Экспериментальное исследование полосковых устройств защиты с модальным разложением

Статья в журнале

Постановка задачи: стремительное развитие радиоэлектронных средств (РЭС) сделало их компактными и функциональными, но при этом в большей степени подверженными влиянию электромагнитных воздействий (ЭМВ). Одним из опасных видов ЭМВ являются мощные сверхширокополосные (СШП) импульсные воздействия. Примечателен подход к защите от СШП воздействий, основанный на разложении воздействующего импульса в полосковых структурах. Предложенная ранее методика позволяет выполнить синтез защитных меандровых линий с асимметричным поперечным сечением с применением оригинального математического аппарата и комплекса численных методов для моделирования и оптимизации. В данной работе представлены результаты экспериментального исследования характеристик устройств защиты, разработанных с применением этой методики. Целью работы является экспериментальное исследование полосковых устройств защиты с модальным разложением. Для её достижения необходимо разработать и изготовить прототипы устройств защиты, получить их частотные и временные характеристики, а также сравнить результаты предварительного численного моделирования и измерений. Используемые методы: для вычислительного эксперимента использовано численное моделирование квазистатическим и электродинамическим подходами для сравнения результатов моделирования и измерений. Для измерения частотных характеристик (S-параметров) предложено применение векторного анализатора цепей (ВАЦ), а на их основе вычисление временных откликов на типовые помеховые воздействия. Для оценки характеристик воздействий на выходе прототипов во временной области вычислены N-нормы. Для оценки излучаемых эмиссий и восприимчивости прототипов предложено измерение частотных зависимостей S-параметров на базе четырехпортового ВАЦ и TEM-камеры и их последующий пересчёт в напряженность электрического поля и напряжения на концах прототипов. Новизна: впервые экспериментально получены временные и частотные характеристики пассивных полосковых устройств защиты с асимметричным поперечным сечением, разработанных с применением предложенной ранее методики и оригинального математического аппарата. Результаты: Разработаны и изготовлены два прототипа защитных устройств. В результате измерений в частотной области выявлен сложный многорезонансный характер частотной зависимости модуля коэффициента передачи |S21| из-за влияния отражений, что приводит к довольно малым частотам среза прототипов. В результате сравнительного анализа форм напряжения на выходе прототипов, выявлена хорошая сходимость результатов моделирования и измерений. Также в результате расчёта N-норм на основе измеренных форм напряжения выявлено существенное ослабление характеристик помеховых воздействий на выходе прототипов. Это позволяет утверждать, что изготовленные устройства обладают более высокими помехоподавляющими свойствами, чем по результатам предварительного моделирования. Анализ излучаемых эмиссий показал, что на частотах резонансов возможно формирование электромагнитного поля значительной напряженности, амплитуда которого может не соответствовать требованиям нормативных документов, что нужно учитывать при расположении вблизи устройств защиты чувствительных цепей. В результате анализа восприимчивости прототипов выявлена возможность наведения сигналов довольно высокой амплитуды на частотах резонансов.

Журнал:

• Системы управления, связи и безопасности
• Корпорация Интел Групп (Санкт-Петербург)

Библиографическая запись: Карри, С. Х. Экспериментальное исследование полосковых устройств защиты с модальным разложением [Электронный ресурс] / С. Х. Карри, З. М. Кенжегулова, Р. С. Суровцев // Системы управления, связи и безопасности. – 2023. – № 3. – С. 1-28. – DOI: 10.24412/2410-9916-2023-3-1-28

Индексируется в:

• РИНЦ ( https://elibrary.ru/item.asp?id=54508106 )
• ВАК ( https://cyberleninka.ru/article/n/eksperimentalnoe-issledovanie-poloskovyh-ustroystv-zaschity-s-modalnym-razlozheniem )