Исследование воздействия сверхширокополосных электромагнитных импульсов на кабельные коммуникации систем связи

• Автор: Курочкин, Владимир Федорович
• Шифр специальности: 05.12.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 217 с. : ил.

Глава 1. Анализ состояния вопроса и постановка задач исследования
1.1.Анализ состояния исследования воздействия СШП ЭМИ на кабельные коммуникации систем связи
1.2. Общая характеристика кабельных коммуникаций систем связи как объектов, подверженных воздействию мощных электромагнитных импульсов
1.3. Общая характеристика параметров существующих и перспективных сверхширокополосных электромагнитных импульсов
1.4.Анализ существующих методов оценки стойкости кабельных коммуникаций систем связи к воздействию СШП ЭМИ
1.5. Выводы по главе и постановка задач исследований
Глава 2. .Разработка и совершенствование методов расчета воздействия СШП ЭМИ на кабельные коммуникации систем связи
2.1. Физические основы взаимодействия сверхширокополосных электромагнитных импульсов с кабельными линиями
2.2. Разработка математических моделей воздействия импульсных электромагнитных полей на кабельные линии различной конструкции
2.3. Математическая модель взаимодействия ЭМИ ЯВ с системами кабельных линий связи
2.4. Электрофизические характеристики кабельных линий, проложенных в грунте, при воздействии СШП ЭМИ
2.5. Математические модели и алгоритмы расчета токов и напряжений в кабельных линиях с нелинейными граничными условиями
2.6. Разработка методов решения и программ расчета токов и напряжений
в кабельных линиях
2.7. Выводы по главе
Глава 3. Разработка экспериментальных методов оценки воздействия
СШП ЭМИ на кабельные коммуникации систем связи

3.1. Анализ существующей экспериментальной базы для оценки стойкости кабельных коммуникаций систем связи к воздействию СШП ЭМИ
3.2. Выбор объектов для проведения экспериментальных исследований
3.3. Выбор средств для проведения экспериментальных исследований
3.4 Разработка программ и методик экспериментальных исследований кабельных коммуникаций систем связи на воздействие СШП ЭМИ
3.5. Выводы по главе
Глава 4. Экспериментальные исследования и анализ результатов воздействия сверхширокополосных импульсов на кабельные коммуникации систем связи
4.1. Критерии оценки стойкости кабельных линий к воздействию СШП

4.2. Режимы эффективного воздействия СШП ЭМИ на кабельные линии
4.3. Экспериментальные исследования и анализ результатов воздействия СШП ЭМИ на различные кабели
4.3.1 Исследования параметров СШП ЭМИ, воздействующих на полевые кабели П-274М, П-269, П
4.3.2. Результаты экспериментальных исследований для полевых кабелей П-274М, П-269, П
4.4 Разработка требований к методам и средствам защиты кабельных коммуникаций систем связи от воздействия СШП ЭМИ
4.4.1 Анализ исходных данных при выборе защитных фильтров
4.4.2. Функциональные задачи фильтрации и критерии выбора фильтров
4.4.3. Выбор фильтров для защиты кабельных линий от воздействия СШП ЭМИ
4.5. Выводы по главе
Заключение
Литература
Приложение

В последнее десятилетие в радиотехнике произошла своеобразная революция, связанная с практическим использованием нового типа радиоволн - повторяющихся коротких сверхширокополосных электромагнитных импульсов с длительностью до 10'10 с. Спектральная плотность СШП ЭМИ распределена в интервале от сотен МГц до единиц ГГц, что и дало основание называть их сверхширокополосными. На их основе в последние годы появились новые мощные стационарные и мобильные генераторы, излучающие такие периодические и однократные сверхширокополосные электромагнитные импульсы.
По общему мнению большинства зарубежных и отечественных экспертов, электромагнитное оружие на основе излучателей СШП ЭМИ будет являться одним из главных видов оружия в 21 веке. По их мнению уже в ближайшие 10-20 лет это оружие будет иметь то же стратегическое значение, что и ядерное оружие во второй половине 20 века ввиду того, что электромагнитное оружие высокоэффективно и при этом экологически чистое, относительно гуманное, действует скрытно, направленно и мгновенно. Оно может быть эффективно использовано, как в военных, так и в криминальных целях. Мировая научная общественность активно пытается привлечь внимание политиков и правительств к появлению новой угрозы для современного общества, пронизанного информационными технологиями.
Особенностью данного типа излучения является соразмерность длительности воздействующих импульсов с длительностью рабочих импульсов, сопровождающих обработку информации. Кроме того, такие устройства обладают новыми качествами, отсутствующими у традиционных источников преднамеренных помех - сверхширокополосностью и большой амплитудой. При воздействии СШП ЭМИ на аппаратуру и оборудование систем связи в их цепях наводятся сигналы, аналогичные рабочим, что приводит к нарушению их работы. Кроме того, электронные компоненты и цепи, такие как микропроцессоры, составляющие сегодня основную часть используемых элементов, работают на все

где: К(иК2? - постоянные интегрирования, определяемые из граничных условий;
(2.34)
Ьва^^Ч- (2-35)

где: уе и 2ео - постоянная распространения и волновое сопротивление цепи «жила - металлопокров» кабеля.
2.3. Математическая модель взаимодействия ЭМИ ЯВ с системами кабельных линий связи
В предыдущих параграфах рассмотрены математические модели различных вариантов одиночных кабельных линий.
На практике, однако, чаще приходится рассматривать и иметь дело с системами кабельных линий, которые могут включать в себя несколько типов кабелей, защитные тросы, дополнительные экраны и пр. С позиции общей теории электромагнитного влияния будем рассматривать эту систему, как многопроводную (п - проводную) линию. Электромагнитные процессы, происходящие в жилах и оболочках каждой линии описываются, как было показано выше, системой телеграфных уравнений, а тросам (дополнительным экранам) присваиваем индексы с (т + 1) до п.
В тросах протекают токи которые, в свою очередь, возбуждают
напряжения и0 т+1...1/0 п относительно удаленной точки земли.
Предположим, что глубина прокладки кабеля и тросов, а также расстояние между ними, много больше их поперечных размеров, поэтому можно пренебречь эффектом близости и изменением составляющих напряжения, обусловленных токами соседних линий. Это допущение позволяет считать осесимметричным распределение тока в линиях и поле в них /38/.