|
72 Оценка воздействия сверхкоротких импульсов электромагнитного поля на печатные платы. В последнее время, благодаря бурному развитию сверхширокополосной связи и радиолокации и связанных с ним успехах в области генерирования сверхкоротких электромагнитных импульсов (СК ЭМИ), создались предпосылки к созданию мобильных средств электромагнитного воздействия. Эти средства могут быть использованы для преднамеренного воздействия на жизненно важные элементы современной инфраструктуры (системы связи и передачи информации, системы управления различными процессами, системы обеспечения безопасности) с целью шантажа или диверсии. В связи с этим возникает необходимость в исследованиях воздействия СК ЭМИ на данные объекты и разработке методов и средств защиты от электромагнитного терроризма. Существует ряд основных путей воздействия СК ЭМИ на БЦВМ: проникновение внутрь защитных экранов токов, наведенных на внешние элементы антенны и линии связи; прохождение полей через неоднородности в экранах щели и отверстия; непосредственное воздействие полей на незащищенные элементы технических средств ( печатные платы, чипы, проводники). В данном разделе рассматриваем методы расчета воздействия и результаты исследований применительно к элементам систем БЦВМ. Оценка величины наводок ЭМИ на печатные платы, чипы и другие элементы технических систем с использованием расчетных методов рассматривалась в [53]. Формулировка задачи Под СК ЭМИ, в соответствии с определением проекта международного стандарта МЭК 61000-2-13 [13], понимаются сигналы, имеющие относительную ширину спектра по уровню 3 дБ более 25%. Мы рассматриваем здесь СК импульсы с явно выраженной временной зависимостью, формируемые излучающей антенной, возбуждаемой генератором импульсного напряжения. Как правило, СК импульсы имеют общую длительность от сотен пикосекуид до нескольких наносекунд и содержат до нескольких «полупериодов» колебаний. Длительности фронта импульсов современных СКИ излучателей лежат в диапазоне 10—10 410-9с, амплитуды на расстояниях ~ 10 м от раскрыва антенны могут достигать ~ 100 кВ/м. В качестве объектов воздействия рассматриваются проводящие структуры из проволоки круглого сечения, не имеющие точек ветвления, находящиеся в однородной непроводящей среде (воздух, вакуум). Направление распространения воздействующего электромагнитного поля произвольное. Метод моментов Расчет токов, наводимых на проволочные структуры при воздействии сверхширокополосных импульсов электромагнитного поля (ЭМП), частный случай задачи о взаимодействии электромагнитного поля и проводящего объекта. Для решения данной задачи может быть использован метод моментов на основе интегрального уравнения электрического поля (ИУЭП). Мы используем здесь ИУЭП в частотном представлении [33 ]: 0(oX(6+v®(P)L=Ё;т -zM |
72 3.3 Расчет токов для модельной геометрии и оценка эффективности поражающего действия ЭМИ различных источников на технические средства С использованием вышеописанного метода и разработанной на его основе программы решен ряд модельных задач по расчету взаимодействия электромагнитного поля с проводящими объектами. Оценка воздействия сверхширокополосных импульсов электромагнитного поля на печатные платы. В последнее время, благодаря бурному развитию сверхширокополосной (СШП) связи и радиолокации и связанных с ним успехах в области генерирования сверхширокополосных электромагнитных импульсов (СШП ЭМИ), создались предпосылки к созданию мобильных средств электромагнитного воздействия. Эти средства могут быть использованы для преднамеренного воздействия на жизненно важные элементы современной инфраструктуры (системы связи и передачи информации, системы управления различными процессами, системы обеспечения безопасности) с целью шантажа или диверсии. В связи с этим возникает необходимость в исследованиях воздействия СШП импульсов на данные объекты и разработке методов и средств защиты от электромагнитного терроризма. Существует ряд основных путей воздействия СШП ЭМИ на видеосистемы: проникновение внутрь защитных экранов токов, наведенных на внешние элементы антенны и линии связи; прохождение полей через неоднородности в экранах щели и отверстия; непосредственное воздействие полей на незащищенные элементы технических средств (печатные платы, чипы, проводники). В данной работе мы рассматриваем методы расчета воздействия и результаты исследований применительно к элементам систем видеопаблюдения. Оценка величины наводок на печатные платы, чипы и другие элементы технических систем возможна с использованием расчетных методов[53]. Формулировка задачи Под СШП, в соответствии с определением проекта международного стандарта МЭК 61000-2-13 [31 ], понимаются сигналы, имеющие относительную ширину спектра по уровню 3 дБ более 25%. Мы рассматриваем здесь СШП импульсы с явно выраженной временной зависимостью, формируемые излучающей антенной, возбуждаемой генератором импульсного напряжения. Как правило, СШП импульсы имеют общую длительность от сотен пикосекунд до 73 нескольких наносекунд и содержат до нескольких «полупериодов» колебаний. Длительности фронта импульсов современных СШП излучателей лежат в диапазоне КГ10 -ь 10 %, амплитуды на расстояниях ~ 10 м от раскрыва антенны могут достигать ~ 100 кВ/м. В качестве объектов воздействия рассматриваются проводящие структуры из проволоки круглого сечения, не имеющие точек ветвления, находящиеся в однородной непроводящей среде (воздух, вакуум). Направление распространения воздействующего электромагнитного поля произвольное. Метод моментов Расчет токов, наводимых на проволочные структуры при воздействии сверхширокополосных импульсов электромагнитного поля (ЭМП), частный случай задачи о взаимодействии электромагнитного поля и проводящего объекта. Для решения данной задачи может быть использован метод моментов на основе интегрального уравнения электрического поля (ИУЭП). Мы используем здесь ИУЭП в частотном представлении [ 53 ]: (j(0A(T) + VO( При этом геометрия объекта аппроксимируется прямолинейными проволочными отрезками, и каждому месту соединения двух проволочных отрезков (неграничному узлу) ставится в соответствие |