zu überlagern.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist das Prüfmittel dazu eingerichtet, das Testergebnis in Abhängigkeit des über den Speisestrom überlagerten Ergebnis-Stromes auf der Leckleitungsantenne bereitzustellen bzw. zu berechnen..
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist das Modulations-Mittel dazu eingerichtet, ein NF-Signal (Niederfrequenz-Signal) in Abhängigkeit des von dem Messmittel gemessenen Leistungspegel des HF-Signals bereitzustellen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung hat die Messeinrichtung ein Übertragungsmittel, welches dazu eingerichtet ist, das modulierte NF-Signal an die Steuervorrichtung über die Leckleitungsantenne zu übertragen.
Dabei wird das NF-Signal von der Messeinrichtung in die Übertragungsstrecke eingekoppelt und von der Steuervorrichtung wieder ausgekoppelt. Die Modulation des NF-Signals kann dabei entweder mittels analoger Modulation oder digitaler Modulation, wie FSK, ASK, PSK und dergleichen, erfolgen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung umfasst das HF-Signal ein breitbandiges Rauschsignal und/oder zumindest ein Dienstsignal zur Bereitstellung eines Dienstes.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist das Rauschsignal breitbandig gegenüber einer Kohärenzbandbreite der Übertragungsstrecke.
Im Sinne der vorliegenden Anmeldung ist die Rohärenzbandbreite Wc definiert über die Frequenz-Zeit-Autokorrelations Funktion jFT (Df, Dt = 0) der Kanalübertragungsfunktion: |jFT (Df = Wc, Dt = 0)| = 1/2 |jFT (Df = 0, Dt = 0)|.
Die Kohärenzbandbreite Wc ist der Wert, bei dem der Wert der Frequenz-Zeit-Autokorrelationsfunktion mit wachsendem Δf das erste Mal auf die Hälfte abgesunken ist. Somit ist diese ein Maß für die Frequenzdifferenz Δf, um die sich zwei Sinussignale unterscheiden müssen, damit sie bei der Übertragung vollständig unterschiedliche Kanalübertragungseigenschaften vorfinden. Ist die Signalbandbreite W kleiner als die Kohärenzbandbreite Wc, so finden alle spektralen Signalanteile im Wesentlichen gleiche Übertragungseigenschaften vor. Folglich bezeichnet die Kohärenbandbreite Wc näherungsweise das maximale Frequenzintervall, über das zwei Frequenzkomponenten eines Signals einen vergleichbaren oder korrelierten Amplitudenschwund erfahren.
Wenn die durch die Mehrwegausbreitung auf dem Funkkanal bedingte zeitliche Spreizung des Signals, die Mehrwegeverbreiterung (Time Delay Spread), D Sekunden beträgt, dann gilt näherungsweise für die Kohärenzbandbreite Wc in Hz: Wc·1/(2pD).
Weiter ist die Steuervorrichtung insbesondere als ein Computerprogrammprodukt ausgebildet, welches vorzugsweise Teil der Netzwerk-Steuereinrichtung (Network Control Unit; NCU) der Flugzeugkabine ist.
Das Computerprogrammprodukt ist vorzugsweise dazu eingerichtet, auf einer programmgesteuerten Einrichtung, wie der Netzwerk-Steuereinrichtung, die Durchführung von Schritten zur Ausbildung der Funktion der Steuervorrichtung zu veranlassen.
Ein Computerprogramm-Produkt wie ein Computerprogramm-Mittel kann beispielsweise als Speichermedium, wie Speicherkarte, USB-Stick, Floppy, CD-ROM, DVD oder auch in Form einer herunterladbaren Datei von einem Server in einem Netzwerk bereitgestellt oder geliefert werden. Dies kann zum Beispiel in einem drahtlosen Kommunikationsnetzwerk durch die Übertragung einer entsprechenden Datei mit dem Computerprogramm-Produkt oder dem Computerprogramm-Mittel erfolgen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung beinhaltet das breitbandige Rauschsignal zumindest ein Maskierungssignal. Das jeweilige Maskierungssignal ist insbesondere zum Maskieren eines jeweiligen terrestrischen Basisstationssignals, welches ein jeweiliges vorbestimmtes Frequenzband nutzt, geeignet.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung hat die Messeinrichtung eine HF-Terminierung.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung hat die Messeinrichtung einen Abschluss-Widerstand zur HF-Terminierung. Alternativ ist die Messeinrichtung mit einem Abschluss-Widerstand zur HF-Terminierung gekoppelt.
Insbesondere hat die Übertragungsstrecke ein erstes Ende und ein zweites Ende. Die Leckleitungsantenne ist vorzugsweise zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende gekoppelt. Ferner ist die Steuervorrichtung vorzugsweise mit dem ersten Ende gekoppelt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist die Generierungseinrichtung eine Anzahl von Rauschgeneratoren auf. Der jeweilige Rauschgenerator ist vorzugsweise dazu geeignet, ein jeweiliges auf ein vorbestimmtes Frequenzband begrenztes Rauschsignal bereitzustellen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist die Steuereinrichtung ein Auswahlmittel auf. Das Auswahlmittel ist vorzugsweise dazu geeignet, zumindest einen der Anzahl der Rauschgeneratoren zum Bereitstellen eines bandbegrenzten Rauschsignals für das HF-Signal auszuwählen.
Vorzugsweise ist das jeweilige Frequenzband des bandbegrenzten Rauschsignals auf ein entsprechendes vorbestimmtes Frequenzband einer jeweiligen terrestrischen Basisstation eingestellt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung hat die Steuervorrichtung ein Triggermittel. Das Triggermittel ist vorzugsweise dazu eingerichtet, die Durchführung des Funktionstests mit dem ausgewählten bandbegrenzten Rauschsignal zu triggern.
Das Triggermittel ist insbesondere weiter dazu eingerichtet, eine Mehrzahl der Funktionstests mit unterschiedlichen, ausgewählten bandbegrenzten Rauschsignalen seriell auszuführen.
Vorzugsweise ist das Prüfmittel dazu eingerichtet, einen Testergebnis-Vektor in Abhängigkeit der Mehrzahl der seriell durchgeführten Funktionstests des Kommunikationssystems bereitzustellen.
Beispielsweise ist die Leckleitungsantenne als eine Koaxialleitung mit einer Mehrzahl von Perforierungen ausgebildet. Die Mehrzahl von Perforierungen kann auch Schlitze und/oder Löcher umfassen.
Das Ergebnissignal ist beispielsweise als ein Stromsignal oder als ein Frequenzsignal, insbesondere als ein NF-Signal, ausgebildet.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung hat die Messeinrichtung einen HF-Detektor. Der HF-Detektor ist vorzugsweise dazu geeignet, den Leistungspegel des HF-Signals an der Koppelstelle in ein proportionales Gleichspannungssignal zu wandeln.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist die Übertragungsstrecke eine längsseitig in der Flugzeugkabine angeordnete Sende-Leckleitungsantenne und eine längsseitig in der Flugzeugkabine angeordnete Empfangs-Leckleitungsantenne auf.
Beispielsweise sind die Sende-Leckleitungsantenne und die Empfangs-Leckleitungsantenne parallel in der Flugzeugkabine angeordnet und jeweils zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende der Übertragungsstrecke gekoppelt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist eine Mehrzahl von Messeinrichtungen vorgesehen, wobei eine erste Messeinrichtung an dem zweiten Ende der Übertragungsstrecke mit der Sende-Leckleitungsantenne gekoppelt ist und eine zweite Messeinrichtung an dem ersten Ende der Übertragungsstrecke mit dem Empfangs-Leckleitungsantenne gekoppelt ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist zumindest eine Sende-/Empfangseinrichtung vorgesehen. Die jeweilige Sende-/Empfangseinrichtung ist vorzugsweise dazu geeignet, ein Dienstsignal zur Bereitstellung eines vorbestimmten Dienstes und zur Übertragung über die Übertragungsstrecke bereitzustellen.
Vorzugsweise integriert die Sende-/Empfangseinrichtung die zweite Messeinrichtung.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist eine Kombinier-Einrichtung vorgesehen, welche dazu eingerichtet ist, das bereitgestellte breitbandige Rauschsignal und das zumindest eine Dienstsignal zur Ausbildung des auf die Übertragungsstrecke einzuspeisenden HF-Signals zu kombinieren.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist eine Kombinier-Einrichtung vorgesehen, welche dazu eingerichtet ist, die von den Rauschgeneratoren bereitgestellten bandbegrenzten Rauschsignale und das zumindest eine Dienstsignal zur Ausbildung des auf die Übertragungsstrecke einzuspeisenden HF-Signals zu kombinieren.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist ein Fehlerdetektionsmittel vorgesehen, welches dazu geeignet ist, einen Fehler eines oder mehrerer Rauschgeneratoren und/oder einen Fehler auf der Übertragungsstrecke in Abhängigkeit des bereitgestellten Testergebnis-Vektors zu detektieren.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Testvorrichtung dazu eingerichtet, das Kommunikationssystem während des Betriebes des Kommunikationssystems zu testen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren näher erläutert.
Von den Figuren zeigen:
1 ein schematisches Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels der Testvorrichtung gemäß der Erfindung;
2 ein schematisches Amplituden-Frequenz-Diagramm mit einem ersten Ausführungsbeispiel eines HF-Signals gemäß der Erfindung und drei terrestrischen Basisstations-Signalen;
3 ein schematisches Amplituden-Frequenz-Diagramm mit einem zweiten Ausführungsbeispiel des HF-Signals gemäß der Erfindung und drei terrestrischen Basisstations-Signalen;
4 ein schematisches Blockschaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels der Testvorrichtung gemäß der Erfindung;
5 ein schematisches Strom-Zeit-Diagramm mit einem Ausführungsbeispiel des Stroms auf der Leckleitungsantenne gemäß der Erfindung;
6 ein schematisches Blockschaltbild eines dritten Ausführungsbeispiels der Testvorrichtung gemäß der Erfindung; und
7 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Durchführen eines Funktionstestes eines Kommunikationssystems.
In den Figuren bezeichnen dieselben Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten – sofern nichts Gegenteiliges angegeben ist.
1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels einer Testvorrichtung 1 zur Durchführung eines Funktionstestes eines Kommunikationssystems in einer Flugzeugkabine eines Flugzeuges.
Die Testvorrichtung 1 weist eine Übertragungsstrecke 2, eine mit der Übertragungsstrecke 2 gekoppelte Steuervorrichtung 4, zumindest eine an einer vorbestimmten Koppelstelle K mit der Übertragungsstrecke 2 gekoppelte Messeinrichtung 7 und vorzugsweise ein Prüfmittel 8 auf.
Vorzugsweise ist die Testvorrichtung 1 dazu eingerichtet, das Kommunikationssystem auch während des Betriebs des Kommunikationssystems zu testen.
Die Übertragungsstrecke 2 weist zumindest eine in der Flugzeugkabine angeordnete Leckleitungsantenne 3 auf. Die Leckleitungsantenne 3 ist beispielsweise als eine Koaxialleitung mit einer Mehrzahl von Perforierungen ausgebildet.
Die Steuervorrichtung 4 ist beispielsweise mittels einer Leitung 19a mit der Leckleitungsantenne 3 gekoppelt. Die Steuervorrichtung 4 hat vorzugsweise eine Generierungseinrichtung 5 zum Generieren eines breitbandigen Rauschsignals R und eine Übertragungseinrichtung 6 zum Einspeisen eines HF-Signals HF auf die Leckleitungsantenne 3. Das HF-Signal HF umfasst vorzugsweise das Rauschsignal R und zumindest ein Dienstsignal D1. Das eingespeiste HF-Signal HF hat einen eingestellten oder vorbestimmten Leistungspegel und enthält zumindest das generierte breitbandige Rauschsignal R. Das von der Generierungseinrichtung 5 bereitgestellte Rauschsignal R ist breitbandig gegenüber einer Kohärenzbandbreite der Übertragungsstrecke 2. Weiter beinhaltet das bereitgestellte breitbandige Rauschsignal R vorzugsweise zumindest ein Maskierungssignal (nicht gezeigt). Das jeweilige Maskierungssignal ist zum Maskieren eines jeweiligen terrestrischen Basisstations-Signal, welches ein jeweiliges vorbestimmtes Frequenzband nutzt, geeignet.
Die Messeinrichtung 7 ist zum Messen des Leistungspegels des HF-Signals HF an der Koppelstelle K geeignet. Ferner ist die Messeinrichtung 7 zum Übertragen eines von dem gemessenen Leistungspegel abhängigen Ergebnissignals ES über die Leckleitungsantenne 3 an die Steuervorrichtung 4 geeignet.
Die Messeinrichtung 7 beinhaltet vorzugsweise einen Abschluss-Widerstand zur HF-Terminierung oder ist alternativ mit einem Abschluss-Widerstand 11 zur HF-Terminierung gekoppelt. Weiter ist die Messeinrichtung 7 mit einer Leitung 19b mit der Leckleitungsantenne 3 gekoppelt.
2 zeigt ein schematisches Amplituden-Frequenz-Diagramm mit einem ersten Ausführungsbeispiel des HF-Signals HF gemäß der Erfindung und drei terrestrischen Basisstationssignalen B1–B3. In analoger Weise zeigt 3 ein schematisches Amplituden-Frequenz-Diagramm mit einem zweiten Ausführungsbeispiel des HF-Signals HF gemäß der Erfindung und den drei terrestrischen Basisstationssignalen B1–B3. Gemäß 2 entspricht das HF-Signal HF dem bereitgestellten Rauschsignal R. Im Gegensatz dazu umfasst das HF-Signal gemäß 3 das Rauschsignal R und ein darüber gelagertes Dienstsignal D1.
Weiter mit Bezug auf 1 hat die Steuervorrichtung 4 vorzugsweise das Prüfmittel 8. Das Prüfmittel 8 ist dazu eingerichtet, ein Testergebnis E in Abhängigkeit des über die Leckleitungsantenne 3 übertragenen Ergebnissignals ES bereitzustellen. Dabei ist das Prüfmittel 8 insbesondere dazu eingerichtet, das Testergebnis E mittels eines Vergleichs zwischen dem über die Leckleitungsantenne 3 übertragenen Ergebnissignals ES und einem von dem Leistungspegel des eingespeisten HF-Signals HF abhängigen Soll-Signal SS zu berechnen.
Weiter umfasst die Steuervorrichtung 4 vorzugsweise ein Fehlerdetektionsmittel 9, welches dazu eingerichtet ist, einen Fehler F auf der Übertragungsstrecke 2 in Abhängigkeit des Testergebnisses E zu detektieren.
Wie oben bereits ausgeführt, weist die Steuervorrichtung 4 vorzugsweise eine Übertragungseinrichtung 6 auf. Die Übertragungseinrichtung 6 ist insbesondere dazu eingerichtet, das HF-Signal HF mit dem vorbestimmten Leistungspegel in die Leckleitungsantenne 3 einzuspeisen. Die Steuervorrichtung 4 speist insbesondere einen vordefinierten Gleichstrom in die Leckleitungsantenne 3 ein, der zum einen für den Test der elektrischen Verbindung von der Steuervorrichtung 4 zum Abschlußwiderstand 11 verwendet wird und zum anderen im Zuge der HF-Messung durch die Messvorrichtung 4 verändert wird. Die Veränderung des Gleichstromes ist dann proportional zum Messergebnis und damit zum Ergebnissignal. Weiter ist die Übertragungseinrichtung 6 dazu eingerichtet, das Ergebnissignal ES von der Messeinrichtung 7 über die Ladeleitungsantenne 3 zu empfangen.
Die Übertragungsstrecke 2 hat insbesondere ein erstes Ende E1 und ein zweites Ende E2. Die Leckleitungsantenne 3 ist zwischen dem ersten Ende E1 und dem zweiten Ende E2 gekoppelt. Die Steuervorrichtung 4 ist beispielsweise mit dem ersten Ende E1 gekoppelt und die Messeinrichtung 7 ist beispielsweise mit dem zweiten Ende E2 gekoppelt.
Die weiteren Ausführungsbeispiele der Testvorrichtung 1 nach den 4 und 6 weisen sämtliche Merkmale des ersten Ausführungsbeispiels der Testvorrichtung 1 nach 1 auf. Hinsichtlich der Merkmale in den 4 und 6, die auch in 1 gezeigt sind, wird zur Vermeidung von Wiederholungen, hiermit auf 1 Bezug genommen.
4 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels der Testvorrichtung 1 gemäß der Erfindung. Dabei unterscheidet sich das zweite Ausführungsbeispiel gemäß 4 von dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 insbesondere in der Ausgestaltung der Messvorrichtung 7.
Die Messvorrichtung 7 gemäß 4 hat einen HF-Detektor 10 und einen steuerbaren Widerstand 11. Der HF-Detektor 10 wandelt den Leistungspegel des HF-Signals HF an der Koppelstelle K in ein proportionales Gleichspannungssignal U, welches den steuerbaren Widerstand 11 zur Modulation des durch die Leckleitungsantenne 3 fließenden Gleich-Stroms I steuert.
Dann kann das Prüfmittel 8 der Steuervorrichtung 4 dazu eingerichtet werden, das Testergebnis E in Abhängigkeit des auf der Leckleitungsantenne 3 modulierten Stroms I bereitzustellen.
Weiter kann die Steuervorrichtung 4 mit einer Speise-Einrichtung (nicht gezeigt) ausgestattet werden, die dazu eingerichtet ist, einen Speisestrom SI für die Messeinrichtung 7 über die Leckleitungsantenne 3 zu der Messeinrichtung 7 zu übertragen.
In einem solchen Fall wird der steuerbare Widerstand 11 vorzugsweise dazu eingerichtet, einen zu dem Gleichspannungssignal U des HF-Detektors 10 proportionalen Ergebnis-Strom ES dem Speisestrom SI der Speise-Einrichtung auf der Leckleitungsantenne 3 zu überlagern. Dann entspricht der Ergebnisstrom ES dem Ergebnissignal ES.
Dazu zeigt 5 ein schematisches Strom-Zeit-Diagramm mit einem Ausführungsbeispiel des Stroms I auf der Leckleitungsantenne 3 gemäß der Erfindung. Der Strom I setzt sich dabei aus dem Speisestrom SI und dem Ergebnisstrom ES zusammen.
In einem solchen Fall kann das Prüfmittel 8 der Steuervorrichtung 4 dazu eingerichtet werden, das Testergebnis E in Abhängigkeit des über dem Speisestrom SI überlagerten Ergebnisstromes ES auf der Leckleitungsantenne 3 bereitzustellen.
6 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines dritten Ausführungsbeispiels der Testvorrichtung 1 gemäß der Erfindung. Das dritte Ausführungsbeispiel gemäß 6 unterscheidet sich von dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß 4 in der Ausgestaltung der Messvorrichtung 7.
Die Messvorrichtung 7 nach 6 hat ein Messmittel 10 und ein Modulationsmittel 11. Das Messmittel 10 misst den Leistungspegel L des HF-Signals HF an der Koppelstelle K. Das Modulationsmittel 11 moduliert beispielsweise den durch die Leckleitungsantenne 3 fließenden Strom I in Abhängigkeit des von dem Messmittel 10 gemessenen Leistungspegel L.
Alternativ wird das Modulationsmittel 11 dazu eingerichtet, ein NF-Signal NF in Abhängigkeit des von dem Messmittel 10 gemessenen Leistungspegels L des HF-Signals HF bereitzustellen. Zur Übertragung des bereitgestellten NF-Signals weist die Messeinrichtung 7 vorzugsweise ein Übertragungsmittel 12 auf, welches dazu eingerichtet ist, das modulierte NF-Signal NF an die Steuervorrichtung 4 über die Leckleitungsantenne 3 zu übertragen.
In 7 ist ein schematisches Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Durchführen eines Funktionstests eines Kommunikationssystems in einer Flugzeugkabine eines Flugzeuges dargestellt.
Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand des Blockschaltbildes in 7 mit Bezug auf das Blockschaltbild in 1 erläutert. Das erfindungsgemäße Verfahren gemäß 7 weist die Verfahrensschritte S1–S3 auf:
Verfahrensschritt S1:
Ein HF-Signal HF wird von einer Steuervorrichtung 4 in eine Übertragungsstrecke 2 mit zumindest einer in der Flugzeugkabine angeordneten Leckleitungsantenne 3 eingespeist, wobei das HF-Signal HF einen vorbestimmten Leistungspegel hat.
Verfahrensschritt S2:
Der Leistungspegel des HF-Signals HF wird an einer vorbestimmten Koppelstelle K der Übertragungsstrecke 2 gemessen. Die Koppelstelle K unterscheidet sich von der Einspeisestelle des HF-Signals.
Verfahrensschritt S3:
Ein von den gemessenen Leistungspegel abhängiges Ergebnissignal ES wird über die Leckleitungsantenne 3 an die Steuervorrichtung 4 zur Berechnung eines Testergebnisses E zurück übertragen.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.
Bezugszeichenliste

1: Testvorrichtung
2: Übertragungsstrecke
3: Leckleitungsantenne
4: Steuervorrichtung
5: Generierungseinrichtung
6: Übertragungseinrichtung
7: Messeinrichtung
8: Prüfmittel
9: Fehlerdetektionsmittel
10: Messmittel, HF-Detektor
11: Modulationsmittel, steuerbarer Widerstand
12: Übertragungsmittel
13: Masse
19a–19e: Leitung
A: Leistungspegel
D1: Dienstsignal
E: Testergebnis, Testergebnis-Vektor
ES: Ergebnissignal
F: Fehler
F1–F3: Frequenzband
HF: HF-Signal
I: Strom auf der Leckleitungsantenne
SI: Speisestrom
ES: Ergebnisstrom
R: Rauschsignal
SS: Sollsignal
S1–S3: Verfahrensschritt
t: Zeit

Claims

Testvorrichtung (1) zur Durchführung eines Funktionstests eines Kommunikationssystems in einer Flugzeugkabine eines Flugzeugs, mit – einer Übertragungsstrecke (2), welche zumindest eine in der Flugzeugkabine angeordnete Leckleitungsantenne (3) aufweist; – einer mit der Übertragungsstrecke (2) gekoppelten Steuervorrichtung (4) zum Einspeisen eines HF-Signals (HF) mit einem vorbestimmten Leistungspegel in die Leckleitungsantenne (3); und – zumindest einer an einer vorbestimmten Koppelstelle (K) mit der Übertragungsstrecke (2) gekoppelten Messeinrichtung (7) zum Messen des Leistungspegels des HF-Signals (HF) an der Koppelstelle (A) und zum Übertragen eines von dem gemessenen Leistungspegel abhängigen Ergebnissignals (ES) über die Leckleitungsantenne (3) an die Steuervorrichtung (4).
Testvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (4) ein Prüfmittel (8) aufweist, welches dazu eingerichtet ist, ein Testergebnis (E) in Abhängigkeit des über die Leckleitungsantenne (3) übertragenen Ergebnissignals (ES) bereitzustellen.
Testvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (4) eine Übertragungseinrichtung (6) aufweist, welche dazu geeignet ist, das HF-Signal (HF) mit dem vorbestimmten Leistungspegel in die Leckleitungsantenne (3) einzuspeisen, wobei das eingespeiste HF-Signal (HF) einen vorbestimmten durch die Leckleitungsantenne (3) fließenden Strom verursacht.
Testvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (7) ein Messmittel (10) und ein Modulations-Mittel (11) aufweist, wobei das Messmittel (10) den Leistungspegel (L) des HF-Signals (HF) an der Koppelstelle (K) misst und wobei das Modulations-Mittel (11) den durch die Leckleitungsantenne (3) fließenden Strom (I) in Abhängigkeit des von dem Messmittel (10) gemessenen Leistungspegel (L) moduliert.
Testvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (7) einen HF-Detektor (10) und einen steuerbaren Widerstand (11) aufweist, wobei der HF-Detektor (10) den Leistungspegel des HF-Signals (HF) an der Koppelstelle (K) in ein proportionales Gleichspannungssignal (U) wandelt, welches den steuerbaren Widerstand (11) zur Modulation des durch die Leckleitungsantenne (3) fließenden Stroms (1) steuert.
Testvorrichtung nach Anspruch 2 und einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Prüfmittel (8) dazu eingerichtet ist, das Testergebnis (E) in Abhängigkeit des auf der Leckleitungsantenne (3) modulierten Stroms (I) bereitzustellen.
Testvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (4) eine Speise-Einrichtung aufweist, welche dazu eingerichtet ist, einen Speisestrom (SI) für die Messeinrichtung (7) über die Leckleitungsantenne (3) an die Messeinrichtung (7) zu übertragen.
Testvorrichtung nach den Ansprüchen 5 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass der steuerbare Widerstand (11) dazu eingerichtet ist, einen zu dem Gleichspannungssignal (U) des HF-Detektors (10) proportionalen Ergebnis-Strom (ES) dem Speisestrom (SI) der Speise-Einrichtung auf der Leckleitungsantenne (3) zu überlagern.
Testvorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Prüfmittel (8) dazu eingerichtet ist, das Testergebnis (E) in Abhängigkeit des über den Speisestrom (SI) überlagerten Ergebnis-Stromes (ES) auf der Leckleitungsantenne (3) bereitzustellen.
Testvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Modulatians-Mittel (11) dazu eingerichtet ist, ein NF-Signal (NF) in Abhängigkeit des von dem Messmittel (10) gemessenen Leistungspegel (L) des HF-Signals (HF) bereitzustellen.
Testvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (7) ein Übertragungsmittel (12) aufweist, welches dazu eingerichtet ist, das modulierte NF-Signal (NF) an die Steuervorrichtung (4) über die Leckleitungsantenne (3) zu übertragen.
Testvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (7) einen Abschluss-Widerstand (11) zur HF-Terminierung aufweist oder mit einem Abschluss-Widerstand (11) zur HF-Terminierung gekoppelt ist.
Testvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsstrecke (2) ein erstes Ende (E1) und ein zweites Ende (E2) hat, wobei die Leckleitungsantenne (3) zwischen dem erstem Ende (E1) und dem zweiten Ende (E2) gekoppelt ist, wobei die Steuervorrichtung (4) mit dem ersten Ende (E1) gekoppelt ist und die Messeinrichtung (7) mit dem zweiten Ende (E2) gekoppelt ist.
Testvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Testvorrichtung (1) dazu eingerichtet ist, das Kommunikationssystem während des Betriebs des Kommunikationssystems zu testen.
verfahren zum Durchführen eines Funktionstests eines Kommunikationssystems in einer Flugzeugkabine eines Flugzeugs mit dem Schritten: – Einspeisen eines HF-Signals (HF) in eine Übertragungsstrecke (2) mit zumindest einer in der Flugzeugkabine angeordneten Leckleitungsantenne (3), wobei das HF-Signal (HP) einen vorbestimmten Leistungspegel hat; – Messen des Leistungspegels des HF-Signals (HF) an einer vorbestimmten Koppelstelle (K) der Übertragungsstrecke (2); und – Übertragen eines von dem gemessenen Leistungspegel abhängigen Ergebnissignals (ES) über die Leckleitungsantenne (3) an die Steuervorrichtung (4).