Меандровые структуры для защиты от импульсных помех: систематизация, классификация, теория и направления совершенствования
DOI: 10.21293/1818-0442-2025-28-2-29-41
☷
- О ТУСУРе
- Абитуриентам
-
Студентам
- Первокурсникам
- Расписание занятий
- Система дистанционного обучения
- Научно-образовательный портал
- Библиотека
- Групповое проектное обучение
- Журнал посещаемости
- Журнал успеваемости
- Клубы по интересам
- Спорт в ТУСУРе
- Профком студентов
- Содействие трудоустройству
- Облачное хранилище ТУСУРа
- Поддержка студенческих семей
- Поддержка участников СВО и их детей
- Многофункциональный центр
- Аспирантам
-
Сотрудникам
- Телефонный справочник
- Расписание занятий
- Система дистанционного обучения
- Научно-образовательный портал
- Библиотека
- Журнал посещаемости
- Журнал успеваемости
- Генератор рабочих программ
- Генератор ОПОП
- Генератор ИПРП
- Показатели эффективности труда ППС
- Спорт в ТУСУРе
- Профком сотрудников
- Облачное хранилище ТУСУРа
- Выпускникам
- Партнёрам
Аннотация: Проводится систематизация и классификация защитных меандровых структур. Они классифицированы по характеру диэлектрического заполнения, геометрии поперечного сечения, топологии и способу комбинирования. Показано, как последовательное усложнение структуры от простых симметричных витков до сложных гибридных систем позволяет наращивать эффективность защиты, достигая ослабления сверхкороткого импульса до 143 раз. Предложены формулы для оценки потенциального числа импульсов на выходе структуры, которые напрямую связаны с ее эффективностью. На основе этого анализа представлены теория разложения и методика синтеза меандровых структур с заданными характеристиками. Для демонстрации методики синтезирована и исследована новая структура с ослаблением сверхкороткого импульса до 17,6 раза, а электростатического разряда – до 2,5 раза. Представлены направления дальнейшего совершенствования меандровых структур.
Ключевые слова: меандровая линия, электромагнитная совместимость, защита от импульсных помех, сверхкороткий импульс, электростатический разряд, модальная фильтрация, связанные линии передачи, расщепление импульса, пассивное защитное устройство, гибридное устройство
Сведения о финансировании: Исследование выполнено при финансовой поддержке гранта Российского научного фонда 25-29-00139, https://rscf.ru/project/25-29-00139/ в ТУСУРе.
Библиография статьи:
Носов А. В. Меандровые структуры для защиты от импульсных помех: систематизация, классификация, теория и направления совершенствования / А. В. Носов // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники. – 2025. – Т. 28, № 2. – С. 29–41. DOI: 10.21293/1818-0442-2025-28-2-29-41
Авторы и правообладатели:
- Носов А. В. , Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники (Томск, Россия)
- 1. Сахаров К.Ю. Исследование функционирования локальной вычислительной сети в условиях воздействия сверхкоротких электромагнитных импульсов / К.Ю. Сахаров, А.А. Соколов, О.В. Михеев // Технологии ЭМС. – 2006. – № 3 (18). – С. 36–45.
- 2. Здухов Л.Н. Три возможных механизма возникновения отказов электронных устройств в результате электромагнитного воздействия / Л.Н. Здухов, Л.Н. Парфёнов, О.А. Тарасов, В.М. Чепелев // Технологии электромагнитной совместимости. – 2018. – № 2 (65). – С. 22–34.
- 3. Lee K.S. EMP interaction: principles, techniques, and reference data a handbook of technology from the EMP interaction notes. – Washington, D.C.: Hemisphere Pub. Corp, 1986.
- 4. Guillette D.S. Intentional electromagnetic irradiation of a microcontroller / D.S. Guillette, T.J. Clarke, С. Christodoulou // 2019 International conference on electromagnetics in advanced applications (ICEAA). – Spain, 09–13 September 2019. – P. 1214–1218.
- 5. Кечиев Л.Н. Защита электронных средств от воздействия статического электричества / Л.Н. Кечиев, Е.Д. Пожидаев. – М.: ИД «Технологии», 2005. – 352 с.
- 6. Weber S.P. Predicting parasitics and inductive coupling in EMI-filters / S.P. Weber, E. Hoene, S. Guttowski, J. John, H. Reichl // 21st IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition (APEC). – 2006. – Vol. 1. – P. 1157–1160.
- 7. Wang S. Effects of parasitic parameters on EMI filter performance / S. Wang, F.C. Lee, D.Y. Chen, W.G. Odendaal // IEEE Transactions on Power Electronics. –2004. – Vol. 19, No. 3. – P. 869–877.
- 8. Гизатулин Р.М. Помехоустойчивость и информационная безопасность вычислительной техники при электромагнитных воздействиях по сети электропитания: монография / Р.М. Гизатуллин, З.М. Гизатуллин. – Казань: Изд-во Казан. гос. техн. ун-та, 2014. – 142 с.
- 9. Капура И.А. Анализ методов и средств защиты радиоэлектронной аппаратуры от воздействия мощных электромагнитных излучений / И.А. Капура, Б.В. Бакуменко // Системы обработки информации. – 2010. – № 6. – С. 87–90.
- 10. Газизов Т.Р. Модальное разложение импульса в отрезках связанных линий как новый принцип защиты от коротких импульсов / Т.Р. Газизов, А.М. Заболоцкий // Технологии ЭМС. – 2006. – № 4 (19). – С. 40–44.
- 11. Пат. 79355 РФ. Модальный фильтр / Т.Р. Газизов и др. – № 2008127527/22; заявл. 07.07.08; опубл. 27.12.08, Бюл. № 36.
- 12. Заболоцкий А.М. Теоретические основы модальной фильтрации / А.М. Заболоцкий, Т.Р. Газизов // Техника радиосвязи. – 2014. – № 3. – С. 79–83.
- 13. Суровцев Р.С. Модальное разложение в полосковых меандровых линиях для защиты радиоэлектронных средств от кондуктивных импульсных помех субнаносекундной длительности: дис. … д-ра техн. наук. – Томск, 2024. – 366 с.
- 14. Малыгин К.П. Помехозащитные структуры на основе витка меандровой микрополосковой линии с улучшенными характеристиками: дис. … канд. техн. наук. – Томск, 2024. – 149 с.
- 15. Belousov A.O. From symmetry to asymmetry: the use of additional pulses to improve protection against ultrashort pulses based on modal filtration / A.O. Belousov, E.B. Chernikova, M.A. Samoylichenko, A.V. Medvedev, A.V. Nosov, T.R. Gazizov, A.M. Zabolotsky // Symmetry [Электронный ресурс]. – URL: https://www.mdpi.com/2073-8994/12/7/1117/pdf. – 2020. – Vol. 12(7), No. 1117. – P. 1–39.
- 16. Surovtsev R.S. Pulse decomposition in a turn of meander line as a new concept of protection against UWB pulses / R.S. Surovtsev, T.R. Gazizov, A.M. Zabolotsky // Proc. of Siberian conf. on control and communications. – Omsk, Russian Federation, 2015. – P. 1–7.
- 17. Surovtsev R.S. Simple method of protection against UWB pulses based on a turn of meander microstrip line / R.S. Surovtsev, A.V. Nosov, A.M. Zabolotsky // 16th International Conference of Young Specialists on Micro/Nanotechnologies and Electron Devices. – June 29 – July 3, 2015. – P. 175–177.
- 18. Nosov A.V. Revealing new possibilities of ultrashort pulse decomposition in a turn of asymmetrical meander delay line / A.V. Nosov, R.S. Surovtsev // XXI International Conference of Young Specialists on Micro/Nanotechnologies and Electron Devices. – Chemal, Russia, 29 June – 3 July, 2020. – P. 149–153.
- 19. Kim G.Y. Conditions for ultrashort pulse decomposition in multi-cascade protection devices based on meander microstrip lines / G.Y. Kim, A.V. Nosov, R.S. Surovtsev, T.T. Gazizov, A.E. Maximov // Journal of Physics: Conference Series. – 2020. – Vol. 1679. – P. 1–6.
- 20. Kim G.Y. Conditions for ultrashort pulse decomposition in multi-cascade protective devices based on meander lines with an asymmetric cross-section / G.Y. Kim, A.V. Nosov, R.S. Surovtsev // 2022 Ural-Siberian Conference on Biomedical Engineering, Radioelectronics and Information Technology. – Yekaterinburg, Russian Federation, 19–21 September 2022. – P. 131–135.
- 21. Nosov A.V. Ultrashort pulse decomposition in the turn of a meander microstrip line with a passive conductor / A.V. Nosov, R.S. Surovtsev // Journal of Physics: Conference Series. – 2021. – Vol. 1862. – P. 1–6.
- 22. Малыгин К.П. Ослабление сверхкороткого импульса в меандровой микрополосковой линии с двумя пассивными проводниками / К.П. Малыгин, А.В. Носов, Р.С. Суровцев // Журнал радиоэлектроники. – 2022. – № 7. – 24 с.
- 23. Сирица В.А. Разложение сверхкороткого импульса в каскадно соединенных 5-проводном микрополосковом модальном фильтре и витке меандровой микрополосковой линии / В.А. Сирица, Р.С. Суровцев, А.В. Носов // Матер. докл. междунар. науч.-практ. конф. «Электронные средства и системы управления»: в 2 ч. – Томск: В-Спектр, 2020. – Ч. 1. – С. 321–324.
- 24. Ким Г.Ю. Гибридный способ защиты от сверхкоротких импульсов на основе меандровой линии и газоразрядного устройства / Г.Ю. Ким, К.П. Малыгин, Е.С. Жечев, В.Ю. Конев, А.В. Носов // Системы управления, связи и безопасности. – 2024. – № 2. – С. 149–172.
- 25. Nosov A.V. Investigation of possibility of protection against electrostatic discharge using meander microstrip line / A.V. Nosov, R.S. Surovtsev, T.R. Gazizov // Journal of Physics: Conference Series. – 2018. – Vol. 1015, No. 2. – P. 1–6.
- 26. Носов А.В. Ослабление влияния электростатического разряда витком меандровой линии с лицевой связью // Системы управления, связи и безопасности. – 2023. – № 2. – С. 1–22.
- 27. Суровцев Р.С. Аналитические модели временного отклика полосковых устройств с модальными явлениями: монография / Р.С. Суровцев, З.М. Кенжегулова. – Томск: ТУСУР, 2023. – 172 с.
- 28. Malygin K.P. Attenuation of an ultrashort pulse in a folded meander microstrip line with two passive conductors / K.P. Malygin, A.V. Nosov, G.Y. Kim // International Journal of Circuit Theory and Applications. – 2024. – Vol. 52, No. 11. – P. 5630–5646.
-2026-1_%D0%BA%D0%BE%D0%BF%D0%B8%D1%8F.jpg)
Адрес редакции
Подписка на обновления
