Разработка методов оценки стойкости телекоммуникационных систем к воздействию сверхширокополосных электромагнитных импульсов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.12.13, кандидат технических наук Ведмидский, Александр Александрович

  • Ведмидский, Александр Александрович
  • кандидат технических науккандидат технических наук
  • 2003, МоскваМосква
  • Специальность ВАК РФ05.12.13
  • Количество страниц 180
Ведмидский, Александр Александрович. Разработка методов оценки стойкости телекоммуникационных систем к воздействию сверхширокополосных электромагнитных импульсов: дис. кандидат технических наук: 05.12.13 - Системы, сети и устройства телекоммуникаций. Москва. 2003. 180 с.

Оглавление диссертации кандидат технических наук Ведмидский, Александр Александрович

ВВЕДЕНИЕ

СОДЕРЖАНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ

ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Общая характеристика телекоммуникационных систем как объектов, подверженных воздействию электромагнитных излучений.

1.2 Эффективность поражающего действия электромагнитных импульсов различных источников.

1.3. Анализ параметров существующих генераторов СШП ЭМИ и перспективных разработок.

1.4. Анализ существующих методов оценки воздействия СШП ЭМИ на элементы ТКС.

1.5 Анализ существующих методов и средств защиты ТКС от воздействия СШП ЭМИ.

1.6 Выводы по главе и постановка задач исследований.

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОРАЖАЮЩЕГО ДЕЙСТВИЯ СШП

ЭМИ НА ТКС И ЕЕ ЭЛЕМЕНТЫ.

2.1 Характеристика поражающего действия СШП ЭМИ на системы проводников.

2.2 Анализ воздействия СШП ЭМИ на антенны и фидерные линии.

2.3 Физические основы взаимодействия СШП ЭМИ с кабельными и проводными соединениями.

2.4 Исследование взаимодействия СШП ЭМИ с экранирующими конструкциями.

2.5 Выводы по главе.

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ

ОЦЕНКИ ВОЗДЕЙСТВИЯ СШП ЭМИ НА ТКС И ЕЕ ЭЛЕМЕНТЫ.

3.1 Математическая модель и программа расчета воздействия СШП

ЭМИ на системы проводников.

3.2. Математические модели и программа расчета воздействия СШП ЭМИ на кабельные линии.

3.3. Математические модели воздействия СШП ЭМИ на антенны

3.4. Математическая модель экранирования СШП ЭМИ.

3.5 Выводы по главе.

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ

СТОЙКОСТИ ТКС К СШП ЭМИ.

4.1. Обобщенные данные по ожидаемым уровням воздействия СШП ЭМИ на элементы ТКС.

4.1.1. Уровни воздействия СШП ЭМИ на системы проводников.

4.1.2. Максимальная энергия ЭМИ, проникающая через апертурные антенны ТКС.

4.1.3. Наводки во вспомогательных штыревых антеннах.

4.1.4. Токи и напряжения, наводимые ЭМИ в кабелях сопряжения.

4.1.5. Наводки в межаппаратных кабелях.

4.1.6. Ослабление СШП ЭМИ экранами.

4.2 Анализ эффективности действия существующих и перспективных средств защиты.

4.3 Разработка требований к средствам защиты телекоммуникаций от воздействия СШП ЭМИ.

4.4 Выводы по главе.

Рекомендованный список диссертаций по специальности «Системы, сети и устройства телекоммуникаций», 05.12.13 шифр ВАК

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка методов оценки стойкости телекоммуникационных систем к воздействию сверхширокополосных электромагнитных импульсов»

Современные телекоммуникационные системы все в большей степени оснащаются электронными системами управления, микропроцессорными устройствами, чувствительными к электромагнитным воздействиям. Повышение степени интеграции элементной базы электроники, и, как следствие, снижение электрической прочности отдельных компонентов аппаратуры приводит к повышению уязвимости телекоммуникационных систем к воздействию электромагнитных факторов различного происхождения.

С другой стороны, средства электромагнитного поражения радиоэлектронной техники также совершенствуются, создаются поражающие средства воздействия на системы связи нового типа. Так в последние годы появились новые стационарные и подвижные генераторы, излучающие периодические и однократные сверхширокополосные электромагнитные импульсы (СШП ЭМИ). Такие устройства обладают новыми качествами, отсутствующими у традиционных источников преднамеренных помех - сверхширокополосно-стью и большой амплитудой. Одной из возможных областей применения таких излучателей является дистанционное поражение электронных компонентов телекоммуникационных (ТКС), информационно-управляющих систем различного назначения, технических средств связи. Уровни плотности потоков электромагнитного излучения этих генераторов таковы, что могут приводить к нарушению работоспособности радиоэлектронной аппаратуры, а в ряде случаев, к необратимым изменениям ее параметров. Кроме того, электронные компоненты и цепи, такие как микропроцессоры, составляющие сегодня основную часть используемых элементов, работают на все более высоких частотах и низких напряжениях и, таким образом, становятся все более восприимчивы к СШП ЭМИ.

Данные тенденции в развитии генераторов сверхмощных электромагнитных полей обуславливают необходимость проведения исследований, направленных на обеспечение стойкости телекоммуникационных систем к различного рода электромагнитным воздействиям.

О перспективности средств электромагнитного поражения можно также судить хотя бы по тому, что в США в начале 90-х годов научно-техническое направление создания ЭМИ-оружия было выделено как самостоятельное и включено в перечень наиболее важных военных технологий. В связи с этим в настоящее время вступило в действие новое положение национальных и международных стандартов, в которых установлены более жесткие требования по безопасности и стойкости изделий, аппаратуры и оборудования (технических средств) при воздействии электромагнитных факторов природного и техногенного происхождения. Новые параметры воздействующих электромагнитных полей существенно отличаются от действующих ранее как по амплитудным, так и по временным характеристикам. Увеличены в 2-3 раза амплитуды напряженностей полей с длительностью фронта до нескольких долей не. Кроме того, невозможность учета всех факторов, влияющих на поражающее действие СШП ЭМИ, сложность современных телекоммуникационных систем затрудняют получение достоверной информации о степени поражения систем и механизмах поражения с применением расчетных методов.

С учетом изложенного следует, что в настоящее время преднамеренные сверхширокополосные электромагнитные помехи являются новой серьезной угрозой для телекоммуникационных систем. Тем более, что зависимость общества от компьютерных систем за последнее десятилетие быстро возросла, и восприимчивость этих электронных систем к СШП ЭМИ помехам стремительно растет.

Такое качественное переоснащение отечественных телекоммуникационных систем и систем связи современной компьютерной техникой, повышение требований по стойкости к действию различных электромагнитных полей радиоэлектронной аппаратуры приводит к тому, что в современных условиях проблема воздействия электромагнитных импульсов на ТКС и средства связи и управления становится одной из ключевых.

Преднамеренная ЭМ помеха опасна еще и тем, что она может создаваться тайно, анонимно и на большом удалении от поражаемого объекта. Она может поразить большое число целей и не оставлять никаких следов. Поэтому, особенно актуально, на настоящий момент, стоит вопрос о защите ТКС от воздействия сверхширокополосных ЭМИ, при котором снижается эффективность применяемых защитных устройств, усиливается проникновение электромагнитных полей через неоднородности в корпусах и увеличиваются амплитуды наведенных токов и напряжений на выходах высокочастотных антенно-фидерных устройств , кабелей и проводов, расположенных вне экранов или имеющие плетеные и витые экраны, что приводит к ложным срабатываниям или катастрофическим отказам аппаратуры [1-8, 29, 31, 32, 37, 40, 106, 107].

Сегодня СШП ЭМИ является очень слабо изученным поражающим фактором, способным выводить из строя современные системы связи и управления [35].

В связи с этим, важным этапом при решении задач, направленных на обеспечение стойкости телекоммуникационных систем к действию электромагнитных факторов, является проведение исследований с использованием математических моделей взаимодействия СШП ЭМИ с элементами ТКС. Для проведения исследований воздействия СШП ЭМИ на ТКС необходима соответствующая система исходных данных, полученная на основе анализа перспективных характеристик генераторов СШП ЭМИ и существующих методов оценки их воздействия на элементы ТКС.

Проблеме исследования воздействия СШП ЭМИ на радиоэлектронные системы и разработке мер по их защите посвящены работы целого ряда известных отечественных и зарубежных ученых: Синий Jl.JL, Соколов A.A., Фортов В.Е., Баум К.И., Радаски У.Ф., Мырова Л.О. и других.

Наряду с значительными достижениями в области обеспечения стойкости телекоммуникационных систем существующие методы оценки воздействия импульсных электромагнитных полей (ЭМП) не позволяют проводить достоверную оценку воздействия СШП ЭМИ на ТКС. Это в значительной мере обусловлено отсутствием совершенных методов расчета воздействия СШП ЭМИ на элементы РЭА и несовершенством метрологического обеспечения измерений в этих диапазонах. Поэтому исходные данные по амплитудно-временным параметрам СШП ЭМИ в работе получены из анализа известных характеристик генераторов СШП ЭМИ, средств измерений и эталонов электромагнитных полей субнаносекундного диапазона.

Следовательно, задача разработки и совершенствования методов оценки, средств определения характеристик СШП ЭМИ и результатов его воздействия на телекоммуникационные системы, а также разработка и уточнение требований к средствам защиты, является в настоящее время особенно актуальной. Кроме того, следует отметить, что подкомитетом 77с МЭК ведется разработка международных стандартов по СШП ЭМИ, которая в настоящее время находится в стадии подготовки рабочего проекта. Это еще раз подтверждает актуальность поставленной задачи.

Таким образом, актуальность поставленной задачи определяется: необходимостью создания и совершенствования систем телекоммуникаций, соответствующих современным требованиям, предъявляемым к их надежности и стойкости в условиях воздействия СШП ЭМИ; слабой теоретической и экспериментальной изученностью воздействия наносекундных электромагнитных полей на ТКС и ее элементы; отсутствием в полном объеме технических средств защиты оборудования и кабельных сетей ТКС от наносекундных ЭМИ и экспериментальных данных по эффективности применения существующих средств защиты.

С учетом изложенного целью работы является исследование, разработка и совершенствование методов оценки воздействия СШП ЭМИ на ТКС и научно-обоснованных требований к средствам их защиты.

Поставленная цель достигается решением следующих задач: 1. Теоретические исследования воздействия сверхширокополосных электромагнитных полей на ТКС и ее элементы.

2. Разработка методов оценки воздействия сверхширокополосных электромагнитных полей на ТКС и ее элементы.

3. Разработка математических моделей и программ расчета воздействия сверхширокополосных электромагнитных полей на ТКС и ее элементы.

4. Разработка рекомендаций по методам и средствам защиты ТКС от воздействия сверхширокополосных электромагнитных полей.

На защиту выносятся:

Методы оценки воздействия СШП ЭМИ на ТКС и ее элементы.

Математические модели, описывающие воздействие СШП ЭМИ на элементы ТКС (кабельные линии, антенны, экраны) и разработанные на их основе программы расчета.

Результаты теоретических оценок воздействия СШП ЭМИ на элементы ТКС.

Методы защиты ТКС от поражающего действия СШП ЭМИ. Научная новизна работы заключается: в исследовании поражающего действия СШП ЭМИ на ТКС и ее элементы; в разработке и совершенствовании методов расчета воздействия наносекунд ных СШП ЭМИ на ТКС и ее элементы; в разработке математических моделей и программ расчета воздействия

СШП ЭМИ на элементы ТКС (кабельные линии, антенны, экраны); в получении новых данных по устойчивости элементов ТКС к воздействию СШП ЭМИ и разработке научно-обоснованных требований к методам и средствам защиты; в результатах теоретических и экспериментальных исследований эффективности работы существующих и перспективных средств защиты в нано-секундном временном диапазоне;

Практическая значимость работы состоит: • в разработке расчетных методик и прикладных программ по оценке поражающего действия наносекундных СШП ЭМИ на элементы телекоммуникационных систем (кабельные линии, антенны, экраны); в результатах исследований эффективности средств защиты при воздействии наносекундных импульсных перенапряжений; в разработке рекомендаций по защите элементов ТКС от токов и напряжений, генерируемых наносекундными ЭМИ.

Достоверность научных положений и выводов обеспечивается: корректностью использования математического аппарата и математической статистики, теории испытаний и измерений; апробацией и публикациями основных результатов исследований; проверкой соответствия теоретических результатов по исследуемой проблеме экспериментальным данным; проведением сопоставительного анализа с данными других исследований.

Реализация и внедрение научных результатов диссертации . Основные теоретические и практические результаты работы реализованы при выполнении ряда НИОКР при непосредственном участии автора.

Разработанные методики, программы, конкретные технические решения внедрены при разработке стойких к воздействию СШП ЭМИ ряда ТКС и систем связи, а также при разработке технических заданий на создание ТКС и средств связи специального назначения. Апробация работы.

Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на международных научно-технических конференциях: XIII НТК по защите сооружений от поражающего действия ЭМИ, М., 2000 г.; "Системные проблемы качества, математического моделирования и информационных технологий", Сочи, 2002 г. и 2003 г., 7-ой Российской научно-технической конференции по "Электромагнитной совместимости технических средств и биологических объектов", С-Петербург , 2002г.

Похожие диссертационные работы по специальности «Системы, сети и устройства телекоммуникаций», 05.12.13 шифр ВАК

Заключение диссертации по теме «Системы, сети и устройства телекоммуникаций», Ведмидский, Александр Александрович

4.4. Выводы по главе

1. На основании разработанных методов расчета воздействия СШП ЭМИ на элементы ТКС проведена количественная оценка их стойкости к воздействию ЭМИ с анализом и обобщением полученных результатов.

В части апертурных антенн проведенные оценки показывают, что максимальная энергия ЭМИ, проникающие через антенны сантиметрового диапазона, составляет по порядку величины 10~7.10"9Дж и представляет значительную опасность для ГГПУ. Для больших антенн дециметрового диапазона целесообразно проводить более детальный анализ уровня стойкости ППУ и вероятности их повреждения с учетом пространственной избирательности антенн. Установлено, что вспомогательные штыревые антенны, если они имеются в составе станции, воспринимают значительно меньшую энергию СШП ЭМИ, поэтому подключенные к ним устройства не нуждаются в защите.

На основании разработанных методов расчета показано, что наводки в неэкранированных кабелях могут достигать величины единиц киловольт при большой скорости (крутизне) нарастания, что значительно превышает импульсную электрическую прочность этих линий. Рекомендовано использование для межаппаратных соединений и линий сопряжения экранированных марок кабелей. Наводки от СШП ЭМИ в экранированных кабелях сопряжения могут достигать величины одной - двух сотен вольт. Исходя из этого, необходимо входы кабелей сопряжения защищать каскадными схемами защиты (первая ступень - разрядники, вторая - диодно-стабилитронные ограничители), а в ряде случаев необходима защита межкузовных цепей, где достаточно использование одноступенчатых диодно - стабилитронных схем защиты.

Результаты теоретических оценок уровней полей, проникающих в экраны, свидетельствуют, что внутренние поля ЭМИ, обусловленные диффузией через стенки, могут составить около 10~2 А/м; поля, проникающие через окна, могут достичь величин в единицы и десятки А/м , в то время как поля, создаваемые токами, заносимыми по вводным кабельным устройствам, могут достигать сотен А/м. Таким образом, опасность представляют поля, проникающие через окна, и еще более - заносимые через вводные устройства. Поэтому необходимо уделять особое внимание защите отверстий, устройству кабельных вводов. Разработаны конкретные рекомендации по улучшению экранировки кузовов.

2. Проведен анализ эффективности существующих и перспективных средств защиты слаботочного оборудования систем телекоммуникаций при воздействии наносекундных импульсных перенапряжений. Получены динамические напряжения срабатывания защитных устройств в диапазоне изменения скорости нарастания напряжения, характерном для СШП ЭМИ.

3. В результате проведённых исследований газонаполненных разрядников (ГЗР) установлено что:

- значения динамических напряжений срабатывания разрядников в 3-10 раз превышают их статические напряжения срабатывания;

- относительный разброс значений динамического напряжения срабатывания ГЗР сильно отличается для различных типов разрядников и достигает 50%, причём абсолютная величина разброса динамического напряжения срабатывания имеет тенденцию к резкому увеличению с повышением скорости нарастания воздействующего напряжения;

- увеличение динамического напряжения срабатывания ГЗР при увеличении скорости нарастания воздействующего напряжения, а также значительный разброс его значений для различных экземпляров однотипных ГЗР может отрицательно влиять на надёжность и селективность защиты чувствительной аппаратуры от воздействия напряжений, наводимых СШП ЭМИ. Ото обстоятельство необходимо учитывать при разработке мероприятий по защите аппаратуры ТКС, управления и автоматики от поражающего действия СШП ЭМИ.

4. Результаты выполненных теоретических и экспериментальных исследований показали, что наилучшими динамическими характеристиками в заданном временном диапазоне обладают устройства защиты на базе оксидно-цинковых резисторов. Исследования вольт-секундных характеристик перспективных средств защиты ОПНС-0.22-0.4 показали, что остаточные напряжения при скорости нарастания напряжения до 0.2 кВ/нс увеличиваются по отношению к статическим остаточным напряжениям не более чем на 30%. При дальнейшем увеличении сШ/Ж до 1.3 кВ/нс остаточные напряжения увеличиваются до 2+2,5 раз. Значения динамических остаточных напряжений не превышают значений, заданных ТУ, а относительный разброс остаточных напряжений не превышает 10%, причём с увеличением скорости нарастания воздействующего напряжения относительный разброс имеет практически постоянную величину.

5. Проведённые экспериментальные исследования эффективности аппаратных средств защит/л при воздействии импульсных напряжений с нано-секундными фронтами показали, что данные средства защиты в достаточной степени удовлетворяют требованиям в части защиты вводных комплексов систем телекоммуникаций, при этом наиболее перспективными, с точки зрения защиты от наносекундных ЭМИ, являются УЗ, выполненные на базе ОПН с оксидно-цинковыми нелинейными элементами.

6. Показано, что существующие защитные средства в части быстродействия не в полной мере позволяют обеспечить эффективную защиту некоторых видов ТКС от действия данных поражающих факторов (прежде всего полевые системы связи и системы телекоммуникаций, имеющие в своём составе кабели без сплошных металлопокровов), поэтому необходима либо их доработка, либо разраб<ггка целевым назначением принципиально новых защитных устройств.

7. На основе обобщения и анализа существующих решений по защите систем телекоммуникаций от ЭМИ предложены технические решения, позволяющие на данном этапе обеспечить в определенной мере защиту указанных систем от поражающего действия ЭМИ наносекундной длительности.

8. Результаты выполненных исследований позволили сформулировать научно-обоснованные требования к аппаратным средствам защиты применительно к воздействию СШП ЭМИ для слаботочных систем телекоммуникаций, которые наиболее восприимчивы к действию данных поражающих факторов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В процессе решения задач, поставленных в диссертации, получены следующие основные результаты:

1. Дана общая характеристика телекоммуникационных систем как объектов, подверженных воздействию электромагнитных излучений. Показано, что проблема защиты систем телекоммуникаций от воздействия электромагнитных импульсов стала особенно актуальной в связи с разработкой новых типов источников электромагнитной энергии -генераторов СШП ЭМИ, которые характеризуются более высокими значениями электромагнитных полей и более короткими временными характеристиками, лежащими в наносекундной области.

2. Проведена оценка эффективности поражающего действия ЭМИ различных источников. Анализ приведенных данных показывает, что СШП импульсы обладают высокой эффективностью воздействия на линии длиной до нескольких метров. При Ь<1 м они могут оказать большее влияние на объект, чем другие типы импульсов, даже несмотря на их сравнительно малую энергетику. Эти обстоятельства имеют принципиальное значение при оценке наведенных токов и напряжений в различных элементах ТКС, так как приводят к необходимости уточнения расчетных моделей и требований к средствам защиты с точки зрения их вольт-секундных характеристик.

3. Рассмотрены особенности построения систем телекоммуникаций с точки зрения поражающего действия ЭМИ различных видов. Анализ устойчивости элементов ТКС показал, что для обеспечения надежного функционирования систем телекоммуникаций в условиях воздействия СШП ЭМИ необходимо проведение комплекса исследований по оценке этого воздействия и разработке методов и средств их защиты.

4. Проведен анализ параметров существующих генераторов СШП ЭМИ и перспективных разработок. Анализ характеристик излучателей показывает, что методы оценки и требования к средствам защиты от СШП ЭМИ должны разрабатываться, исходя из следующих параметров ЭМП:

- напряженность электрического поля в диапазоне от 1 до 100 кВ/м;

- длительность фронта импульса - от 100 до 500 пс;

- длительность импульса - от сотен пикосекунд до единиц наносекунд;

- частота повторения импульсов - от 0,1 до 1000 Гц.

5. Проведен анализ механизмов воздействия СШП ЭМИ на ТКС и ее элементы. Установлено, что оценку влияния СШП ЭМИ на ТКС необходимо осуществлять комплексным методом, включая такие направления, как проникновение ЭМИ через антенны, воздействие на кабельные соединения, проникновение ЭМИ в экраны, воздействие наведенных в соединительных линиях перенапряжений на входы-выходы аппаратуры.

6. Рассмотрены физические основы взаимодействия СШП ЭМИ с кабельными линиями ТКС. Исследования показали, что максимальные уровни напряжений, наводимых в кабельных линиях могут представлять опасность, как для самих кабелей, так и для подключенного к ним оборудования. Бе* применения специальных мер защиты ТКС могут быть выведены из строя.

7. Проведен анализ процессов экранирования СШП ЭМИ корпусами аппаратуры. Показано, что оценка параметров полей внутри экрана должна производиться с учетом амплитудно-временных характеристик полей, создаваемых за счет диффузии через стенки экрана, проникновения через отверстия и за счет токов, заносимых по кабельным вводным устройствам. Разработаны методы оценки амплитудно-временных характеристик этих полей.

8. Рассмотрены основные процессы воздействия СШП ЭМИ на антенны ТКС. Для апертурных антенн развита модель расчета и предложена вероятностная методика, позволяющая оценить воздействие ЭМИ с учетом селек-тивно-дуплексирующих устройств с широкой полосой пропускания и направленных свойств апертурных антенн.

На основании результатов теоретического рассмотрения с использованием теории длинных линий разработан эффективный метод анализа переходных процессов в проволочных антеннах. Метод обеспечивает расчет воздействия ЭМИ с учетом волнового характера процесса и позволяет оценивать наводки в протяженных фидерах, мачтах и т.д.

9. Предложены методы расчета амплитудно-временных параметров токов и напряжений, наводимых в системах проводников и кабельных линиях. Показано, что задача по расчету реакции кабельных линий на воздействие СШП ЭМИ может быть решена методом волновых каналов.

10. Разработаны и усовершенствованы математические модели кабельных линий применительно к воздействию СШП ЭМИ. Указанные математические модели реализованы на современных ЭВМ и позволяют оперативно рассчитать амплитудно-временные параметры токов и напряжений, наводимых во внешних кабельных линиях систем телекоммуникаций.

11. Проведена количественная оценка стойкости элементов ТКС к воздействию СШП ЭМИ на основе разработанных методов расчета с анализом и обобщением полученных результатов.

В части апертурных антенн проведенные оценки показывают, что максимальная энергия ЭМИ, проникающие через антенны сантиметрового диапазона, составляет 10"7 - 10"9 Дж и представляет значительную опасность для ПУ. Установлено, что вспомогательные штыревые антенны, если они имеются в составе ТКС, воспринимают значительно меньшую энергию СШП ЭМИ, поэтому подключенные к ним устройства не нуждаются в защите.

Показано, что наводки в неэкранированных кабелях могут достигать единиц и десятков киловольт при большой скорости (крутизне) нарастания, что значительно превышает импульсную электрическую прочность этих линий.

Показано, что внутренние поля ЭМИ, обусловленные диффузией через стенки, могут составить около 10"2 А/м; поля, проникающие через окна, могут достичь величин в единицы и десятки А/м , в то время как поля, создаваемые токами, заносимыми по вводным кабельным устройствам, могут достигать сотен А/м. Таким образом, опасность представляют поля, проникающие через окна, и еще более - заносимые через вводные устройства. Поэтому необходимо уделять особое внимание защите отверстий, устройству кабельных вводов.

12. Проведен анализ эффективности существующих и перспективных средств защиты слаботочного оборудования систем телекоммуникаций при воздействии наносекундных импульсных перенапряжений. Получены динамические напряжения срабатывания защитных устройств в диапазоне изменения скорости нарастания напряжения, характерном для СШП ЭМИ.

13. Проведены экспериментальные исследования эффективности аппаратных средств защиты при воздействии импульсных напряжений с наносе-кундными фронтами которые показали, что данные средства защиты в достаточной степени удовлетворяют требованиям в части защиты вводных комплексов систем телекоммуникаций, при этом наиболее перспективными, с точки зрения защиты от наносекундных ЭМИ, являются УЗ, выполненные на базе ОПН с оксидно-цинковыми нелинейными элементами.

14. Показано, что существующие защитные средства в части быстродействия не в полной мере позволяют обеспечить эффективную защиту некоторых видов систем телекоммуникаций от действия данных поражающих факторов, поэтому необходима либо их доработка, либо разработка целевым назначением принципиально новых защитных устройств.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Ведмидский, Александр Александрович, 2003 год

1. Действие ядерного оружия. - М.: Воениздат МО СССР, 1963 г.

2. Рикетс Л.У. и др. Электромагнитный импульс и методы защиты. М.: Атомиздат, 1979 г.

3. Нетрадиционное оружие. М.: Военная техника, №46, 1994 г.

4. Тейлор Т. Ядерное оружие третьего поколения. -М.: В мире науки, №6, 1987 г.

5. Мырова Л.О., Чепиженко А.З. Обеспечение стойкости аппаратуры связи к ионизирующим и электромагнитным излучениям.-М.: Радио и связь, 1988г.

6. Ядерный взрыв в космосе, на земле и под землей (ЭМИ ЯВ). М.: Воениздат МО СССР, 1974 г.

7. В.И. Кравченко. Грозозащита радиоэлектронных средств. -М.: Радио и связь, 1991 г.

8. Газизов Т.Р. Электромагнитный терроризм. -Томск: 2002 г.

9. Мырова Л.О., Попов В.Д., Верхотуров В.И. Анализ стойкости систем связи к воздействию излучений. М.: Радио и связь, 1993 г.

10. Ю.Венс Э.Ф. Влияние электромагнитных полей на экранированные кабели. -М.: Радио и связь, 1982 г.

11. Wedepohl L.H., Wilcox D.I. Transient analysis of underground power trans-miisions. //Prok. IEE. 1983.№120 (2).

12. Н.Михайлов М.И., Разумов Л.Д., Соколов С.А. Электромагнитные влияния на сооружения связи. М.; Связь, 1979 г.

13. Устойчивость к электромагнитному импульсу высотного ядерного взрыва. Описание ЭМИ обстановки. Излученные помехи. МЭК 61000-2-9. 1995 г.

14. Устойчивость к электромагнитному импульсу высотного ядерного взрыва. Общие технические требования к средствам защиты. МЭК 61000-5-4. 1995

15. Устойчивость к электромагнитному импульсу высотного ядерного взрыва. Методы испытаний устройств защиты от электромагнитных помех, обусловленных непосредственным действием излучений ЭМИ ВЯВ. МЭК 61000-4-23. 1995 г.

16. Аполлонский С.Н. Расчет электромагнитных экранирующих оболочек. -Л.: Энергоатомиздат, 1982 г.

17. Аполлонский С.Н. Справочник по расчету электромагнитных экранов. Л.: Энергоатомиздат, 1988 г.

18. Разумов Л.Д. Определение напряжений и токов в жилах кабелей связи с целевыми экранами. // Электросвязь. 1985 г. -№7.

19. Ultra-Wideband, Short-Pulse Electromagnetics. Edited by Bertoni H.L., Carin L., Felsen L.B. -Plenum Press, NY, 1993.

20. Ultra-Wideband, Short-Pulse Electromagnetics 2. Edited by Carin L. and Felsen L.B. -Plenum Press, NY, 1995.

21. Ultra-Wideband, Short-Pulse Electromagnetics 3. Edited by Baum C.E., Carin L. and Stone A.P. -Plenum Press, NY, 1993.

22. Giri D.V., Lackner H., Smith I.D., Morton D.V., Baum C.E., Marek J.R., Sholfield D. and Prather W.D. Reflector Antenna for Radiating Impulse-Like Waveforms. SSN 382, July 1995.

23. Андреев Ю.А., Буянов Ю.И. и др. Генератор мощный импульсов электромагнитного излучения. ПТЭ, №5, 1997 г.

24. Fedorov V.M., Fortov V.E. et al. Electromagnetic Radiating from Large Ring of Pulse Current: Simulation and Experiment. XI International Conference on High-Power Electromagnetic: EUROEM-98.-Tel-Aviv, Israel, June 14-19,1998

25. ГСИ.МИ 2247-93.Метрология. Основные требования и определения. -М:, Изд. стандартов, 1993.

26. Кравченко В.И., Болотов Е.А., Летунова Н.И. Радиоэлектронные средства и мощные электромагнитные помехи. М.: Радио и связь, 1987 г.

27. Соколов А.А. и др. Разработка и внедрение технических средств, эталонов и системы обеспечения единства измерений параметров сверхкоротких импульсов электромагнитного излучения. Реферат работы на соискание премии Правительства РФ. Москва, 2002.

28. ЗЗ.ЭМС-95 Международный симпозиум по ЭМС и электромагнитной экологии. Сборник научных докладов. С-П: 1995 г.

29. ГСИ.ГОСТ 8.256-77. Нормирование и определение динамических характеристик аналоговых средств измерения. -Изд. Госстандарта СССР, 1977.

30. Слюсар В.И. Генераторы супермощных электромагнитных импульсов в информационных войнах. Обзор. -М.: Электроника: наука, технология, бизнес, №5, 2002 г.

31. Кармашев В.А. Электромагнитная совместимость технических средств. -М: -Справочник, 2001 г.

32. Никифоров H.B. Антитеррористические технологии обеспечения электромагнитной безопасности. Технологии ЭМС, №3, 2002 г.

33. Вольман В.И., Пименов Ю.В. Техническая электродинамика. -М.: Связь, 1971 г.

34. Подосенов С.А., Соколов A.A. Излучение и измерение импульсных электромагнитных полей. М.: Компания Спутник+, 2000 г.

35. Гольдштейн Л.Д., Зернов Н.В. Электромагнитные поля и волны. -М.: Советское радио, 1971 г.

36. Зернов Н.В., Карпов В.Г. Теория радиотехнических цепей. JL: Энергия, 1965 г.

37. Самарский A.A. Теория разностных схем. -М.: Наука, 1977 г.

38. Калитник H.H. Численные методы. -М.: наука, 1978 г.

39. MICROCAP. Electronic Circuit Analysis Program, Version 4.0, 1987.

40. Pspice, Analysis User Guide, Version 5.1,Jan. 1992.

41. Бахолдин И.Б., Козлов Н.И., Кондратьева А.И. Методика расчета токов и зарядов, наводимых на поверхности тел произвольной формы электромагнитным полем в свободном пространстве. М.: Математическое моделирование, №5, 1991 г.

42. Бахолдин И.Б., Козлов Н.И., Кондратьева А.И. Численная методика решения уравнений Максвелла при наличии скачков электрофизических параметров среды. М.: Математическое моделирование, №4, 1996 г.

43. Harrington R.F. Field Computation by Moment Method. MC'Millan Company, New York, 1968 .

44. Rao S.M., Wilton D.R., Glisson A.W/ Electromagnetic Scattering by Surface of Arbitrary Shape. IEEE Trans. Antennas Propagate., vol AP-30, No.3, May 1982.

45. Ландау Л.Д., Лифшиц E.M. Электродинамика сплошных сред. М.: Наука, 1982 г.

46. Нейман Л.Ф., Демирчан К.С. Теоретические основы электротехники. Том 2. Л.: Энергоиздат, 1982 г.

47. Коровкин Н.В., Селина Е.Е. Расчет на ЭВМ электрических цепей с распределенными параметрами, зависящими от частоты//Сложные электромагнитные поля и электрические цепи.-УФА,1982.-№10

48. Рамм Г.С. Вычисление тока, возникающего в антеннах под действием распределенной ЭДС // УЭСТ.-1940.№4-5.-.

49. Дифракция электромагнитных волн на некоторых телах вращениям/Сборник статей.- М.: Советское радио, 1948.-146 с.

50. Гринберг Г.А. Избранные вопросы математической теории электрических и магнитных явлений. -М.:Изд.АН СССР, 1948

51. Senior Т.В. The Scattering of electromagnetic wave ly a Speraid, Can/UPhva., vol.44,№47,1966,p.1353.

52. Иванов E.A. Дифракция электромагнитных волн на двух телах. -Минск: Hay- ка и техника, 1978.-423 с.

53. Вайнштейн JI.A. Волны тока в тонком цилиндрическом проводни-ке//Ж.Т.У.- 1959.-T.XXIX, вып.б.-с.673-688. 2

54. Дмитриев В.И., Стрижевский И.В. Теория и расчет влияния электрофици-рованной железной дороги на подземные металлические сооружения.-М.:Транспорт, 1967.-247 с.

55. Лавров Г.А., Князев А.С. Приземные и подземные антены.-М.:Сов,радио, 1965 Г.-472 с.

56. Sunde .E.Earth conduction effect in transmission system. Toronto-New 1 ork,London, 1949.

57. Костенко М.В., Гумерова Н.И., Данилин А.Н. и др. Волновые процессы и перенапряжения в подземных линиях.-СПб.: Энергоатомзидат, 1991.

58. Арго А. Математика для электро и радиоинженеров. -М.:Наука, 1964.

59. Справочник по электрическим аппаратам высокого напряжения/ Под ред. Н.Андонцев, В.В. Афанасьев и др.-Л.:Энергоатомиздат, 1987 г.

60. M.Abramovitz and I.Stegin, Habdboor or Mathematiral Functions, National Bureau if Standarts. 1964.

61. Панин В.Ф. Исследование электрической прочности диэлектриков и методология выбора импульсных испытательных волн. Кандидатская диссертация. Омск, 1966,-137 с.

62. Вершин Ю.Н., Плешанов А.С. О природе минимума вольт-секундной характеристики при пробое диэлектриков//Электричество,1988.-№12

63. Экспериментальные исследования вольт-секундных характеристик искровых азонаполненных разрядников при действии волн перенапряжений с крутыми фронтами: Отчет по НИР "Сириус-4"/ в/ч 25871, 1993.-20 с.

64. Радиоэлектронная аппаратура и ядерный взрыв. Ч.2.-М.: Воениздат. 1977г.

65. Щелкунов С.А., Фриис У.Т. Антенны. -М.: Советское радио, 1955 г.

66. Фрадин А.З. Антенно-фидерные устройства. -М.:, Связь, 1977 г

67. Справочник по радиорелейной связи. Под редакцией С.В.Бородича. М.: Радиосвязь, 1981 г.

68. Щелкунов С.А., Фриис У.Т. Антенны. -М.: Советское радио, 1955 г.

69. Фрадин А.З. Антенно-фидерные устройства. -М.:, Связь, 1977 г.

70. Марков В.В. Радиорелейная связь. — М.: Связь, 1979 г.

71. Marin L. External Interaction Problems Made Simple with the Syngularity Expansion Method. Proc. Of 4 th Symphoseum and Technical Exhibition on EMC. Zurich,March 1981, p.p 227.231.

72. Кокшаров A.M., Белинский И.Л. Методика расчета магнитной составляющей электромагнитного импульса внутри немагнитных экранов. -М.: Радиоэлектроника, 1980 г.

73. Lee K.S.H., Bedrosian G. Diffusive Electromagnetic Penetration into Metallic Enclosures. IEEE Trans., v. AP-27, №2, 1979.

74. Butler C.M., Umashankar K.R. Electromagnetic Excitation of a Wire through an Aperture Perforated Conducting Screen. IEEE Trans., v. AP-24, №4, 1976

75. Butler C.M. et al. Electromagnetic Penetration through Apertures in Conducting Surfaces. IEEE Trans., v. EMC 20, №1, 1978.

76. Никольский В.В. Электродинамика и распространение радиоволн. М.: Наука, 1978 г.

77. Шапиро Д.Н. Основы теории электромагнитного экранирования. Л.: Энергия, 1975 г.

78. Сикарев В.А., Класс В.А., Сапунов А.А. Импульсные электромагнитные поля, возбуждаемые отверстиями в замкнутых экранированных объемах. -М.: Техника средств связи, сер. ТРС, вып. 1, 1984 г.

79. Физика ядерного взрыва: В 2 т. -М.: Наука. Физматлит, 1997 г.

80. Davis W.A. Bounding EMP Interaction and Coupling. IEEE Trans., v. AP-29, №6, 1981r.

81. Ицхоки Я.С. Приближенный метод анализа переходных процессов в сложных линейных цепях. М.: Сов. радио, 1969 г.

82. Васильев В.В., Медведев Ю.А., Коленский Л.Я. Проводящие оболочки в импульсном электромагнитном поле. М.: Энергоатомиздат, 1982

83. Cathey W.T. Approximate Expressions for Field Penetration through Circular Apertures. IEEE Trans, v. EMC-25, №3, 1983, pp. 339-345.

84. Daniel L. Stein. Electromagnetic pulse- the uncertain ugcertain certainty/ Bulletin ) of the Atomik Scientist.-1983.-V. 39.

85. Черепанов В.П., Хрулев А.К., Блудов И.П. Электрические приборы для защиты РЭА от электрических перегрузок.- М.: Радио и связь, 1994.

86. Антонов А.Д. Требования к средствам защиты аппаратуры от высокочастотных электромагнитных излучении//Сборник докладов 6 Российской НТК "Электромагнитная совместимость технических средств и биологических объектов". -СПб:-2000 г.

87. Ведмидский A.A., Антонов А.Д Особенности требований к защите аппаратуры связи от высокочастотных ЭМИ ядерных взрывов//Научно-технический сборник докладов ХШ НТК по защите сооружений от поражающего действия ЭМИ.-С-.Петербург:- 2000 г.

88. Ведмидский A.A., Крохалев Д.И., Сидорюк П.А. ,Фарафонов O.A. Требования к средствам измерений импульсных сверхширокополосных электромагнитных полей. М: "Технологии ЭМС", №3(6) 2003 г.

89. Ведмидский A.A. Исследование эффективности средств защиты телекоммуникационных систем от воздействия импульсных электромагнитных помех. М: "Технологии проборостроения", №3(6) 2003 г.

90. Ведмидский A.A. Математическая модель воздействия мощных широкополосных импульсных электромагнитных помех на кабельные линии телекоммуникационных систем.- М: Сб. трудов МГИЭМ "ЭМС и проектирование электронных средств", 2003 г.

91. Ведмидский А.А, Антонов .А.Д., Особенности поражающего действия наносекундных ЭМИ на различные элементы ШСПД. Научно-технический сборник докладов XIII НТК по защите сооружений от поражающего действия ЭМИ. С.-Петербург: - 2000 г.

92. Ведмидский A.A. Разработка метода и программы расчета токов и напряжений в кабельных линиях ТКС при воздействии сверхширокополосных электромагнитных импульсов. М: Сб. трудов МГИЭМ "ЭМС и проектирование электронных средств", 2003 г.

93. Юб.Воскобович В.В. Кандидатская диссертация, 2002 г. 107. Антонов А.Д. Кандидатская диссертация, 2001 г.

94. Ю8.Ведмидский А.А., Якушин С.П. Анализ методов расчета взаимодействия СШП ЭМИ с элементами ТКС. М: Сб. трудов МГИЭМ "ЭМС и проектирование электронных средств", 2003 г.

Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.