羅德與施瓦茨(R&S)依托深厚的測試測量技術(shù)積淀與豐富行業(yè)實踐經(jīng)驗,深度契合低空經(jīng)濟 “制造 - 運行 - 監(jiān)管” 全鏈條核心需求,構(gòu)建起覆蓋低空航空器研發(fā)驗證與低空運行合規(guī)監(jiān)管的一體化測試測量解決方案,為行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供全方位技術(shù)支撐。
針對低空經(jīng)濟領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)挑戰(zhàn)與合規(guī)要求,羅德與施瓦茨推出以下核心測試測量解決方案:
?GNSS 衛(wèi)星導(dǎo)航定位精度測試(支持多系統(tǒng)聯(lián)合模擬、復(fù)雜動態(tài)場景仿真)
?無線射頻性能與通信可靠性測試(全面覆蓋 Wi-Fi、藍牙、蜂窩通信、衛(wèi)星通信等主流制式)
?機載天線 OTA 測試(實現(xiàn)毫米波、蜂窩通信、衛(wèi)星通信天線全維度性能驗證)
?無線設(shè)備共存及電磁兼容測試(DO-160、GB 42590標準項測試)
?動力及能源系統(tǒng)全場景測試(涵蓋高能量密度電池、分布式電推進系統(tǒng)等核心部件)
? 低空運行監(jiān)管配套測試(包括復(fù)雜電磁環(huán)境監(jiān)測、低空航路規(guī)劃效能測試

低空航空器測試測量方向概覽
1低空航空器測試方案
聚焦低空航空器核心模塊功能性能驗證與系統(tǒng)集成可靠性評估,覆蓋從設(shè)備級到系統(tǒng)級的全維度測試場景,精準匹配輕小型、中大型無人機、電動垂直起降飛行器(eVTOL)等各類機型的測試需求,有效解決現(xiàn)行標準針對性不足、場景覆蓋不全、動態(tài)評估缺失等行業(yè)痛點。
01 通信模塊功能性能測試
針對機載 Wi-Fi、藍牙、蜂窩通信(4G/5G/5G-A)、甚高頻(VHF)、機間自組網(wǎng)、數(shù)據(jù)鏈路、衛(wèi)星通信等多類型通信系統(tǒng),提供全鏈路通信可靠性與一致性性能驗證方案。
發(fā)射機測試覆蓋最大功率、雜散發(fā)射、占用帶寬(OBW)、鄰道泄漏比(ACLR)、頻率誤差、誤差矢量幅度(EVM)等核心射頻指標,支持 5.8GHz 等高頻段測試,滿足新興通信技術(shù)的頻段需求;
接收機測試重點驗證靈敏度、動態(tài)范圍、鄰道 / 非鄰道抑制比、最大輸入電平及抗電磁干擾能力,適配低空復(fù)雜電磁環(huán)境特性。
實際應(yīng)用場景測試涵蓋通信延遲、傳輸速率、切換時延、丟包率、多徑衰落影響等關(guān)鍵指標,嚴格遵循適航認證對數(shù)據(jù)鏈路的傳輸速率、時延、抗干擾、信息安全等要求,確保各類通信終端的通信完好性、可用性與連續(xù)性。

低空通信功能性能測試
02 導(dǎo)航模塊性能功能測試
以全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GNSS)為核心,融合慣性導(dǎo)航(INS)、無線電定位、視覺導(dǎo)航等輔助導(dǎo)航技術(shù),構(gòu)建全方位導(dǎo)航性能測試體系。
核心測試項包括靜態(tài) / 動態(tài)定位精度、首次定位時間(TTFF)、衛(wèi)星重捕獲時間、接收靈敏度、信號捕獲時間,以及干擾條件、多徑環(huán)境、大氣層延遲、動態(tài)衰落場景、閏秒事件等特殊工況下的導(dǎo)航完好性驗證。
方案支持北斗、GPS、Glonass、Galileo 等多系統(tǒng)聯(lián)合模擬,可通過 R&SSMW、SMBV系列矢量信號發(fā)生器實現(xiàn)硬件在環(huán)(HiL)仿真,精準復(fù)現(xiàn)復(fù)雜飛行軌跡下的導(dǎo)航場景。測試流程與判定標準嚴格契合適航相關(guān)規(guī)范,全面覆蓋各類低空航空器的導(dǎo)航模塊驗證需求。

導(dǎo)航功能性能測試
03 機載天線 OTA 測試
針對多類型機載終端配套天線,提供從輻射性能測試到實際應(yīng)用場景驗證的全流程解決方案。
輻射性能測試覆蓋等效全向輻射功率(EIRP)、總輻射功率(TRP)、等效全向靈敏度(EIS)、總?cè)蜢`敏度(TIS),以及天線輻射方向性、波束寬度、旁瓣特性、波束賦形精度等關(guān)鍵指標;
實際應(yīng)用性能測試包括帶內(nèi)發(fā)射特性、輸出功率限制、發(fā)射信號質(zhì)量、OTA 接收機靈敏度功率電平、鄰道選擇性等。
方案采用緊縮場與近場測試數(shù)據(jù)比對方法,精準模擬實機安裝環(huán)境下的天線性能表現(xiàn),有效解決單體天線測試與整機實際工作性能脫節(jié)的行業(yè)難題。測試方案符合國際國內(nèi)相關(guān)標準規(guī)范,支持衛(wèi)星導(dǎo)航、蜂窩通信等多類型天線的一體化驗證。

機載天線OTA測試典型配置
04 多終端系統(tǒng)頻譜共存性測試
針對機載 GNSS、4G/5G 信號、Wi-Fi、藍牙等多系統(tǒng)集成場景,開展干擾耐受能力與頻譜共存性能測試,解決異系統(tǒng)頻率復(fù)用導(dǎo)致的干擾問題。
核心測試項包括鄰道泄漏比(ACLR)、鄰道功率比(ACPR)、誤碼率(BER)、誤包率(PER)、吞吐量、傳輸時延、信號抖動、丟包率、未確認數(shù)據(jù)包重傳請求等,重點驗證不同系統(tǒng)信號共存時的相互干擾影響,以及設(shè)備受干擾失效時對航空器整機功能的影響程度。
方案可模擬 3700-3980MHz(5G 頻段)與 4200-4400MHz(無線電高度表頻段)等相鄰頻段的干擾場景,測試頻率相關(guān)抑制(FDR)、信號干擾比(SIR)等關(guān)鍵指標。
參考 ANSI C63.27 標準,通過復(fù)現(xiàn) 4G 與藍牙共存、Wi-Fi 與衛(wèi)星通信協(xié)同等實際場景,確保多系統(tǒng)同時運行時的通信穩(wěn)定性與導(dǎo)航可靠性。

無線電高度表與5G頻譜共存性測試
05 多終端系統(tǒng)電磁兼容性測試
依據(jù) GB 42590《民用無人駕駛航空器系統(tǒng)電磁兼容性要求和試驗方法》、RTCA DO-160《機載設(shè)備環(huán)境條件和試驗程序》等標準,構(gòu)建覆蓋設(shè)備級與系統(tǒng)級的電磁兼容(EMC)測試體系,彌補現(xiàn)行標準對低空航空器針對性不足的短板。
測試內(nèi)容包括輻射發(fā)射、傳導(dǎo)發(fā)射、輻射抗擾度、傳導(dǎo)抗擾度等核心項目,重點模擬地面無線電發(fā)射設(shè)備、高壓輸電線、工業(yè)電磁設(shè)備、5G 基站、物聯(lián)網(wǎng)(IoT)設(shè)備等新型干擾源的影響。
方案支持動態(tài)測試場景,通過模擬航空器懸停、爬升、高速飛行等不同運行狀態(tài),真實反映動態(tài)電磁環(huán)境下的設(shè)備抗干擾性能。
針對中大型無人機,優(yōu)化試驗設(shè)施配置,實現(xiàn)從單個部件(如飛行控制系統(tǒng)、核心傳感器)到整機系統(tǒng)的全層級 EMC 驗證,有效規(guī)避因系統(tǒng)集成導(dǎo)致的電磁干擾隱患,確保航空器在復(fù)雜低空電磁環(huán)境中的運行安全。

電磁兼容性測試典型配置
06 動力、能源系統(tǒng)及機載總線協(xié)議 功能性能測試
聚焦高能量密度電池、分布式電推進系統(tǒng)、數(shù)據(jù)總線等核心部件,開展全生命周期能源性能與安全可靠性測試。核心測試項包括電機及電機驅(qū)動器功率損耗測量、諧波分析、動態(tài)性能分析等,數(shù)據(jù)總線的協(xié)議內(nèi)容解析及信號完整性分析,電池容量、放電特性、充放電循環(huán)壽命、不同工況下的功耗分布,涵蓋休眠模式、常規(guī)工作模式、峰值運行模式等多場景電流電壓動態(tài)監(jiān)測。
通過高精度電池模擬器、功率分析儀、負載等驗證電池的容量、充放電特性、充放電循環(huán)壽命等;對電驅(qū)動系統(tǒng)也即動力系統(tǒng)的效率、損耗、諧波、動態(tài)性能及耐久性進行分析;量化動力系統(tǒng)、飛控系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、載荷系統(tǒng)等的能量分布,記錄起飛、懸停、巡航、加速、降落等典型工況的功率數(shù)據(jù),涵蓋休眠、常規(guī)工作模式、峰值運行等模式,計算各個模塊的功率分布、能量消耗、效率等參數(shù),優(yōu)化電池容量配置,延長續(xù)航時間,識別功耗異常模塊,提升系統(tǒng)效率,驗證設(shè)計方案合理性,為能量管理策略提供數(shù)據(jù)支持。通過示波器對功率器件開關(guān)行為進行信號分析,以確定開關(guān)損耗與熱耗散,檢測柵極驅(qū)動的最大性能,并根據(jù)柵極電阻評估理想的電壓梯度,使用高分辨率分析控制信號,用于驗證驅(qū)動器的超快關(guān)斷響應(yīng),并確定微控制器MCU的延遲、傳感與控制精度等。通過示波器解碼功能對航空類總線如ARINC 429、MIL-STD-1553協(xié)議數(shù)據(jù)進行分析,以及使用示波器抖動分析和眼圖功能對高速數(shù)據(jù)總線如IEEE1394進行信號完整性分析。
測試數(shù)據(jù)可通過專用軟件實現(xiàn)實時記錄與智能分析,自動生成電池性能曲線與壽命評估報告,確保動力系統(tǒng)滿足低空飛行的續(xù)航需求與安全冗余設(shè)計要求,為物流配送、載人運輸?shù)乳L時運行場景的應(yīng)用提供技術(shù)支撐。

動力、能源系統(tǒng)及機載總線協(xié)議功能性能測試
2低空運行監(jiān)管測試方案
針對低空運行 “障礙物密集、多徑效應(yīng)顯著、電磁環(huán)境復(fù)雜” 的場景特征與范式變化,構(gòu)建覆蓋電磁環(huán)境監(jiān)測、航路規(guī)劃測試、合規(guī)性監(jiān)管的全流程解決方案,為低空交通管理與運行安全提供數(shù)據(jù)支撐與技術(shù)保障。
01 低空運行復(fù)雜電磁環(huán)境監(jiān)測與回放
本方案構(gòu)建“外場信號采集 - 專業(yè)信號處理 - 實驗室場景回放”全流程閉環(huán)式頻譜監(jiān)測體系,重點覆蓋1430MHz—1444MHz、2400MHz—2476MHz、5725MHz—5829MHz等低空航空器核心工作頻段,實現(xiàn)全時段、不間斷的持續(xù)監(jiān)測,為低空空域管理與安全防控提供堅實技術(shù)支撐。
在硬件配置上,方案搭載超寬帶監(jiān)測接收機、便攜式監(jiān)測接收機、掃頻儀等業(yè)界領(lǐng)先的核心設(shè)備,搭配高增益定向天線、全向監(jiān)測天線組成的專業(yè)配套天線組,形成多設(shè)備協(xié)同、多維度覆蓋的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。該硬件系統(tǒng)可精準完成低空航空器在用信號的保護性監(jiān)測,同時具備干擾信號的快速搜索與精準定位能力,能有效識別并深度解析多種主流調(diào)制類型的信號特征,精準提取5G NR同步信號塊(SSB)周期、帶寬、子載波間隔等關(guān)鍵技術(shù)參數(shù),為信號屬性判定與設(shè)備類型識別提供核心數(shù)據(jù)支撐。
為保障監(jiān)測數(shù)據(jù)的完整性與可追溯性,方案引入寬帶I/Q記錄儀,實現(xiàn)真實電磁環(huán)境下頻譜數(shù)據(jù)的高速捕獲、無損傳輸與大容量存儲,有效留存復(fù)雜場景下的原始信號數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié),依托專業(yè)信號分析軟件完成數(shù)據(jù)篩選、編輯、特征提取與深度分析,精準剝離有效信號與干擾信號。同時,方案支持利用SMW、SMBV系列矢量信號發(fā)生器及配套設(shè)備,在實驗室環(huán)境中完成復(fù)雜電磁場景的精準復(fù)現(xiàn)與回放,可模擬不同干擾強度、不同信號疊加的真實場景,為干擾排查、設(shè)備性能測試與頻譜資源優(yōu)化管理提供可追溯、可復(fù)現(xiàn)的權(quán)威測試依據(jù)。
此外,監(jiān)測方案具備強大的多維度數(shù)據(jù)融合分析能力,通過整合射頻頻譜數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)信令數(shù)據(jù)、干擾源位置信息、時空關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)等多類型數(shù)據(jù)資源,構(gòu)建全鏈條分析體系,實現(xiàn)從信號探測、特征識別、參數(shù)提取到協(xié)議解碼的全流程深度分析,可快速完成信號溯源、干擾定位與風險評估,大幅提升低空頻譜管理的智能化水平與應(yīng)急處置效率。

低空復(fù)雜電磁環(huán)境采集與回放
02 低空運行航路規(guī)劃測試及監(jiān)測
基于移動網(wǎng)絡(luò)與頻譜聯(lián)合分析系統(tǒng),聚焦低空航路規(guī)劃全流程電磁環(huán)境保障,通過多維度數(shù)據(jù)整合建模、全場景差異化測試及先進設(shè)備動態(tài)監(jiān)測驗證,實現(xiàn)數(shù)據(jù)輸出與可視化呈現(xiàn),支持生成運行區(qū)域高強度輻射場(HIRF)分布圖,為低空飛行路徑安全、風險規(guī)避及交通管理賦能提供量化支撐。
方案依托先進設(shè)備強化動態(tài)監(jiān)測與驗證,整合多維度關(guān)鍵數(shù)據(jù)構(gòu)建電磁環(huán)境分析:采用超寬帶掃頻儀、監(jiān)測接收機等配套,多制式并行測量,精準捕獲微弱及干擾信號,全程動態(tài)跟蹤信號強度、頻率占用度等關(guān)鍵參數(shù);通過多節(jié)點協(xié)同監(jiān)測,實時驗證航空器起飛、巡航、降落階段抗干擾性能,保障核心系統(tǒng)在電磁環(huán)境突變時穩(wěn)定運行。精準采集并解析10 MHz至53GHz及擴展頻段各類發(fā)射源的工作頻率、經(jīng)緯度、發(fā)射功率、調(diào)制方式等核心參數(shù);融入適配不同地形與頻段的無線電波傳播損耗模型,考量路徑衰減、地形遮擋等自然傳播影響;結(jié)合航空器電磁耐受度標準,明確各機型通信、導(dǎo)航、飛控等關(guān)鍵系統(tǒng)干擾閾值。通過多數(shù)據(jù)交叉運算,劃定電磁干擾規(guī)避區(qū)域,量化航空器與高功率發(fā)射源安全間距,保障飛行路徑與風險源合規(guī)隔離。
測試覆蓋多場景地形與電磁特性:針對大城市(高樓密集、信號復(fù)雜)、偏遠山區(qū)(地形起伏、覆蓋不均)、沿海(鹽霧環(huán)境、反射明顯)等開展差異化測試,捕捉頻譜規(guī)律;模擬建筑物遮擋、山谷反射等復(fù)雜場景,驗證航路通信鏈路可靠性(信號穩(wěn)定性、誤碼率)與導(dǎo)航精度(GNSS定位誤差、授時偏移),全面排查電磁干擾隱患。
測試數(shù)據(jù)兼容性強、實用價值高,賦能低空交通管理:頻譜數(shù)據(jù)、干擾報告、HIRF圖譜等可無縫對接低空交通管理平臺,為航路優(yōu)化、飛行審批、空域調(diào)配提供量化依據(jù);借助相關(guān)軟件實現(xiàn)結(jié)果圖表化呈現(xiàn),助力管理部門快速掌握空域電磁態(tài)勢,保障航空器合規(guī)安全運行。

低空外場路測及監(jiān)測
羅德與施瓦茨業(yè)務(wù)涵蓋測試測量、技術(shù)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)安全,致力于打造一個更加安全、互聯(lián)的世界。成立 90 多年來,羅德與施瓦茨作為全球科技集團,通過發(fā)展尖端技術(shù),不斷突破技術(shù)界限。公司領(lǐng)先的產(chǎn)品和解決方案賦能眾多行業(yè)客戶,助其獲得數(shù)字技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)力。羅德與施瓦茨總部位于德國慕尼黑,作為一家私有企業(yè),公司在全球范圍內(nèi)獨立、長期、可持續(xù)地開展業(yè)務(wù)。
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原文標題:【行業(yè)方案】R&S低空經(jīng)濟全場景測試測量解決方案簡介
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