Теоретические и экспериментальные методы оценки устойчивости терминалов к воздействию сверхширокополосных электромагнитных импульсов

• Автор: Акбашев, Беслан Борисович
• Шифр специальности: 05.12.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 159 с. : ил.

Список принятых сокращений
# Введение
1. Анализ состояния проблемы и выбор направлений исследований устойчивости СКД телекоммуникационных систем к воздействию СШП ЭМИ
1.1. Телекоммуникационные системы на основе документов нового
поколения
1.2. Документы со встроенным чипом
1.3. Актуальность проблемы и методический подход к ее решению
1.4. Методы и средства обеспечения устойчивости УТК к СШП ЭМИ27
1.5. Состояние работ по разработке международного стандарта по
устойчивости технических систем к СШП ЭМИ
1.6. Выбор направлений исследований и постановка задач
2. Совершенствование расчетно-экспериментальных методов оценки
1 * устойчивости СКД к воздействию СШП ЭМИ
2.1. СШП и системы контроля доступа
2.2. Общая характеристика систем контроля доступа как объектов,
подверженных воздействию сверхширокополосных электромагнитных импульсов (СШП ЭМИ)
2.3. Анализ параметров существующих генераторов СШП ЭМИ и
перспективных разработок
2.4. Разработка и совершенствование методов расчета воздействия
СШП-ЭМИ на элементы СКД
2.5. Физико-математическая модель процесса взаимодействия
электромагнитного поля с системой проводников
2.6. Расчет токов для модельной геометрии
2.7. Эффективность поражающего действия СШП ЭМИ различных
источников на технические средства
1 * 2.8. Экспериментальные данные по воздействию СШП-ЭМИ на
оборудование систем контроля доступа
Выводы
3. Разработка расчетных методов оценки эффективности экранирования терминалов СКД
3.1. Эффективность электромагнитного экранирования
3.2. Влияние отверстий и щелей на целостность экранирования
3.3. Эффективность экранирования экрана с отверстиями
Выводы
4. Методы и средства экспериментальных исследований
4.1. Генерирование сигналов СШП ЭМИ
4.2. Антенно-фидерные системы СШП ЭМИ
4.3. Параметры СШП излучателей, разработанных в России и за
рубежом
4.4. Средства регистрации измерения СШП ЭМИ
4.5. Экранированная камера для проведения экспериментальных
исследований
4.6. Расчётная оценка экранирующих свойств камеры
4.7. Расчёт формы сигнала СШП ЭМИ, прошедшего через отверстие в экране
4.8. Методика расчёта формы прошедшего сигнала
4.9. Экспериментальные исследования
4.10. Воздействие СШП ЭМИ на СКД
4.11. Разработка рекомендаций по обеспечению устойчивости СКД
телекоммуникаций к воздействию СШП ЭМИ
Выводы
Заключение
Список использованных источников
Приложение
ПРОТОКОЛ ИСПЫТАНИЙ
Список принятых сокращений
АРМ - автоматизированное рабочее место
АФС - антенно-фидерные системы
БД - база данных
ВС - вычислительные сети
ВОЛС - волоконно-оптические линии связи
ЛВС - локальная вычислительная сеть
МЭК - Международная электротехническая комиссия
МЭМИ - мощный электромагнитный импульс
НИУ - научно-исследовательское учреждение
ПК - персональный компьютер
ПС - помехообразующая система
РЭА - радиоэлектронная аппаратура
РЭС - радиоэлектронное средство
СКД - система контроля доступа
СШП ЭМИ - сверхширокополосный электромагнитный импульс
ТК - телекоммуникации
ТКС - телекоммуникационные системы
ТС - техническое средство
УП ЭМИ - узкополосный электромагнитный импульс УТК - устройство телекоммуникаций ЭМИ - электромагнитный импульс ЭМИ БП - ЭМИ большой мощности
ЭМИ ВЯВ - электромагнитный импульс высотного ядерного взрыва
ЭМП - электромагнитной поле
ЭМС - электромагнитная совместимость
ЭЦП - электронная цифровая подпись
Квазистатическое приближение
Если размеры объекта много меньше рассматриваемых длин волн, оценка вносимого в электромагнитное поле возмущения возможна с использованием квазистатического приближения. При этом объект может быть описан моделью с сосредоточенными параметрами или с помощью его тензора поляризуемости. В нашем случае данный подход может быть использован лишь для грубой оценки наводок на антенну, работающую в более высоком частотном диапазоне.
В общем случае необходимо использовать методы, основанные на решении уравнений Максвелла (либо уравнений для скалярного и векторного потенциалов) в трехмерной постановке.
Конечно-разностные методы
Численные методы, основанные на конечно-разностном подходе, наиболее широко применимы для решения дифференциальных уравнений Максвелла [102]. Однако за их универсальность приходится расплачиваться необходимостью дискретизации всего расчетного объема. С учетом того, что шаг разбиения должен быть на порядок меньше минимальной длины волны, количество вычисляемых переменных и требуемый объем оперативной памяти растут пропорционально третьей степени граничной частоты в спектре импульса. Кроме того, применение явной по времени разностной схемы для гиперболической системы уравнений накладывает жесткое условие на соотношение шагов по пространственным и временным координатам (условие Куранта), вследствие чего с увеличением V время счета на одном и том же временном интервале растет как V4. Разумеется, конечно-разностные методы незаменимы в случае, если окружающая среда или объект неоднородны, или параметры среды изменяются со временем. Однако при решении задачи дифракции на проводящем объекте, находящемся в однородной среде, эти возможности метода не используются. Недостатком рассматриваемого метода при моделировании протяженных объектов является необходимость задания условий излучения в качестве граничных условий, что приводит к дискретизации особенно больших объемов и слишком высоким (по сравнению с размерами задачи) требованиям к оперативной памяти. Кроме того, при моделировании сложных проволочных объектов с различным направлением проволок для сохранения точности аппроксимации геометрии приходится уменьшать пространственный шаг, либо использовать криволинейные координаты.