Способ оценки эффективности устройств экранирования радиоэлектронных средств Российский патент 2019 года по МПК G01R29/08 G01R31/00 H05K9/00 

Изобретение относится к области разработки устройств защиты от электромагнитного излучения, а именно, к способам и устройствам но оценке эффективности средств экранирования и может быть использовано при разработке защитных покрытий радиоэлектронной аппаратуры.

Известен способ определения эффективности экранирования методом сравнения [1]. Суть которого заключается в сравнении двух последовательных измерений электромагнитного поля - без экрана и с экраном.

Недостатком данного способа являются: необходимость применения габаритных экранированных камер (в зависимости от класса камер - неразборные и разборные); из проверяемого сооружения должны быть удалены или отнесены за пределы сектора максимального излучения антенны посторонние предметы, отражающие электромагнитную энергию; технологическая излучающая аппаратура, находящаяся внутри исследуемой экранированной камеры, перед проведением испытаний, должна быть выключена, в случае невозможности отключения технологической аппаратуры, испытания следует проводить на частоте отличающейся от частоты работы технологической аппаратуры.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному способу является способ, реализованный в работе [2].

Способ-прототип заключается в том, что измерение эффективности материалов защиты радиоэлектронных средств производится при помощи полубезэховой экранированной камеры (основанный на стандарте MIL-STD-285), набора антенн, генератора и приемника. Коэффициент экранирования это ключевой параметр при выборе материала для изготовления экранов от электромагнитных излучений. Коэффициент экранирования определяется как отношение интенсивности электромагнитного поля, измеренного до установки экрана и после его установки. Предполагается, что экран - это бесконечная плоскость, расположенная между источником сигнала и приемником. Зная плотность мощности электромагнитного поля, напряженность электрического поля и магнитного поля можно рассчитать коэффициент экранирования, используя следующие отношения:

SE[dB]=10 log(P1/P2),

SE[dB]=20 log(E1/E2),

SE[dB]=20 log(H1l/H2),

где P1 и P2 плотность мощности электромагнитного поля до экрана и после него, Е1 и Е2 напряженность электрической составляющей поля до экрана и после, H1 и Н2 напряженность магнитной составляющей поля до экрана после соответственно. Имея значения в относительных величинах достаточно вычислить их разницу для получения коэффициента экранирования

SE[dB]=E1[dB]-E2[dB],

где Е1 и Е2 напряженность электрической составляющей поля до экрана и после, соответственно.

Перед измерениями производится калибровка для получения значений сигнала без экрана. Антенны соосно устанавливаются друг напротив друга на расстоянии 2 м в безэховой камере (БЭК). На излучающую антенну подается высокочастотный сигнал. Мощность подаваемого сигнала записывается для использования при последующих измерениях. Уровень сигнала с приемной антенны записывается и используется в последующих вычислениях коэффициента экранирования.

Для проведения измерений используется БЭК, внутри которой устанавливаются: генератор, усилитель, излучающая антенна и вспомогательное оборудование. Снаружи камеры устанавливаются измерительный приемник и приемные антенны. Антенны располагаются соосно и направляются с разных сторон на панель ввода БЭК, вместо которой последовательно устанавливаются измеряемые образцы.

Данный способ имеет следующие недостатки: необходимость использования для проведения измерений габаритной БЭК; сложность реализации и высокая требовательность к условиям проведения эксперимента; невозможность оценки эффективность конкретных конструкций устройств экранирования.

Технический результат предполагаемого изобретения - повышение эффективности оценки конкретных конструкций устройств экранирования; снижение сложности технологичности процедуры проведения экспериментальных исследований.

Технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе оценивание эффективности устройств экранирования осуществляется по качеству работы радиоэлектронных средств, защита которых необходима.

Изготавливается конструкция устройства экранирования для защиты конкретного радиоэлектронного средства (РЭС) и производится проверка эффективности его работы. Для этого используется измерительная установка включающая: источник СВЧ излучения (генератор с передающей антенной); генератор тестовых воздействий; запоминающее устройство; устройство сравнения. Для работы в автоматическом режиме возможно введение в состав измерительной установки устройства управления.

Источник СВЧ излучения предназначен для формирования дестабилизирующего воздействия на РЭС в виде внешнего СВЧ электромагнитного излучения. Генератор с антенной должны обеспечивать возможность перестройки частоты и мощности СВЧ излучения в заданных пределах.

Генератор тестовых воздействий служит для создания необходимого набора входных сигналов для РЭС.

Запоминающие устройство предназначено для хранения эталонных откликов РЭС на тестовые воздействия.

Устройство сравнения предназначено для сравнения откликов РЭС защищенных и не защищенных с помощью устройства экранирования при проведении экспериментальных исследований с эталонными откликами.

Устройство управления, запоминающее устройство и устройство сравнения могут быть реализованы на базе единой ЭВМ с соответствующим программным обеспечением.

Перед проведением измерений выполняют калибровку измерительной установки (фиг. 1). Для этого на защищаемое РЭС с генератора тестовых воздействий подается набор тестовых входных сигналов X. В запоминающем устройстве записываются отклики РЭС на тестовые воздействия Y₀, которые в дальнейшем будут приниматься за эталонные.

После чего на РЭС, не защищенное экраном, воздействуют СВЧ энергией и подают тот-же набор тестовых воздействий X, отклики РЭС на них - Y₁ с помощью устройства сравнения сравнивают с эталонными Y₀. Если они совпадают, то мощность СВЧ излучения повышают до того момента, пока Y₁≠Y₀ (сбой в работе РЭС). Значение величины мощности СВЧ излучения - P₁, при котором произошел сбой в работе РЭС, сохраняют в памяти запоминающего устройства (фиг. 2).

Затем помещают РЭС в устройство экранирования, процедуру измерений повторяют, подают набор тестовых воздействий X, сравнивают отклики РЭС на них - Y₂ с эталонными Y₀, постепенно мощность СВЧ излучения повышают до того момента, пока не произойдет сбой в работе РЭС (Y₁≠Y₀). Значение величины мощности СВЧ излучения - Р₂, при котором произошел сбой в работе защищаемого устройством экранирования РЭС, сохраняют в памяти запоминающего устройства (фиг. 3).

После чего выполняют расчет коэффициента экранирования соответствующего конкретной конструкции исследуемого устройства экранирования, используя следующие выражение

Применение предложенного способа позволит повысить эффективность оценки конкретных конструкций устройств экранирования, так как на величину полученного коэффициента экранирования К_Э будут оказывать влияние не только свойства материала защитного экрана, но и его конструктивное исполнение, а также «совместимость» с защищаемым РЭС. Кроме того, в предложенном способе для получения с высокой степенью достоверного результата исследований не требуется применение специальных дорогостоящих БЭК и соблюдения особых условий проведения эксперимента, что свидетельствует о снижении сложности технологичности процедуры проведения экспериментальных исследований.

Источники информации

1. ГОСТ 30373-95/ГОСТ Р 50414-92. Совместимость технических средств электромагнитная. Оборудование для испытаний. От 01.01.1997.

2. Метод оценки эффективности экранирования материалов, www/test-expert.ru/news/detail.php?ID=877, 2015.

Изобретение относится к области разработки устройств защиты от электромагнитного излучения, а именно к способам и устройствам по оценке эффективности средств экранирования, и может быть использовано при разработке защитных покрытий радиоэлектронной аппаратуры. Способ оценки эффективности устройств экранирования радиоэлектронных средств заключается в том, что для оценки эффективности устройств экранирования радиоэлектронных средств на них воздействуют внешним электромагнитным полем определенной интенсивности и определяют коэффициент экранирования. Для оценки коэффициента экранирования перед проведением измерений на защищаемое РЭС подается набор тестовых входных сигналов X, записывается отклик РЭС на тестовое воздействие Y₀ как эталонный, после чего на РЭС, не защищенное экраном, воздействуют СВЧ энергией, подают тот же набор тестовых воздействий X и сравнивают отклики РЭС на них Y₁ с эталонными Y₀, постепенно мощность СВЧ излучения повышают до того момента, пока Y₁≠Y₀ (сбой в работе РЭС), мощность СВЧ излучения Р₁, при которой произошел сбой в работе РЭС, запоминают, затем помещают РЭС в устройство экранирования, процедуру измерений повторяют и определяют мощность СВЧ излучения Р₂, при которой произошел сбой в работе защищенного устройством экранирования РЭС, расчет коэффициента экранирования, соответствующего конкретной конструкции исследуемого устройства экранирования, производится по следующему выражению

Технический результат - повышение эффективности оценки конкретных конструкций устройств экранирования, снижение требований к условиям проведения измерений и измерительной аппаратуре. 3 ил.

Способ оценки эффективности устройств экранирования радиоэлектронных средств, заключающийся в том, что для оценки эффективности устройств экранирования радиоэлектронных средств (РЭС) на них воздействуют внешним электромагнитным полем определенной интенсивности и определяют коэффициент экранирования, отличающийся тем, что оценивание эффективности устройства экранирования осуществляется по качеству работы радиоэлектронных средств, которые они защищают, для оценки коэффициента экранирования перед проведением измерений на защищаемое РЭС подается набор тестовых входных сигналов X, записывается отклик РЭС на тестовое воздействие Y₀ как эталонный, после чего на РЭС, не защищенное экраном, воздействуют СВЧ энергией, подают тот же набор тестовых воздействий X и сравнивают отклики РЭС на них Y₁ с эталонными Y₀, постепенно мощность СВЧ излучения повышают до того момента, пока Y₁≠Y₀ (сбой в работе РЭС), мощность СВЧ излучения P₁, при которой произошел сбой в работе РЭС, запоминают, затем помещают РЭС в устройство экранирования, процедуру измерений повторяют, подают набор тестовых воздействий X, сравнивают отклики РЭС на них Y₂ с эталонными Y₀, постепенно мощность СВЧ излучения повышают до того момента, пока Y₂≠Y₀, мощность СВЧ излучения P₂, при которой произошел сбой в работе защищенного устройством экранирования РЭС, запоминают, после чего выполняют расчет коэффициента экранирования, соответствующего конкретной конструкции исследуемого устройства экранирования, используя следующее выражение