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:
Информационно-вычислительная сеть на основе архитектуры клиент-сервер, предметная область Магазин бытовой техники
Компьютерная сеть обозначает
наборы связанных между собой автономных компьютеров. Два компьютера называются
связанными между собой, если они могут обмениваться информацией. Связь не
обязательно должна осуществляться при помощи медного провода. Могут
использоваться самые разнообразные средства связи, включая волоконную оптику,
...