Средства защиты от электромагнитных импульсов в сети

Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2014. Технические науки

Из рис. 2 видно, фильтры имеют протяженную высокочастотную полосу пропускания, при этом замена кондуктивной связи резонатора с трактом СВЧ на емкостную приводит к существенному подавлению мощности электромагнитных волн на частотах низкочастотной полосы заграждения.

Таким образом, в квазистатическом приближении рассчитаны конструкции микрополосковых фильтров верхних частот на многомодовом резонаторе в форме прямоугольной рамки. Высокие частотно-селективные свойства фильтра с емкостной связью резонатора с трактом СВЧ, обусловлены протяженной высокочастотной полосой пропускания с частотой среза 3 ГГц.

Библиографические ссылки 1. Бальва Я. Ф., Беляев Б. А., Ходенков С. А. Исследование микрополосковых многомодовых резонаторов и конструирование полосно-пропускающих

фильтров на их основе // Изв. вузов. Физика. 2012. Т. 55. № 8/3. С. 153-156.

2. Александровский А. А., Беляев Б. А., Лексиков А. А. Синтез и селективные свойства микрополосковых фильтров на шпильковых резонаторах со шлейфными элементами // Радиотехника и электроника. 2003. Т. 48. № 4. С. 398-405.

3. Беляев Б. А., Довбыш И. А., Лексиков А. А., Тюрнев В. В. Частотно-селективные свойства микро-полоскового фильтра на нерегулярных двухмодовых резонаторах // Радиотехника и электроника. 2010. Т. 55. № 6. С. 664-669.

4. Пат. 2475900 Российская Федерация. Микропо-лосковый полосно-пропускающий фильтр / Б. А. Беляев, С. А. Ходенков ; опубл. 20.02.2013.

© Ходенков С. А., Беляев Б. А., Ефремова С. В.,

Храпунова В. В., 2014

УДК 62-791.2

Т. Р. Шаймарданов Научный руководитель - Ф. Р. Исмагилов Уфимский государственный авиационный технический университет, Уфа

СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ОТ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ИМПУЛЬСОВ В СЕТИ

Исследован вопрос защиты от разных средств электромагнитного оружия и разработана схема по контролю и уменьшению таких воздействий с целью обеспечения времени для срабатывания защитных систем и сохранения работоспособности защищаемых устройств.

В современном мире интеграция электротехнических устройств в жизнь людей неоспорима. Поэтому остро стоит вопрос о защите электротехнических устройств от перепадов в сети. Необходимо разделять естественные скачки напряжения в сети и преднамеренные вызванные силовые деструктивные воздействия. Такие воздействия могут применяться для вывода из строя различного оборудования. Актуален вопрос исследования и разработки методов защиты и противодействия этой угрозе. Необходимо смодели-

ровать устройство, которое могло бы защитить от кратковременного импульса с напряжением, превышающего в несколько раз номинальное в 220 В. Основными каналами силового деструктивного воздействия на электронную аппаратуру являются: сети электропитания всех классов напряжения, контрольные кабели и проводные линии связи, компьютерные сети, эфир. Для обеспечения должной защиты необходимо экранирование объектов.

Структурная схема устройства защиты от электромагнитных импульсов в сети

Секция ««Электронная техника и технологии»

Представленная структурная схема содержит: устройство первичной защиты, которое обладает длительным временем срабатывания, но поглощает импульсы большой мощности;

устройство отключения и подключения, на которые приходят сигналы о переключении нагрузки на помехоподавляющий трансформатор и обратно;

трансформатор помехоподавляющий выполняет функцию понижения напряжения;

вторичный источник питания обеспечивают подачу заданного напряжения с наименьшими потерями и с нужными выходными характеристиками, выполняя стабилизацию напряжения и защитные функции.

бесперебойный источник питания, который в случае выхода из строя трансформатора из-за подачи больше рассчитанного напряжения обеспечивает надёжную подачу энергии к потребителю.

Трансформатор помехоподавляющий обеспечивает снижение напряжения и является замедляющим средством против электромагнитного импульса. Необходимо экранирование и заземление для нейтрализации электрических зарядов и полей. Смоделированное устройство обеспечивает защиты по напряжению при превышении номинального напряжения (220 В) в несколько раз, что и было оговорено в поставленной задаче. В случае воздействия импульса на порядок превышающего 220 В, то защита уже не в состоянии полностью поглотить импульс. Для этого, в качестве грубой защиты, могут быть использованы разрядники, ограничители напряжения и устройства защиты от импульсных перенапряжений.

© Шаймарданов Т. Р., 2014

УДК 621.372.543.2

В. А. Шокиров, И. В. Юшков Научный руководитель - Я. Ф. Бальва Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

ПОЛОСКОВЫЙ ПОЛОСНО-ПРОПУСКАЮЩИЙ СВЧ-ФИЛЬТР ДЛЯ ьтсс

Предложена миниатюрная конструкция полосно-пропускающего фильтра на основе четырехпроводниково-го полоскового резонатора на трехслойной подвешенной диэлектрической подложке. Фильтр планируется изготавливать по технологии многослойных интегральных схем на основе керамики с низкой температурой отжига (ЬТСС). Для демонстрации перспективности предложенной конструкции и возможности использования для его изготовления LTCC-технологии изготовлен макет полосно-пропускающего фильтра четвертого порядка.

Как известно, частотные фильтры являются неотъемлемой частью систем радиосвязи. Они в значительной степени определяют не только качество работы таких систем, но также их массогабаритные характеристики. Последний фактор особенно сильно проявляется в комплексах, которые работают в области частот метрового, а также нижней части дециметрового диапазона длин волн, где размеры традиционных резонаторов становятся неприемлемо большими.

На протяжении последних нескольких лет в институте физики имени Л. В. Киренского СО РАН занимались разработкой нового типа полосковых резонаторов на подвешенной подложке, на основе которых можно проектировать малогабаритные фильтры с высокими селективными характеристиками [1; 2]. Такие резонаторы представляют собой систему из металлических проводников, разделенных диэлектрическими слоями, в которых на нижайшей резонансной частоте, когда на длине каждого полоскового проводника укладывается четверть длины волны электромагнитного колебания, все проводники в резонаторе имеют одинаковое распределение высокочастотных токов и напряжений по их длине, т. е. ток в резонаторе поровну делится на все проводники, благодаря чему уменьшаются джоулевы потери в резонаторе. При этом увеличение числа проводников, из которых об-

разован резонатор, приводит к существенному уменьшению его продольных размеров.

Целью данной статьи ставится показать принципиальную возможность реализации фильтров на основе многопроводниковых резонаторов, описанных в [2], с помощью технологии многослойных интегральных схем на основе керамики с низкой температурой отжига (Low Temperature Cofired Ceramics - LTCC).

На рис. 1 приведена конструкция полоскового фильтра четвертого порядка, в котором каждый из резонаторов выполнен на трехслойной диэлектрической подложке 1, размещенной посередине между верхней и нижней стенкой металлического корпуса 3. Один под другим на поверхностях слоев диэлектрической подложки располагаются замкнутые одним концом на боковую стенку корпуса полосковые проводники 2. Внешние линии передачи кондуктивно подключаются к крайним резонаторам, расположенным в одной плоскости.

На рис. 2 приведена расчетная АЧХ четырехрезо-наторного монолитного фильтра, выполненного на основе материалов, применяемых в LTCC технологии. Конструктивные параметры фильтра были следующими. Материал диэлектрических слоев (керамических листов), заполняющих весь объем фильтра -DuPont 943 Green Tape (е = 7,4, tgS = 0,0005) толщиной 46 мкм (между полосковыми проводниками) и 1 мм