|
33 этапах проектирования и разработки радиоэлектронной аппаратуры и ее компонентов. Для этого на данных этапах проводятся расчеты с использованием математических моделей взаимодействия ЭМП с элементами БЦВМ. Каждый из методов наиболее хорошо подходит для решения определенного класса задач. Так, методы геометрической и физической оптики могут быть использованы при расчете отклика больших антенн (например, радиоастрономических радаров) или поля вблизи больших рассеивающих объектов. Полученные результаты могут служить исходными данными при решении другой части задачи другим методом (в частности, FDTD). Квазистатическое приближение (анализ на основе схем с сосредоточенными параметрами) и теория длинных линий могут применяться для расчета воздействия на конкретные устройства, при условии, что поперечные размеры линий передачи и размеры устройств малы. При этом должны быть заданы токи и напряжения на входах устройств и граничные условия для линий передачи. Методы конечных элементов (МКЭ) эффективны для моделирования объектов, содержащих проводники и диэлектрики произвольной формы. Они могут использоваться при расчете воздействия на такие элементы БЦВМ как, например, интегральные схемы. Однако при решении МКЭ 3-мерных задач имеются проблемы с моделированием незамкнутых геометрий. Метод моментов нашел широкое применение в антенном анализе и при решении задач об электромагнитом рассеянии. Он особенно эффективен при моделировании проволочных антенн или проволок, прикрепленных к большим проводящим поверхностям. Недостатком является невозможность моделирования неоднородной среды и сложных объектов из различных материалов. Методы FDTD и TLM, в которых расчет проводится непосредственно во временной области, незаменимы для неоднородных, нелинейных и частотнозависимых объектов или среды. Оба метода позволяют осуществлять параллельные вычисления на ЭВМ. К преимуществам метода FDTD относится также сравнительная простота расчетных соотношений и задания исходных данных. Основным из недостатков обоих методов является то, что объемные задачи, где имеются сложные мелкие детали, требуют больших вычислительных затрат. Однако этот недостаток компенсируется быстрым развитием вычислительной техники [33]. 1.4.2. Экспериментальные методы. Необходимо отметить, что любой реальный объект чрезвычайно сложен и имеет многочисленные внутренние связи. Поэтому вопрос о реальной стойкости БЦВМ к воздействию ЭМП может быть решен только путем экспериментальных исследований с использованием излучателей ЭМП. Эти вопросы требуют дальнейшего развития и они рассмотрены в последующих главах диссертации. Экспериментальная оценка стойкости осуществляется путем проведения испытаний (экспериментальных исследований) на моделирующих установках, создающих импульсные электромагнитные поля с характеристиками, соответствующими заданным требованиям или близким к ним. Экспериментальная оценка дает более достоверные результаты по сравнению с другими методами (полнее учитывает функциональные связи, конструктивные особенности), поэтому, если представляется возможность испытать объект в целом, то она является определяющей. |
29 лицензии на использование таких передатчиков. Основным недостатком инфракрасных систем является большая чувствительность к атмосферным помехам туману, снегу, дождю. Дальность действия такой системы не превышает 2 км. 1.3 Анализ современных методов оценки стойкости систем видеонаблюдения. 1.3.1. Расчетные методы. Современные технические системы представляют собой сложные устройства, содержащие в своем составе высокоинтегрированные элементы, работающие при малых уровнях сигналов. Это делает их уязвимыми к воздействию мощных электромагнитных излучений и обуславливает необходимость проведения исследований, направленных на обеспечение помехоустойчивости радиоэлектронной аппаратуры и ее компонентов. Наиболее достоверным путем оценки стойкости СВ к воздействию электромагнитных полей являются экспериментальные исследования. Однако необходимые меры радиоэлектронной защиты могут быть предусмотрены уже на этапах проектирования и разработки радиоэлектронной аппаратуры и ее компонентов. Для этого на данных этапах проводятся расчеты с использованием математических моделей взаимодействия ЭМП с элементами СВ. Каждый из методов наиболее хорошо подходит для решения определенного класса задач. Так, методы геометрической и физической оптики могут быть использованы при расчете отклика больших антенн (например, радиоастрономических радаров) или поля вблизи больших рассеивающих объектов. Полученные результаты могут служить исходными данными при решении другой части задачи другим методом (в частности, FDTD). Квазистатическое приближение (анализ на основе схем с сосредоточенными параметрами) и теория длинных линий могут применяться для расчета воздействия на конкретные устройства, при условии, что поперечные размеры линий передачи и размеры устройств малы. При этом должны быть заданы токи и напряжения на входах устройств и граничные условия для линий передачи. Методы конечных элементов (МКЭ) эффективны для моделирования объектов, содержащих проводники и диэлектрики произвольной формы. Они могут использоваться при расчете воздействия на такие элементы СВ как, например, интегральные схемы. Однако при решении МКЭ 3-мерных задач имеются проблемы с моделированием незамкнутых геометрий. 30 Метод моментов нашел широкое применение в антенном анализе и при решении задач об электромагнитном рассеянии. Он особенно эффективен при моделировании проволочных антенн или проволок, прикрепленных к большим проводящим поверхностям. Недостатком является невозможность моделирования неоднородной среды и сложных объектов из различных материалов. Методы FDTD и TLM, в которых расчет проводится непосредственно во временной области, незаменимы для неоднородных, нелинейных и частотнозависимых объектов или среды. Оба метода позволяют осуществлять параллельные вычисления на ЭВМ. К преимуществам метода FDTD относится также сравнительная простота расчетных соотношений и задания исходных данных. Основным из недостатков обоих методов является то, что объемные задачи, где имеются сложные мелкие детали, требуют больших вычислительных затрат. Однако этот недостаток компенсируется быстрым развитием вычислительной техники [ 20 ]. 1.3.2. Экспериментальные методы. Необходимо отметить, что любой реальный объект чрезвычайно сложен и имеет многочисленные внутренние связи. Поэтому вопрос о реальной стойкости СВ к воздействию СКИ ЭМП может быть решен только путем экспериментальных исследований с использованием излучателей СКИ ЭМП. Эти вопросы требуют дальнейшего развития и они рассмотрены в последующих главах диссертации. Экспериментальная оценка стойкости осуществляется путем проведения испытаний (экспериментальных исследований) на моделирующих установках, создающих импульсные электромагнитные поля с характеристиками, соответствующими заданным требованиям или близким к ним. Экспериментальная оценка дает более достоверные результаты по сравнению с другими методами (полнее учитывает функциональные связи, конструктивные особенности), поэтому, если представляется возможность испытать объект в целом, то она является определяющей [25-27]. В настоящее время разработаны различные типы излучателей СКИ ЭМП. К ним относятся излучатели на основе: антенной решетки из ТЕМ рупоров и излучатели на основе параболического рефлектора. Излучатель на основе антенной решетки из ТЕМ рупоров в общем случае состоит из возбуждающего генератора, импульсного коаксиального трансформатора на неоднородной линии, согласующего трансформатора-разветвителя (устройство для ввода высоковольтных импульсов напряжения в ТЕМ-рупорную антенну) и ТЕМ рупорной 92 ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ Рассмотрены современные расчетные методы оценки стойкости СВ к различным видам электромагнитных воздействий. Описаны несколько основных вычислительных методов решения задач • электродинамики с точки зрения их применимости к расчету воздействия импульсных сверхширокополосных электромагнитных полей на технические средства. Рассмотрены возможности и ограничения методов. Каждый из методов наиболее хорошо подходит для решения определенного класса задач. Так, методы геометрической и физической оптики могут быть использованы при расчете отклика больших антенн (например, радиоастрономических радаров) или поля вблизи больших рассеивающих объектов. Полученные результаты, могут служить исходными данными при решении другой части задачи другим методом (в частности, FDTD). Квазистатическое приближение (анализ на основе схем с сосредоточенными параметрами) и теория длинных линий могут применяться для расчета воздействия на конкретные устройства, при условии, что поперечные размеры линий передачи и размеры устройств малы. При этом должны быть заданы токи и напряжения на входах устройств и. граничные условия для линий передачи. Методы конечных элементов эффективны для моделирования объектов, содержащих проводники и диэлектрики произвольной формы. Они могут использоваться при расчете воздействия на такие элементы РТС как, например, интегральные схемы. Однако при решении МКЭ 3-мерных задач имеются проблемы с моделированием незамкнутых геометрий. Метод моментов нашел широкое применение в антенном анализе и при решении задач об электромагнитном рассеянии. Он особенно эффективен при моделировании проволочных антенн или проволок, прикрепленных к большим проводящим поверхностям. Недостатком является невозможность моделирования неоднородной среды и сложных объектов из различных материалов. Методы FDTD и TLM, в которых расчет проводится непосредственно во временной области, незаменимы для неоднородных, нелинейных и частотнозависимых объектов или. среды. Оба метода позволяют осуществлять параллельные вычисления па ЭВМ. К преимуществам метода FDTD относится также сравнительная простота расчетных соотношений и задания исходных данных. Основным из недостатков обоих методов |