Разработка излучателей сверхкоротких электромагнитных импульсов для испытаний радиотехнической аппаратуры

• Автор: Туркин, Владимир Анатольевич
• Шифр специальности: 05.12.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 175 с. : ил.

1.АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО РАЗРАБОТКЕ ИЗЛУЧАТЕЛЕЙ СВЕРХКОРОТКИХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ИМПУЛЬСОВ
1.1 Анализ структуры излучателей и генераторов сверхкоротких импульсов
напряжения
1.1.1 Искровые генераторы с маслонаполненными разрядниками
1.1.2 Искровые генераторы с газовыми разрядниками
1.1.3 Полупроводниковые генераторы
1.2 Анализ антенно-фидерных систем и методов их расчета для излучения
сверхкоротких ЭМИ
1.2.1 АФС с круговой диаграммой направленности
1.2.2 ТЕМ - рупорные направленные АФС
1.2.3 Антенны с параболическим рефлектором
1.2.4 Анализ методов расчета АФС для излучения сверхкоротких ЭМИ
1.3 Параметры излучателей сверхкоротких ЭМИ
1.3.1 Параметры зарубежных излучателей
1.3.2 Параметры отечественных излучателей
1.4 Анализ методов оценки стойкости радиотехнических систем при
электромагнитном воздействии
1.4.1 Экспериментальные методы оценки стойкости
1.4.2 Расчетно-экспериментальные методы оценки стойкости
1.5 Постановка задач и определение направлений исследований
2. ОБОСНОВАНИЕ ТРЕБОВАНИЙ К МОЩНЫМ ИЗЛУЧАТЕЛЯМ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИСПЫТАНИЙ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ НА СТОЙКОСТЬ К ВОЗДЕЙСТВИЮ СВЕРХКОРОТКИХ ЭМИ
2.1 Требования к метрологическим характеристикам излучателей
2.2 Требования к конструктивным и эксплуатационным характеристикам
излучателей электромагнитных импульсов
2.3 Выводы по разделу
3 .РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ РАСЧЕТА АНТЕННО-ФИДЕРНЫХ СИСТЕМ 39 ИЗЛУЧАТЕЛЕЙ
3.1 Аналитический метод расчета полей от бегущих волн тока
3.2 Расчет напряженности электрического поля при импульсном излучении антенны
с рефлектором
3.3 Расчет поля излучателей на основе монорупорной антенны и решетки из ТЕМрупоров
3.4 Выводы по разделу
'*4. СОЗДАНИЕ ИЗЛУЧАТЕЛЕЙ БОЛЬШОЙ МОЩНОСТИ И ИССЛЕДОВАНИЕ ИХ ХАРАКТЕРИСТИК 67.
4.1 Состав и структура созданных излучателей
4.2 Средства измерений характеристик излучателей

4.3 Экспериментальные методы определения характеристик излучателей
4.4 Результаты исследований характеристик излучателей
4.5 Выводы по разделу

5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВОЗДЕЙСТВИЯ СВЕРХКОРОТКИХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ИМПУЛЬСОВ НА РАДИОТЕХНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ
5.1 Экспериментальные исследования стойкости персональных компьютеров к воздействию сверхкоротких ЭМИ
5.1.1 Влияние параметров СК ЭМИ и условий испытаний на устойчивость ПЭВМ
5.2 Исследование распространения СК ЭМИ в помещении, здании и на открытой площадке
5.2.1 Исследование СК ЭМИ (СШП ЭМИ) в помещении
5.2.2 Исследование СК ЭМИ на открытой площадке
5.2.3 Сравнительные исследование СК импульсов различной формы
5.2.4 Исследования влияния СК импульсов при прохождении через стены и проводящие преграды >
5.3 Экспериментальные исследования воздействия СК ЭМИ на систему контроля доступа
5.4 Обоснование режимов воздействия СК ЭМИ при которых наступают сбои в элементах РТС и информационных инфраструктурах
5.5 Выводы по разделу
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАНЫХ ИСТОЧНИКОВ

Направления исследовании по проблеме ЭМИ.
^ В последние десятилетия наблюдается постоянно возрастающий интерес к
исследованию и использованию в задачах радиотехники нового типа электромагнитных волн - электромагнитных импульсов (ЭМИ) [1]. В природе источником ЭМИ являются импульсные токи, сопровождающие нестационарные природные явления - геомагнитные бури, удары молнии, электростатические разряды. В технике источниками ЭМИ являются электромагнитные поля радиопередающих и радиолокационных станций, высоковольтные линии электропередачи, импульсные электротехнические устройства [2-5]. Источником наиболее мощного ЭМИ является ядерный взрыв (ЯВ). С началом решения проблемы защиты от воздействия ЭМИ ЯВ начинались активные исследования механизмов взаимодействия ЭМИ с РЭА. Исследования стимулировались также широким распространением микроэлектроники в современных информационных системах учета, планирования и регулирования. Воздействие ЭМИ приводит к возрастанию вероятности отказов ответственных систем управления и связи.
Поэтому актуальными в этих условиях становятся проблемы защиты информационных ресурсов, оценка устойчивости гражданских объектов, обеспечение функциональной безопасности информационных и телекоммуникационных систем. Решение этих проблем

проводится по следующим основным направлениям:
1. Задание в качестве требований в нормативно-технических документах обоснованных, типизированных параметров электромагнитных факторов [6-12,22].
2. Создание и модернизация имитаторов для воспроизведения заданных в стандартах параметров электромагнитных полей ЭМИ ЯВ и сверхкоротких ЭМИ [13-14,20].
3. Разработка средств измерений [25].
4. Испытание объектов к действию электромагнитных факторов с использованием имитаторов ЭМИ [13-19,28-30].
5. Разработка методов и средств защиты [15].
6. Обеспечение электромагнитной совместимости (ЭМС) технических систем [21-27].
В нашей стране и за рубежом ведется целенаправленная работа по разработке
стандартов. Завершается работа над комплексом российских стандартов технического • регламента по ЭМС.
По оценке специалистов проблема ЭМС и устойчивость технических средств к ЭМИ выходит на ведущую позицию при разработке электронной и телекоммуникационной аппаратуры и систем на их основе [19].
* Имитаторы электромагнитного импульса ядерного взрыва. Для испытаний
радиотехнических средств на стойкость к воздействию ЭМИ ЯВ в экономически развитых странах было сооружено несколько десятков имитаторов ЭМИ ЯВ [14].

Рисунок 3.3 - Геометрия расчета к формуле (3.2.20)
.0.145,

>, ЕО,х,у,г)
| ЕЕ(с,х,у,2) <

.- 33.045,

.5,
У=1 М,ТР=10ПС

.5.6,
ВРЕМЯ, НС
Рисунок 3.4 - Сигнал поля от Г - образной антенны с рефлектором Тф=10 пс. У