Диплом, курсовая, контрольная работа
Помощь в написании студенческих работ

Методы обеспечения стойкости перспективных систем радиорелейной, тропосферной и спутниковой связи к воздействию мощных импульсных электромагнитных помех

ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

На базе результатов теоретического рассмотрения задачи о взаимодействии импульсных полей с кузовами станций, выполняющими роль электромагнитных экранов, предложена эффективная методика оценки амплитудно-временных характеристик внутренних полей, создаваемых за счет диффузии через стенки экрана, проникновения через отверстия и за счет токов, заносимых по кабельным вводным устройствам. Применительно… Читать ещё >

Содержание

  • Список сокращений
  • 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ
  • 2. АНАЛИЗ РАДИОРЕЛЕЙНЫХ, ТРОПОСФЕРНЫХ И СПУТНИКОВЫХ СИСТЕМ И УСТРОЙСТВ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ КАК ОБЪЕКТОВ, ПОДВЕРЖЕННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЮ ЭМИ ЯВ
    • 2. 1. Характеристики параметров электромагнитных излучений ядерных взрывов
    • 2. 2. Физические основы воздействия ЭМИ на радиоэлектронные системы
      • 2. 2. 1. Краткая характеристика процессов, вызываемых ЭМИ в радиоэлектронных системах
      • 2. 2. 2. Критерии стойкости радиоэлектронных систем к воздействию ЭМИ
      • 2. 2. 3. Комплекс параметров систем связи, определяющих их стойкость к воздействию ЭМИ
    • 2. 3. Характеристики современных станций радиорелейной, тропосферной и спутниковой связи
      • 2. 3. 1. Возможная ЭМИ-обстановка для PPC, ТРС, ССС. Требования к ним по стойкости к воздействию ЭМИ ЯВ с параметрами, рекомендованными МЭК
      • 2. 3. 2. Особенности построения наземных подвижных станций радиорелейной, тропосферной и спутниковой связи
      • 2. 3. 3. Частотные диапазоны и антенно-фидерные устройства станций
      • 2. 3. 4. Кабельные и проводные соединения станций
      • 2. 3. 5. Кузова автомашин
      • 2. 3. 6. Основные механизмы влияния ЭМИ на аппаратуру наземных подвижных РрС, ТРС, ССС
    • 2. 4. Выводы по разделу
  • 3. ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ОЦЕНКИ ВЛИЯНИЯ ЭМИ ЯВ НА СОВРЕМЕННЫЕ НАЗЕМНЫЕ СТАНЦИИ РАДИОРЕЛЕЙНОЙ, ТРОПОСФЕРНОЙ И СПУТНИКОВОЙ СВЯЗИ
    • 3. 1. Методы расчета воздействия ЭМИ на антенны наземных РРС, ТРС, ССС
      • 3. 1. 1. Оценка проникновения ЭМИ через апертурные антенны УВЧ,
  • СВЧ-диапазонов
    • 3. 1. 2. Воздействие ЭМИ на проводные антенны
    • 3. 1. 3. Сопоставление результатов, полученных приближенными аналитическими и численными методами, расчетных и экспериментальных данных по наводкам в исследуемых антеннах
    • 3. 2. Методы расчета токов и напряжений, наводимых ЭМИ в кабельных линиях наземных подвижных РРС, ТРС, ССС
    • 3. 2. 1. Модель расчета влияния ЭМИ на кабельные линии
    • 3. 2. 2. Численное интегрирование неоднородных телеграфных уравнений методом функции Грина
    • 3. 2. 3. Приближенные аналитические методы расчета токов и напряжений, наводимых ЭМИ в кабельных линиях
    • 3. 2. 4. Сопоставление результатов, полученных приближенными аналитическими и численными методами, расчетных и экспериментальных данных по наводкам в исследуемых кабельных линиях
    • 3. 3. Методы расчета импульсных электромагнитных полей, проникающих внутрь экранов, и их воздействие на внутренние соединения
    • 3. 3. 1. Диффузия ЭМИ через стенки экранов
    • 3. 3. 2. Проникновение электромагнитных полей через отверстия
    • 3. 3. 3. Поля, заносимые через кабельные вводы
    • 3. 3. 4. Концепция среднего поля в экране с отверстиями и вводами кабелей
    • 3. 3. 5. Влияние проникших в кузова полей на внутрикузовные соединения
    • 3. 3. 6. Сопоставление точных и приближенных результатов, теоретических и экспериментальных данных по экранированию импульсных электромагнитных полей
    • 3. 4. Методы расчета переходных процессов во входных устройствах, сопряженных с кабельными линиями
    • 3. 5. Выводы по разделу
  • 4. РАЗРАБОТКА НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИХ ОСНОВ ОБЕСПЕЧЕНИЯ СТОЙКОСТИ ПЕРСПЕКТИВНЫХ СТАНЦИЙ РАДИОРЕЛЕЙНОЙ, ТРОПОСФЕРНОЙ И СПУТНИКОВОЙ СВЯЗИ К ВОЗДЕЙСТВИЮ ЭМИ ЯВ С ПАРАМЕТРАМИ, РЕКОМЕНДОВАННЫМИ МЭК
    • 4. 1. Обобщенные данные по ожидаемым уровням воздействия ЭМИ на исследуемые станции
      • 4. 1. 1. Максимальная энергия ЭМИ ВЯВ, проникающая через апертурные антенны станций
      • 4. 1. 2. Наводки во вспомогательных штыревых антеннах
      • 4. 1. 3. Токи и напряжения, наводимые ЭМИ в кабелях сопряжения
      • 4. 1. 4. Наводки в межкузовных кабелях
      • 4. 1. 5. Ослабление ЭМИ кузовами автомашин. Наводки во внутрикузов-ных соединениях
    • 4. 2. Разработка методов защиты современных наземных PPC, ТРС, ССС от воздействия ЭМИ ЯВ
      • 4. 2. 1. Выбор оптимального варианта построения структурно-функциональной схемы станции
      • 4. 2. 2. Конструкционные методы защиты станций от воздействия ЭМИ
      • 4. 2. 3. Схемотехнические методы защиты
      • 4. 2. 4. Распределение мер защиты по различным цепям станций
    • 4. 3. Требования к устройствам защиты от воздействия ЭМИ ЯВ
    • 4. 4. Некоторые вопросы взаимодействия различных групп разработчиков в процессе проектирования станций, стойких к воздействию ЭМИ
    • 4. 5. Выводы по разделу

Методы обеспечения стойкости перспективных систем радиорелейной, тропосферной и спутниковой связи к воздействию мощных импульсных электромагнитных помех (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Опыт разработки и эксплуатации современных систем телекоммуникаций показывает, что одной из наиболее сложных проблем при их создании является обеспечение устойчивой работы в условиях воздействия мощных электромагнитных помех (излучений) естественного и искусственного происхождения. В отличие от радиопомех и шумов воздействие мощных электромагнитных излучений на системы телекоммуникаций может вызывать нарушение их функционирования в результате наведения во внешних и внутренних цепях больших значений импульсных напряжений и токов.

Основными источниками мощных электромагнитных излучений естественного и искусственного происхождения являются: грозовые разрядымощные радиопередающие средства и радиолокационные станциивысоковольтные линии электропередачиконтактная сеть железных дорог и т. д. Наиболее мощными искусственными преднамеренными излучениями, с точки зрения поражающего действия, являются электромагнитные излучения (ЭМИ) ядерных взрывов [1−7].

Качественное переоснащение отечественных систем связи современной компьютерной техникой, повышение требований по стойкости к действию различных электромагнитных полей радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) приводит к тому, что в современных условиях проблема воздействия электромагнитных импульсов (ЭМИ) на системы и средства связи и управления становится одной из ключевых. Особенно актуально на настоящий момент стоит вопрос о защите средств связи от воздействия ЭМИ высотного ЯВ, при котором наблюдаются высокие уровни воздействующих электромагнитных полей (десятки-сотни киловольт на метр и сотни ампер на метр) на удалениях от центра взрыва, достигающих сотен и даже тысяч километров. Сегодня ЭМИ является практически единственным поражающим фактором, способным выводить из строя современные системы связи и управления на очень больших расстояниях.

Проблеме исследования воздействия ЭМИ на радиоэлектронные системы и разработке мер по их защите посвяшены работы целого ряда известных ученых: Б. В. Замышляева, Н. В. Балюка, А. А. Любомудрова, А. К. Михайлова, Л. О. Мыровой, В. А. Сикарева, Э. Н. Фоминича, А. З. Чепиженко, В. М. Кондратьева, A.A. Шведова и других. В их работах получены основополагающие результаты в области исследования поражающего действия ЭМИ на радиоэлектронные системы: разработаны методы расчета, алгоритмы, программы и нормативные документы по оценке воздействия обычных ЭМИ на радиоэлектронные системы и выбору средств защиты.

В связи с постоянным совершенствованием ядерных боеприпасов меняются и параметры воздействующих факторов, что приводит к необходимости проводить уточнение математических моделей, методов расчета воздействия ЭМИ на радиоэлектронные системы, в том числе и на системы телекоммуникаций, а также совершенствование методов обеспечения стойкости.

В последние годы развернулись исследования по созданию ядерного оружия третьего поколения с повышенным выходом электромагнитных излучений. Поэтому параметры ЭМИ в течение 80−90-х годов неоднократно видоизменялись, и в настоящее время они существенно отличаются в сторону ужесточения от ранее стандартизованных.

В течение долгого времени эта проблема оставалась закрытой, однако, учитывая возможности возникновения локальных вооруженных конфликтов с ограниченным применением ядерного оружия Международная Электротехническая Комиссия (МЭК) выступила с инициативой по разработке требований к защите важных для каждой страны систем связи, информационных сетей и линий электропередач, обеспечивающих безопасное функционирование промышленности и управления страной. В настоящее время разработан комплекс стандартов МЭК 61 000 IEC, в котором определены параметры электромагнитных полей высотного ядерного взрыва (ЭМИ ВЯВ), приведены рекомендации по защите электротехнических систем, рассмотрены методы и средства защиты [8−11,39]. Необходимо отметить, что параметры полей.

ЭМИ ЯВ, заданные МЭК, существенно отличаются от параметров, задаваемых предыдущими источниками. Например, ЭМИ высотного ЯВ имеет следующие параметры: Е — 50 кВ/м, 2.5 не, tH- 23нс на уровне 0.5.

В связи с этим проблема исследования поражающего действия ЭМИ ВЯВ и разработка рекомендаций по защите приобрели новую остроту и актуальность. Это обстоятельство, а также то, что исследования воздействия ЭМИ на системы телекоммуникаций с учетом рекомендаций МЭК до настоящего времени практически не проводились или носят разрозненный характер, и привело к необходимости разработки, уточнения и усовершенствования расчетных моделей и методов оценки показателей стойкости телекоммуникационных систем.

Актуальность этих исследований определяется:

— необходимостью создания и совершенствования телекоммуникационных систем, соответствующих рекомендациям МЭК по стойкости к ЭМИ ВЯВ;

— слабой теоретической и экспериментальной изученностью воздействия электромагнитных полей с параметрами, рекомендуемыми МЭК, на телекоммуникационные системы;

— необходимостью разработки и уточнения расчетных методов оценки стойкости телекоммуникационных систем в целом и их составных элементов к воздействию ЭМИ;

— отсутствием в достаточном объеме технических средств защиты телекоммуникационных систем от действия ЭМИ ВЯВ и данных по эффективности применения существующих средств защиты.

Целью работы является исследование и разработка эффективных методов оценки стойкости современных и перспективных наземных станций радиорелейной, тропосферной и спутниковой связи к воздействию мощных электромагнитных импульсов ядерных взрывов и разработка рекомендаций по повышению защищенности систем телекоммуникаций, отвечающих современным требованиям по стойкости к воздействию ЭМИ ЯВ.

Научная новизна работы заключается:

— в исследовании поражающего действия ЭМИ с параметрами, заданными МЭК, на телекоммуникационные системы;

— в уточнении и развитии модели воздействия ЭМИ на апертурные антенны УВЧ, СВЧ-диапазонов и разработке на этой основе вероятностной методики оценки проникновения ЭМИ через апертурные антенны;

— в развитии физической модели воздействия ЭМИ на проводные антенны, позволяющей рассчитывать наводки в электрически длинных антеннах, с учетом волнового характера формирования наведенного тока;

— в разработке численного метода интегрирования обобщенных телеграфных уравнений при расчете наводок в кабельных линиях;

— в разработке приближенных аналитических методов: расчета влияния ЭМИ на антенны, воздействия на кабельные линии, проникновения ЭМИ в кузова автомашин, влияния проникших полей на внутрикузовные соединения и создании на этой основе инженерных методик для экспресс-оценки воздействия;

— в разработке общих принципов и ряда конкретных технических решений по проектированию защиты наземных подвижных станций радиорелейной тропосферной и спутниковой связи от воздействия ЭМИ ВЯВ с параметрами, определенными МЭК.

Практическая значимость работы заключается:

— в разработке методики оценки стойкости современных наземных станций радиорелейной, тропосферной и спутниковой связи к воздействию ЭМИ ЯВ с параметрами, рекомендованными МЭК, позволяющей комплексно учитывать влияние ЭМИ на антенны, кабели, кузова и внутрикузовные цепи станций;

— в разработке инженерных методик оценки влияния ЭМИ на элементы и станции в целом, доведенных до конкретных расчетных алгоритмов, существенно (на два порядка) сокращающих объемы вычислительных работ при проведении оценки стойкости станций к воздействию ЭМИ ЯВ;

— в обосновании требований и конкретных рекомендаций, реализованных в технических решениях, по повышению защищенности существующих и перспективных радиорелейных, тропосферных, спутниковых станций от действия ЭМИ ЯВ.

Реализация результатов работы. Основные теоретические положения и результаты исследований приведены в диссертации, опубликованы в виде научных статей и докладов на научно-технических конференцияхреализованы при разработке мероприятий по защите от ЭМИ ЯВ технических средств ряда телекоммуникационных систем, а также при разработке технических заданий на создание средств связи специального назначения.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на 6-ой Российской научно-технической конференции «Электромагнитная совместимость технических средств и биологических объектов» (Санкт-Петербург, 2001 г.) — на научно-технической конференции «Электромагнитная совместимость» (Санкт-Петербург, 2002 г) — на международном симпозиуме «Надежность и качество -2002» (Пенза, ПГТУ, 2002 г) — на международном симпозиуме «Инновационные технологии в проектировании» (Пенза, ПГТУ, 2002 г), а также обсуждены и одобрены на научно-техническом совете МНИРТИ.

Публикация. Результаты работы опубликованы в 10 научных трудах [13 — 16,20,31,32,36,37,78], в том числе в ряде тематических научно-технических журналов.

Диссертация состоит из четырех глав и заключения.

В первой главе рассмотрено современное состояние и перспективы развития проблемы обеспечения стойкости систем телекоммуникаций к воздействию ЭМИ с параметрами, рекомендованными МЭК. Особое внимание уделено анализу существующих точных и приближенных методов оценки стойкости телекоммуникационных систем к воздействию ЭМИ ЯВ и показаны основные направления развития этих методов с учетом современных требований МЭК.

Во второй главе изложены сведения по параметрам ЭМИ ЯВ, рекомендованным МЭК, проанализированы формы и спектральные характеристики ЭМИ. Рассмотрены физические основы взаимодействия ЭМИ и РЭС: основные пути проникновения ЭМИ в аппаратуру, характеристика процессов в радиоэлектронных системах при взаимодействии ЭМИ, что позволило очертить комплекс параметров и характеристик систем, определяющих их стойкость к воздействию ЭМИ. Исходя из этого, проанализированы системы PPC, ТРС, ССС как объекты подверженные воздействию ЭМИ. Рассмотрена возможная для них ЭМИ — обстановка, требования к ним по стойкости. Проанализировано построение систем, входящих в их состав антенн, кабельных соединений, экранов. Частотные диапазоны работы систем сопоставлены со спектральными характеристиками ЭМИ. Введено понятие о частотной иерархии аппаратуры систем и иерархии соединительных линий. Исходя из проведенного анализа, определены основные механизмы влияния ЭМИ на системы телекоммуникаций в целом и пути проникновения электромагнитной энергии (наводимых токов и / или напряжений) в их аппаратуру.

Третья глава посвящена разработке методов оценки влияния ЭМИ с параметрами, рекомендованными МЭК, на системы телекоммуникаций и основные их элементы. Рассмотрены методы теоретической оценки воздействия ЭМИ на антенны, соединительные кабельные линии, проникновение ЭМИ в экранирующие конструкции и влияние на внутренние соединения, а также методы расчета переходных процессов во входных устройствах. Рассмотренные и предложенные методы расчета включают как методы, основанные на достаточно строгих электродинамических моделях, так и приближенные аналитические методы. Проводится сопоставление результатов, полученных теми или другими методами, а также данных, полученных теоретическим и экспериментальным путем. Исходя из проведенных сопоставлений, сделаны выводы о правомерности использования в пределах применимости приближенных аналитических, то есть инженерно — ориентированных, методов оценки влияния ЭМИ на телекоммуникационные системы.

В четвертой главе работы изложены методы обеспечения стойкости радиорелейных, тропосферных и спутниковых систем связи, стойких к воздействию ЭМИ. Приведены обобщенные данные по уровню наводок в различных соединительных линиях, антеннах, уровню полей в экранирующих конструкциях. Рассмотрены различные методы защиты аппаратуры от воздействий ЭМИ: конструктивные, структурно-функциональные, схемотехнические. Исходя из обобщенных данных по уровню наводок в различных цепях выведено оптимальное распределение мер защиты по этим цепям. Рассмотрены также организационные вопросы, связанные с обеспечением взаимодействия комплексных подразделений, разработчиков отдельных подсистем ТКС и специалистов в области ЭМИ с целью обеспечения требуемого уровня стойкости в целом. Проанализировано оптимальное распределение усилий между этими группами специалистов на различных этапах проектирования. Изложены основные принципы построения радиорелейных, тропосферных и спутниковых систем связи, стойких к воздействию ЭМИ с параметрами, рекомендованными МЭК.

В заключении обобщены результаты выполненных исследований, сформулированы выводы и рекомендации по работе в целом.

Результаты работы опубликованы в Ю научных трудах [13,14,15,16,20,31,32,36,37,78], в том числе в ряде тематических научно-технических журналов.

17. Дальнейшее использование результатов работы предполагается:

— при задании требований на разработку системы;

— при разработке методик оценки стойкости наземных подвижных PC, ТРС, ССС к воздействию ЭМИ ЯВ;

— в качестве теоретического и методологического фундамента при проектировании перспективных наземных подвижных станций радиорелейной, тропосферной и спутниковой связи, стойких к воздействию ЭМИ ЯВ.

5.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

Главным итогом, определяющим научную и практическую значимость проведенных исследований, является разработка методов обеспечения стойкости наземных современных и перспективных станций радиорелейной, тропосферной и спутниковой связи к воздействию ЭМИ ЯВ с параметрами, рекомендованными МЭК.

Наиболее важные конкретные результаты работы состоят в следующем:

1.Ha основании результатов исследований механизмов образования электромагнитных импульсов ядерных взрывов проанализированы рекомендованные МЭК параметры, типовые формы и спектральные характеристики ЭМИ наземных и высотных ядерных взрывов применительно к задачам воздействия на наземные подвижные станции радиорелейной, тропосферной и спутниковой связи. Исходя из рассмотренных физических основ воздействия ЭМИ на радиоэлектронные системы, дана классификация наземных подвижных PPC, ТРС, ССС как объектов, подверженных воздействию ЭМИ ЯВ, и проанализирована возможная ЭМИ — обстановка для этих станций с обоснованием вытекающих требований по стойкости к ЭМИ. На этой основе предложено представление о частотной иерархии аппаратуры с учетом определяющей роли различных кабельных соединений при оценке воздействия ЭМИ ЯВ для станций в целом.

2. На основе сопоставления спектрально-энергетических характеристик ЭМИЯВ и рабочих частотных диапазонов станций с использованием предложенной частотно-иерархической схемы установлено, что оценку влияния ЭМИ ЯВ на наземные подвижные станции радиорелейной, тропосферной и спутниковой связи необходимо осуществлять комплексным методом, включая такие направления, как проникновение ЭМИ через антенны, воздействие на кабельные соединения станций, проникновение ЭМИ в кузова автомашин, воздействие наведенных в соединительных линиях перенапряжений на входы-выходы аппаратуры.

3. На базе выполненных теоретических исследований с экспериментальной проверкой основных положений предложена комплексная методика расчета воздействия ЭМИ ЯВ на наземные подвижные станции радиорелейной, тропосферной и спутниковой связи. Методика позволяет выполнить расчеты с учетом воздействия ЭМИ на антенны, кабельные соединения станций, проникновения ЭМИ в кузова, воздействия наводимых в кабелях токов и напряжений на входные (выходные) устройства аппаратуры.

4. Для апертурных антенн PPC, ТРС, ССС развита модель расчета и предложена вероятностная методика, позволяющая оценить воздействие ЭМИ с учетом селективно-дуплексирующих устройств с широкой полосой пропускания (десятки и сотни МГц) и направленных свойств апертурных антенн.

5. 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.

6. На основе решения неоднородных телеграфных уравнений предложены строгие электродинамические и приближенные аналитические методы оценки воздействия электромагнитного импульса на кабельные соединения и протяженные кабели сопряжения применительно к воздействию ЭМИ высотного и наземного ЯВ. Для строгих методик расчета разработан эффективный алгоритм, позволяющий выполнять однократное численное интегрирование при расчете наводок как во внешней, так и во внутренней цепи. Для инженерных методик, незаменимых на этапах проектирования, предложены приближенные аналитические методы расчета.

7. На базе результатов теоретического рассмотрения задачи о взаимодействии импульсных полей с кузовами станций, выполняющими роль электромагнитных экранов, предложена эффективная методика оценки амплитудно-временных характеристик внутренних полей, создаваемых за счет диффузии через стенки экрана, проникновения через отверстия и за счет токов, заносимых по кабельным вводным устройствам. Применительно к диффундирующим полям разработан аналитический метод, обеспечивающий сокращение вычислительных затрат более чем на порядок. Для расчета полей, проникающих через отверстия и кабельные вводы, обосновано применение дипольного приближения. Получены аналитические выражения для обобщенной характеристики эффективности экрана с неодно-родностями и вводами — величины среднего поля в экране. Разработанные методики доведены до инженерного вида.

8. Обоснована методика оценки токов и напряжений, наводимых на внутрикузовных соединительных линиях. Получены эквивалентные схемы и аналитические соотношения для источников наводок применительно к этой группе соединений.

9. Разработана методика расчета переходных процессов во входных устройствах, подключенных к кабелям сопряжения, межкузовным и внут-рикузовным соединениям при воздействии ЭМИ ЯВ, доведенная до алгоритмов и программ счета на ЭВМ. Установлено, что расчет переходных процессов с использованием этих программ дозволяет существенно скорректировать величину перегрузок на чувствительных полупроводниковых элементах внутрикузовного оборудования.

10. На основе анализа и сопоставления результатов, полученных с помощью разработанных методик для антенн, кабелей и кузовов наземных подвижных станций установлено, что точные и приближенные аналитические результаты по оценке воздействия ЭМИ ЯВ удовлетворительно согласуются между собой и подтверждаются экспериментальными результатами.

11. С использованием разработанных методов расчета воздействия ЭМИ ЯВ на элементы и аппаратуру наземных подвижных станций радиорелейной, тропосферной и спутниковой связи проведены количественные оценки воздействия ЭМИ для ряда типичных станций с анализом и обобщением полученных результатов. В части апертурных антенн проведенные оценки показывают, что максимальная энергия ЭМИ, проникающая через антенны сантиметрового диапазона составляет по порядку величины 10″ «.10~® Дж и не представляет опасности для ППУ. Для больших антенн дециметрового диапазона максимальная энергия может быть выше, поэтому для этих антенн целесообразно проводить более детальный анализ уровня стойкости ППУ и вероятности их повреждения с учетом пространственной избирательности антенн. Установлено, что вспомогательные штыревые антенны воспринимают значительно большую энергию ЭМИ (до 0,1 Дж), поэтому подключенные к ним устройства нуждаются в защите.

12. Показано, что наводки в неэкранированных кабелях могут достигать величин в десятки и сотни киловольт при большой крутизне, что значительно превышает импульсную электрическую прочность этих линий. Рекомендовано использование для межкузовных соединений и линий сопряжения экранированных марок кабелей. Наводки от ЭМИ высотного ЯВ в экранированных кабелях сопряжения могут достигать величины в несколько киловольт, а в межкузовных кабелях — одной. двух сотен вольт. Исходя из этого, необходимо защищать входы кабелей сопряжения каскадными схемами защиты, в ряде случаев необходима защита и межкузовных цепей.

13.Результаты теоретических оценок уровня полей, проникающих в кузова станций, свидетельствуют, что внутренние поля ЭМИ, обусловленные диффузией через стенки, могут составлять около 10″ ?А/м, поля, проникающие через окна, могут достигать единиц и десятков А/м, в то время как поля за счет заносимых по вводным кабельным устройствам токов могут доходить до сотен А/м. Таким образом, опасность представляют поля, проникающие через окна, и еще более — заносимые через вводные устройства. Разработаны конкретные рекомендации по улучшению экранировки кузовов.

14. С учетом результатов комплексного анализа воздействия ЭМИ на станции обоснованы и предложены мероприятия по повышению защищенности аппаратуры наземных подвижных PPC, ТРС, ССС от воздействия ЭМИ, учитывающие выбор наилучшего варианта построения станции, оптимизацию ее структурно-функциональной схемы, выбор конструкционных мер защиты и т. д. Рассмотрены принципы защиты от входных (выходных) цепей аппаратуры станций, приведены конкретные схемные решения по защите устройств, подключенных к различным группам кабелей, а также требования к разрабатываемым средствам защиты.

Мероприятия доведены до конкретных рекомендаций.

15. Результаты исследований реализованы:

— при оценке стойкости к воздействию ЭМИ ЯВ ряда станций радиорелейной, тропосферной и спутниковой связи: «Центавр-Н», «Буссоль-44», «Кадмий-3» ;

— при разработке мер по повышению стойкости к воздействию ЭМИ ряда разработанных и разрабатываемых станций: «Центавр-Н», «Буссоль-44», «Кадмий-З» .

16. Основные положения диссертационной работы докладывались на 6-ой Российской научно-технической конференции «Электромагнитная совместимость технических средств и биологических объектов» (Санкт-Петербург, 2001 г.) — на научно-технической конференции «Электромагнитная совместимость» (Санкт-Петербург, 2002 г) — на международном симпозиуме «Надежность и качество -2002» (Пенза, ПГТУ, 2002 г) — на международном симпозиуме «Инновационные технологии в проектировании» (Пенза, ПГТУ, 2002 г), а также обсуждены и одобрены на научно-техническом совещании МНИРТИ.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Действие ядерного оружия. — М.: Воениздат МО СССР, 1963 г.
  2. 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. Л.О., Чепиженко А. З. Обеспечение стойкости аппаратуры связи к ионизирующим и электромагнитным излучениям. М.: Радио и связь, 1988 г.
  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. Устойчивость к электромагнитному импульсу высотного ядерного взрыва. Описание ЭМИ-обстановки, Излученные помехи. МЭК 61 000−2-9.1995.
  9. Устойчивость к электромагнитному импульсу высотного ядерного взрыва. Описание ЭМИ обстановки. Наведенные помехи. МЭК 61 000−2-10. 1998.
  10. Устойчивость к электромагнитному импульсу высотного ядерного взрыва. Общие технические требования к средствам защиты. Излученные помехи. МЭК 61 000−5-4. 1995.
  11. Устойчивость к электромагнитному импульсу высотного ядерного взрыва. Общие технические требования к средствам защиты. Наведенные помехи. МЭК 61 000−5-5. 1995.
  12. Л.О., Попов В. Д., Верхотуров В. И. Анализ стойкости систем связи к воздействию излучений. М.: Радио и связь, 1993 г.
  13. М.Воскобович В. В., Мырова Л. О. Обеспечение стойкости радиоэлектронной аппаратуры к воздействию мощных импульсных электромагнитных помех с учетом рекомендаций МЭК. -СПб.: Сборник трудов академии инженерных наук Российской Федерации, 2002 г.
  14. В.В., Мырова Л. О. Методы оценки воздействия мощных импульсных электромагнитных помех на телекоммуникационные системы. М.: Радио и связь. Электросвязь № 7, 2002 г.
  15. 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.
  16. М.И., Разумов Л. Д., Соколов C.A. Электромагнитные влияния на сооружения связи. М.: Связь, 1979 г.
  17. Agrawal А.К. et al. Experimental Characterization of Multiconductor Transmission Lines in the Freguency Domain. IEEE Trans., v. EMC-21, № 1, 1979, pp. 20. .27.
  18. B.B. Анализ характеристик составляющих компонентов радиорелейных станций с точки зрения влияния на них электромагнитных излучений.- СПб.: Сборник трудов Российской НТК «Электромагнитная совместимость 2002 г.
  19. Физика ядерного взрыва: В 2 т. -М.: Наука. Физматлит, 1997 г.
  20. Casey F.K., Vance E.F. EMP Coupling Trough Cable Shields. IEEE Trans., v. EMC-20, № 1, 1978, pp. 100.106
  21. Э.Ф. Влияние электромагнитных полей на экранированные кабели. М.: Радио и связь, 1982 г.
  22. Aguet М. Et al. Transient Electromagnetic Field Coupling to Long Shielded Cables. IEEE Trans., v. EMC-22, № 4, 1980, pp. 276.280.
  23. Agrawal A.K. et al. Transient Response of Multiconductor Transmission Lines Excited by a Nonuniform Electromagnetic Field. IEEE Trans., V. EMC-22, № 2, 1980, pp. И9. Л29.
  24. Tesche F.M. Recent Developments in Electromagnetic Field Coupling to Transmission Lines. Proc. of 4 th Symphosium and Technical Exhibition on EMC. Zurich, March 1981, p. p 249.254.
  25. А.П. К вопросу об импульсных электрических наводках в протяженных кабельных линиях. М.: Техника средств связи, сер. ТРС, вып. 1, 1981 г.
  26. Л.О. Оценка электромагнитных наводок в коротких кабельных соединениях аппаратуры средств связи. М.: Техника средств связи, сер. ТРС, вып.1, 1983 г.
  27. Sunde E.D. Earth Conduction Effects in Transmission Systems. Van Nostrand. № 4. 1994.
  28. В.В. Повышение надежности систем связи с помощью защиты электрооборудования от импульсных перенапряжений. Пенза.: ПГТУ. Труды международного симпозиума «Надежность и качество-2002», 2002 г.
  29. В.В., Медведев Ю. А., Коленский Л .Я. Проводящие оболочки в импульсном электромагнитном поле. -М.: Энергоатомиздат, 1982 г.
  30. Д.Н. Основы теории электромагнитного экранирования. Л.: Энергия, 1975 г.
  31. Gut J. Einfuring in die Grundladen Des NEMP Phanomans. Zivilverteidigung, Nr.3. 1983, pp. 12.21.
  32. B.B. Методы расчета электромагнитных полей, приникающих внутрь экранирующих конструкций СПб.: Сборник трудов Российской НТК «Электромагнитная совместимость», 2002 г.
  33. В.В. Методы расчета воздействия электромагнитных излучений на апертурные антенны наземных подвижных PPC, ТРС, ССС. -СПб: Сборник трудов Российской НТК «Электромагнитная совместимость», 2002 г.
  34. М.В., Кадомская К. П., Левинштейн М. Л. и др. Перенапряжения и защита от них в воздушных и кабельных электропередачах высокого напряжения. -Л.: Наука. 1988 г.
  35. Н. В., Бобалев C.B., Иванов Л. Н., Парфенов Ю. В. Стандарты МЭК на устойчивость к электромагнитному импульсу.- СПб.: Тезисы докладов V Российской НТК «Электромагнитная совместимость технических средств и биологических объектов», 1998 г.
  36. Э. Электромагнитная совместимость. Основы ее обеспечения в технике. -М.: Энергоатомиздат, 1995 г.
  37. H.H. Защита от опасных напряжений транзисторных усилителей. М.: Связь, 1976 г.
  38. Справочник по радиорелейной связи. Под редакцией С. В. Бородича. -М.: Радиосвязь, 1981 г.
  39. A.C., Рыжков Е. В. Системы связи и радиорелейные линии. М.: Связь, 1980 г.
  40. Л.И. и др. Тропосферная связь. М.: Воениздат, 1984 г.
  41. В.И., Болотов Е. А., Летунова Н. И. Радиоэлектронные средства и мощные электромагнитные помехи. -М.: Радио и связь, 1987 г.
  42. С.А., Фриис У. Т. Антенны. -М.: Советское радио, 1955 г.
  43. А.З. Антенно-фидерные устройства. -М., Связь, 1977 г.
  44. В.В., Попов Б. В. Ограничители для защиты радиоэлектронной аппаратуры от перенапряжений. М.: Зарубежная электронная техника, вып № 2, 1983 г.
  45. В.В. Проводящие оболочки в импульсном электромагнитном поле. -М.: Энергоатомиздат. 1982 г.
  46. A.A. Методы расчета электромагнитного импульса ядерного взрыва внутри экранированных сооружений. ВИА им. Ф. Э. Дзержинского, 1970 г.
  47. Miller D.A., Bridges I.E. IEEE Trans., v. EMC-10, № 1, 1968.
  48. A.M., Белинский И. Л. Методика расчета магнитной составляющей электромагнитного импульса внутри немагнитных экранов. -М.: Радиоэлектроника, 1980 г.
  49. A.M., Белинский И. Л. Методика расчета параметров ЭМИ ядерного взрыва внутри экранов. -М.: Радиоэлектроника, № 9, 1981 г.
  50. Я.Р. Проникновение электромагнитного импульса специального высотного ядерного взрыва в полость плоского экрана. -М.: Вопросы радиоэлектроники, сер. РЛТ, вып. 13, 1973 г.
  51. В.Н. и др. Импульсная характеристика цилиндрического экрана. -М.: Вопросы радиоэлектроники, сер. ТСУ, вып.1, 1978 г.
  52. Lee K.S.H., Bedrosian G. Diffusive Electromagnetic Penetration into Metallic Enclosures. IEEE Trans., v. AP-27, № 2, 1979.
  53. А.П., Мырова Л. О. О проникновении магнитного поля ЭМИ ядерного взрыва в сплошные проводящие экраны. -М.: Техника средств связи, сер. ТРС, вып.1, 1982 г.
  54. Bouwkamp C.J. Theoretical and Numerical Treatment of Diffraction through a Circular Aperture. IEEE Trans., v. AP-18, 1970.
  55. Rahmat-Samii Y., Mittra R. Electromagnetic Coupling trough Small Apertures in a Conducting Screen. IEEE Trans., v. AP-25, № 2, 1977.
  56. Butler C.M. et al. Electromagnetic Penetration through Apertures in Conducting Surfaces. IEEE Trans., v. EMC 20, № 1, 1978.
  57. B.A., Класс B.A., Сапунов A.A. Импульсные электромагнитные поля, возбуждаемые отверстиями в замкнутых экранированных объемах. М.: Техника средств связи, сер. ТРС, вып. 1, 1984 г.
  58. Vance E.F. Electromagnetic Interference Control. IEEE Trans., v. EMC-22, № 4, 1980r.
  59. Butler C.M., Umashankar K.R. Electromagnetic Excitation of a Wire through an Aperture Perforated Conducting Screen. IEEE Trans., v. AP-24, № 4, 1976 r.
  60. Davis W.A. Bounding EMP Interaction and Coupling. IEEE Trans., v. AP-29, № 6, 1981r.
  61. А.Д., Данилов Д. Н., Болотов Е. А. Влияние ЭМИ ЯВ на работу бортовых приемных устройств. М.: Радиоэлектроника, вып. 6, 1982 г.
  62. С., Циммерман Г. Электронные цепи, сигналы и системы. М.: ПМЛ, 1963 г.
  63. В.П., Петренко А. И. Алгоритмы анализа электронных схем. М.: Соврадио, 1976 г.
  64. Чуа Л.О., Лин П. М. Машинный анализ электронных схем. М.: Энергия, 1980 г.
  65. Лекции по гражданской обороне. М.: 1979 г. 71.3амышляев Б.В., Сикарев В. А. Состояние, основные результаты и перспективы развития исследований по проблеме ЭМИ ядерных взрывов. -М.: Радиоэлектроника, вып. 1−2, 1978 г.
  66. В.В. Радиорелейная связь. М.: Связь, 1979 г.
  67. Я.С. Приближенный метод анализа переходных процессов в сложных линейных цепях. М.: Сов. радио, 1969 г.
  68. Harrisson C.W. Transient Electromagnetic Field Propagation through Infinite Sheets into Spherical Shells and into Hollow Cylinders. IEEE Trans., v. AP-12, № 3,1964.
  69. Lee K.S.H. Two Parallel Terminated Conductors in External Fields. IEEE Trans, v. EMC-20, 1978, № 2, pp. 288−295.
  70. Lee K.S.H. On the Forsing Function for Externally Exited Transmission lines. IEEE Trans, v. EMC-23, 1981, № 1, pp. 44−45.
  71. В.В. Электродинамика и распространение радиоволн. М.: Наука, 1978
  72. В.В. Некоторые вопросы создания радиорелейных систем связи, устойчивых к воздействию мощных импульсных электромагнитных помех. М.: Технология ЭМС, вып. 2, 2002 г.
  73. В.Н. Воздействие ЭМИ высотного ядерного взрыва на линии связи.- СПб.: Сборник докладов. Международный симпозиум по ЭМС и электромагнитной экологии, 1995 г.
Заполнить форму текущей работой