Задача борьбы с электромагнитными воздействиями возникла почти одновременно с электроникой, но в то время самостоятельного значения не имела и особых трудностей для своего решения не представляла. Трудности появились с увеличением количества технических средств, в частности электронных средств (ЭС), усложнением их функций и созданием средств нового назначения. К тому же данная проблема приобретает большую значимость в силу следующих причин:
- рост восприимчивости элементной базы к внешним электромагнитным воздействиям;
приближение ЭС к объекту управления, являющегося источником помех;
возрастание числа и мощности источников индустриальных и электромагнитных воздействий;
появление устройств, способных генерировать мощные электромагнитные импульсы;
вступление России в ВТО (Всемирную торговую организацию) и гармонизация стандартов [1].
В последнее десятилетие над современным обществом нависла угроза электромагнитного терроризма - преднамеренного мощного электромагнитного воздействия на ЭС. Средства электромагнитного терроризма (СЭТ) могут быть разработаны для генерации импульсов с разными характеристиками, но для ЭС наибольшую опасность представляют сверхкороткие электромагнитные импульсы (СК ЭМИ). Характеристики СК ЭМИ приведены в табл. 1 [1]. Достаточно просто СК ЭМИ генерируются современными полупроводниковыми приборами. На их основе в последние годы появились новые мощные стационарные и мобильные генераторы, излучающие периодические и однократные мощные СК ЭМИ [2].
Особенностью данного типа излучения является соразмерность длительности воздействующих импульсов с длительностью рабочих импульсов, сопровождающих обработку цифровой информации в ЭС. Кроме того, такие устройства обладают новыми качествами, отсутствующими у традиционных источников мощных электромагнитных воздействий - сверхширокополосностью и большой амплитудой [2].
Таблица 1. Характеристики СК ЭМИ
|
Пиковая мощность в антенне |
2-20 ГВт |
|
Длительность импульса |
< 10 нс |
|
Время фронта |
< 1 нс |
|
Энергия на выходе генератора |
5 - 500 Дж |
|
Диапазон частот |
100 МГц - 50 ГГц |
|
Частота повторения |
Импульс - десятки Гц |
|
Облучаемая поверхность |
< 10 км2 |
|
Дальность |
< 100 м |
сверхкороткий импульс цифровой электромагнитный
Проведенные первые экспериментальные исследования стойкости цифровых ЭС к воздействию СК ЭМИ показали, что с уменьшением длительности фронта воздействующего поля снижается эффективность применяемых защитных устройств, усиливается проникновение электромагнитных полей через неоднородности в корпусах и увеличиваются амплитуды наведенных токов и напряжений на выходах антенно-фидерных устройств, кабелей и проводов, расположенных вне экранов или имеющих плетеные и витые экраны, что приводит к ложным срабатываниям или катастрофическим отказам ЭС [2].
С учетом изложенного следует, что в настоящее время СК ЭМИ являются новой серьезной угрозой для ЭС. Существующие тенденции в развитии источников сверхмощных СК ЭМИ обуславливают необходимость проведения широких исследований, направленных на обеспечение стойкости современных ЭС к такого рода электромагнитным воздействиям [2]. Кроме того, возникает необходимость проведения исследований воздействия СК ЭМИ на цифровые ЭС в помещениях зданий. Это обусловлено насыщением современных зданий цифровыми ЭС и системами, восприимчивыми к внешним электромагнитным воздействиям. В настоящее время цифровые ЭС являются основным ядром жизнеобеспечения, безопасности и информатизации в современных зданиях. Сбой в работе цифровых ЭС и систем приведет к нарушению функционирования данных систем, и соответственно затруднит выполнение основных функций, возложенных на здание в целом [3].
Следовательно, задача исследования воздействия СК ЭМИ на ЭС является в настоящее время особенно актуальной. Реализация общих требований и основных мероприятий, направленных на повышение стойкости цифровых ЭС к воздействиям СК ЭМИ, непосредственно связана с достоверной (экспериментальной, расчетной или экспериментально-расчетной) оценкой уровней напряжений и токов, наведенных на ЭС [3].
Все вышеперечисленное обуславливает актуальность дипломной работы по данной проблеме.
Объектом исследования работы являются ЭС и электромагнитная обстановка в помещении.
Целью дипломной работы является исследование электромагнитной обстановки в помещении при воздействии сверхкоротких электромагнитных импульсов на цифровые электронные средства.
Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:
. Выбор средств и описание метода для исследования электромагнитной обстановки в помещении.
. Разработка модели источника СК ЭМИ.
. Моделирование электромагнитной обстановки в помещении при воздействии СК ЭМИ на цифровые ЭС.
. Сравнение результатов моделирования с экспериментальными результатами.
Самое читаемое:
Метод частотной модуляции радиотехнического сигнала
За последнее время существенно повысился технический уровень
электронной техники. Быстрое развитие требует создания все более точного и
сложного автоматизированного технологического оборудования для изобретения
более сложных и совершенных устройств с лучшими характеристиками и параметрами,
меньшими габаритами.
Для у ...