Report
Устройство защиты от импульсных сигналов с опорным проводником в виде боковых полигонов и наличием комбинационных импульсов во временном отклике
| Τίτλος: | Устройство защиты от импульсных сигналов с опорным проводником в виде боковых полигонов и наличием комбинационных импульсов во временном отклике |
|---|---|
| Στοιχεία εκδότη: | Системы управления, связи и безопасности, 2025. |
| Έτος έκδοσης: | 2025 |
| Θεματικοί όροι: | комбинационные импульсы, модальная фильтрация, intentional interference, электромагнитная совместимость, преднамеренные помехи, protection device, modal filtration, устройство защиты, electromagnetic compatibility, ultrashort pulse, сверхкороткий импульс, combinational pulses |
| Περιγραφή: | Problem statement. In conditions of increasing complexity of electromagnetic environment, increasing operating frequencies, increasing sensitivity of radio-electronic means (REM) and high density of their layout, the urgency of ensuring electromagnetic compatibility is growing. One of the key tasks of EMC is to improve interference immunity and protection of REM from interfering electromagnetic influences. A special danger is posed by ultra-short pulses (USP), including pre-designed electromagnetic effects, which can cause malfunctions in REM functioning or disable their separate elements. Short duration of the impact and a wide band of the USPs spectrum make their suppression by traditional protection devices much more difficult. In this connection there is a necessity to develop new protection devices capable to effectively counteract USP and ensure stable operation of REM. Purpose is to present a new device for protection against impulse signals based on a strip structure with a reference conductor in the form of side polygons and the presence of combinational pulses in the time response. Methods. In the process of development of the new protection device, the principle of modal decomposition of USP into a sequence of pulses of smaller amplitude was applied due to the difference of modal delays propagating in a strip transmission line with inhomogeneous dielectric filling. To confirm the operability of the proposed solution, quasi-static simulation of the time response of the device to the USP excitation has been performed. The calculation of the primary and secondary per-unit-length parameter matrices was carried out using the method of moments. Novelty. A protection device with a reference conductor in the form of side polygons is proposed, differing in diagram asymmetry, realised by connecting two conductors by a bridge at the far end in three different ways, which leads to the formation of a meander line turn consisting of two cascaded half-turns. As a result, in the time response of the device appear combinational pulses with delays that are not multiples of per-unit-length mode delays, which are a new resource for improving the efficiency of protection, as they allow to reduce the amplitude of interference and redistribute the energy in time, improving the protective characteristics of the device.Results. A new protection device is developed that provides decomposition of USP into a sequence of pulses of smaller amplitude, including combinational pulses. The proposed device achieves equalisation of time intervals between decomposition pulses, which leads to an increase in the minimum value of the time interval and, as a consequence, in the total duration of the input pulse signal subject to full decomposition. Practical relevance. The developed device can be applied in critical radio-electronic systems, including aviation, space and telecommunication complexes, where reliability of operation in the conditions of electromagnetic interference is of paramount importance. Постановка задачи: в условиях усложнения электромагнитной обстановки, увеличения рабочих частот, повышения чувствительности радиоэлектронных средств (РЭС) и высокой плотности их компоновки возрастает актуальность обеспечения электромагнитной совместимости (ЭМС). Одной из ключевых задач ЭМС является повышение помехоустойчивости и защита РЭС от помеховых электромагнитных воздействий. Особую опасность представляют сверхкороткие импульсы (СКИ), включая преднамеренные электромагнитные воздействия, способные вызывать сбои в функционировании РЭС или выводить из строя их отдельные элементы. Малая длительность и широкий спектр СКИ значительно затрудняют их подавление традиционными средствами защиты. В связи с этим возникает необходимость в разработке новых устройств защиты, способных эффективно противодействовать СКИ и обеспечивать устойчивую работу РЭС. Цель работы – представить новое устройство защиты от импульсных сигналов на основе полосковой структуры с опорным проводником в виде боковых полигонов и наличием комбинационных импульсов во временном отклике. Используемые методы: в процессе разработки нового устройства защиты применено модальное разложение СКИ на последовательность импульсов меньшей амплитуды за счет различия погонных задержек мод, распространяющихся в полосковой линии передачи с неоднородным диэлектрическим заполнением. Для подтверждения работоспособности предложенного решения выполнено квазистатическое моделирование временного отклика устройства на воздействие СКИ. Расчет матриц первичных и вторичных погонных параметров осуществлялся методом моментов. Новизна: предложено устройство защиты с опорным проводником в виде боковых полигонов, отличающееся схемной асимметрией, реализуемой путем соединения двух проводников перемычкой на дальнем конце тремя различными способами, что приводит к формированию витка меандровой линии, состоящего из двух последовательно соединенных полувитков. В результате этого, во временном отклике устройства появляются комбинационные импульсы с задержками, не кратными задержками мод, которые служат новым ресурсом для повышения эффективности защиты, так как позволяют эффективнее снижать амплитуду помехового воздействия и перераспределять энергию во времени, улучшая защитные характеристики. Результат: разработано новое устройство защиты, обеспечивающее разложение СКИ на последовательность импульсов меньшей амплитуды, включая комбинационные. В предлагаемом устройстве достигается выравнивание временных интервалов между импульсами разложения, что приводит к увеличению минимального временного интервала и, как следствие, общей длительности СКИ, который будет разлагаться полностью. Практическая значимость: разработанное устройство может быть применено в критически важных радиоэлектронных системах, включая авиационные, космические и телекоммуникационные комплексы, где надежность работы в условиях электромагнитных помех имеет первостепенное значение. |
| Τύπος εγγράφου: | Research |
| DOI: | 10.24412/2410-9916-2025-2-105-118 |
| Rights: | CC BY |
| Αριθμός Καταχώρησης: | edsair.doi...........820001edd6d77b4d6addc672aa82342c |
| Βάση Δεδομένων: | OpenAIRE |
| DOI: | 10.24412/2410-9916-2025-2-105-118 |
|---|