МОДИФИЦИРОВАННАЯ МИКРОПОЛОСКОВАЯ ЛИНИЯ С УЛУЧШЕННОЙ ЗАЩИТОЙ ОТ СВЕРХКОРОТКИХ ИМПУЛЬСОВ Российский патент 2020 года по МПК H01P1/18 

Описание патента на изобретение RU2728327C1

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано для защиты радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) от сверхкоротких импульсов (СКИ).

В настоящее время для защиты РЭА от СКИ с опасно высоким напряжением применяют электронные компоненты. Но включаемые на входе РЭА мощные защитные компоненты обладают недостаточным быстродействием, делая защиту от СКИ не соответствующей паспортным данным компонентов, а быстродействующие защитные компоненты обладают недостаточной мощностью, делая защиту от мощных СКИ ненадежной, что оставляет нерешенной проблему защиты РЭА простыми средствами. В результате современные защитные электронные компоненты либо перегорают от воздействия мощных СКИ с опасно высоким напряжением, либо не успевают срабатывать, и защищаемая аппаратура выходит из строя. Поэтому необходима разработка новых устройств защиты от СКИ.

Известно «Устройство защиты от импульсных сигналов» [Газизов Т.Р., Заболоцкий A.M., Бевзенко И.Г., Самотин И.Е., Орлов П.Е., Мелкозеров А.О., Газизов Т.Т., Куксенко С.П., Костарев И.С., патент на изобретение 2431897, дата публикации: 2011.10.20], состоящее из трех параллельных проводников в диэлектрическом заполнении с равными расстояниями между ними, расположенными на одной стороне диэлектрической подложки или с расположением центрального проводника на обратной ее стороне, так, что в поперечном сечении устройства проводники одинаковы, имеют прямоугольную форму, а их длина выбрана так, что разность полных задержек четной и нечетной мод, возбуждаемых импульсным сигналом, больше его длительности, вторым проводником структуры является центральный проводник, первый и второй проводники на одном конце устройства электрически соединены с цепью источника импульсных сигналов, а на другом конце - с защищаемой цепью, и из двух резисторов, электрически соединенных со вторым и третьим проводниками на обоих концах устройства. Недостатком устройства является сложность конструкции.

Известна связанная микрополосковая линия с копланарно - желобковой линией на обратной стороне подложки [Н.Д. Малютин, А.Н. Сычев, Э.В. Семенов, А.Г. Лощилов. Регулярные и нерегулярные многосвязные полосковые структуры и устройства на их основе: расчет первичных параметров, импульсные измерения характеристик: монография / Н.Д. Малютин - Томск: Томск. гос. ун-т систем упр. и радиоэлектроники, 2012. - С. 109],

Недостатками устройства являются сложность конструкции и отсутствие у него возможности защиты от СКИ.

Наиболее близкой к заявляемому устройству является микрополосковая линия передачи [С.И. Бахарев, В.И. Вольман, Ю.Н. Либ и др. Справочник по расчету и конструированию СВЧ полосковых устройств // Под ред. В.И. Вольмана. - Москва: «Радио и связь», 1982 г. С.58], состоящая из проводящей пластины, на которой параллельно ей расположена подложка, на которой параллельно ей располагается проводник прямоугольного поперечного сечения. Недостатком устройства-прототипа является отсутствие у него возможности защиты от СКИ.

Предлагается микрополосковая линия, состоящая из проводящей пластины, на которой параллельно ей расположена подложка, на которой параллельно ей располагается проводник прямоугольного поперечного сечения, отличающийся тем, что в проводящей пластине есть два выреза, которые параллельны и равны по длине проводнику, а значения параметров поперечного сечения и длины линии обеспечивают выполнение условия: умноженное значение разности максимальной погонной задержки мод линии и наибольшей из остальных мод на длину линии не меньше суммы длительностей фронта, плоской вершины и спада сверхкороткого импульса, подающегося между проводником и проводящей пластиной, один конец проводника, образованного в проводящей пластине между двумя вырезами, не соединен с ней, а другой соединен.

Техническим результатом является возможность защиты от СКИ. Он достигается за счет разложения СКИ на импульсы меньшей амплитуды.

На фиг. 1а приведена эквивалентная схема заявляемой микрополосковой линии. Она состоит из трех параллельных проводников длиной м каждый. Первый проводник линии на одном конце соединен с источником СКИ, представленным на схеме идеальным источником э.д.с. Е и внутренним сопротивлением R1 (в самой линии источника СКИ нет). На другом конце первый проводник линии соединен с нагрузкой, представленный сопротивлением R4 (в самой линии нагрузки нет). Один конец проводника, образованного в проводящей пластине между двумя вырезами, не соединен с ней (режим XX - холостой ход), а другой соединен (режим КЗ - короткое замыкание), так что при моделировании принято R2=105 Ом в режиме «XX» или 10-3 Ом в режиме «КЗ» и R5=10-3 Ом или 105 Ом. R3 и R6 - малые сопротивления перемычек между частями разрезанной пластины, т.е. в самой линии этих резисторов как компонентов нет, а при моделировании принято R3=R6=0,001 Ом. Значения сопротивлений R1=R4=50 Ом. Воздействующий СКИ имеет форму трапеции с параметрами: амплитуда - 2 В, нарастание - 150 пс, плоская вершина - 200 пс, спад - 150 пс.

На фиг. 1б приведено поперечное сечение заявленной линии. Параметры поперечного сечения: εr - относительная диэлектрическая проницаемость, w1, w2, w3 и t - ширина и толщина проводников, h - толщина диэлектрика, s - расстояние между проводниками. Значения параметров: εr=4,5, w1=w2=2,1 мм, w3=0,5 мм, s=3,5 мм, h=0,18 мм, t=35 мкм.

Значения параметров поперечного сечения и длины линии обеспечивают выполнение условия

где (τ21) - разность максимальной погонной задержки мод линии и наибольшей из остальных, tr, td и tƒ - длительности фронта, плоской вершины и спада импульса соответственно.

Для демонстрации достижения технического результата выполнено моделирование временного отклика на воздействие СКИ, показавшее близкие значения первых двух мод (3,65 нс/м и 3,71 нс/м) и более высокое значение третьей моды (6,78 нс/м), так что разность погонных задержек третьей и второй мод составляет 3,07 нс/м. Выполнено моделирование временного отклика на воздействие СКИ при изменении граничных условий на концах пассивного проводника, а на фиг. 1 в, г приведены соответствующие формы сигналов в начале и конце линии. Амплитуды сигналов в конце линии при «XX-КЗ» и «К3-ХХ» одинаковы и равны 0,1 В. Таким образом, показан технический результат, на достижение которого направлена заявленная линия.

Похожие патенты RU2728327C1

название год авторы номер документа
МОДИФИЦИРОВАННАЯ МИКРОПОЛОСКОВАЯ ЛИНИЯ, ЗАЩИЩАЮЩАЯ ОТ СВЕРХКОРОТКИХ ИМПУЛЬСОВ 2019
  • Самойличенко Мария
  • Газизов Тальгат Рашитович
RU2732805C1
УСОВЕРШЕНСТВОВАННАЯ ЛИНИЯ ЗАДЕРЖКИ, ЗАЩИЩАЮЩАЯ ОТ СВЕРХКОРОТКИХ ИМПУЛЬСОВ С УВЕЛИЧЕННОЙ ДЛИТЕЛЬНОСТЬЮ 2016
  • Газизов Тальгат Рашитович
  • Суровцев Роман Сергеевич
  • Носов Александр Вячеславович
  • Куксенко Сергей Петрович
  • Газизов Тимур Тальгатович
RU2656834C2
ДВУХОТРЕЗКОВАЯ МИКРОПОЛОСКОВАЯ ЛИНИЯ С ДВУМЯ БОКОВЫМИ ЗАЗЕМЛЕННЫМИ ПРОВОДНИКАМИ, ЗАЩИЩАЮЩАЯ ОТ СВЕРХКОРОТКИХ ИМПУЛЬСОВ 2022
  • Газизов Тальгат Рашитович
  • Сагиева Индира
  • Секенова Айтгул
RU2784037C1
ДВУХОТРЕЗКОВАЯ МИКРОПОЛОСКОВАЯ ЛИНИЯ С ДВУМЯ СИММЕТРИЧНЫМИ ПРОВОДНИКАМИ СВЕРХУ, ЗАЩИЩАЮЩАЯ ОТ СВЕРХКОРОТКИХ ИМПУЛЬСОВ 2022
  • Газизов Тальгат Рашитович
  • Сагиева Индира
  • Секенова Айтгул
RU2788187C1
ЛИНИЯ ЗАДЕРЖКИ, ЗАЩИЩАЮЩАЯ ОТ СВЕРХКОРОТКИХ ИМПУЛЬСОВ С УВЕЛИЧЕННОЙ ДЛИТЕЛЬНОСТЬЮ 2016
  • Газизов Тальгат Рашитович
  • Суровцев Роман Сергеевич
  • Носов Александр Вячеславович
  • Куксенко Сергей Петрович
  • Газизов Тимур Тальгатович
RU2637484C1
ТРЕХОТРЕЗКОВАЯ МИКРОПОЛОСКОВАЯ ЛИНИЯ С ЗАЗЕМЛЕННЫМ ПРОВОДНИКОМ СВЕРХУ, ЗАЩИЩАЮЩАЯ ОТ СВЕРХКОРОТКИХ ИМПУЛЬСОВ 2024
  • Берсенев Макар Владимирович
  • Сагиева Индира
  • Газизов Тальгат Рашитович
RU2824760C1
УСОВЕРШЕНСТВОВАННАЯ МИКРОПОЛОСКОВАЯ ЛИНИЯ ЗАДЕРЖКИ ИЗ ДВУХ ОТРЕЗКОВ, ЗАЩИЩАЮЩАЯ ОТ СВЕРХКОРОТКИХ ИМПУЛЬСОВ 2023
  • Микола Павел
  • Суровцев Роман Сергеевич
  • Иванцов Илья Александрович
RU2813609C1
ЧЕТЫРЕХПРОВОДНАЯ ЗЕРКАЛЬНО-СИММЕТРИЧНАЯ СТРУКТУРА, ЗАЩИЩАЮЩАЯ ОТ СВЕРХКОРОТКИХ ИМПУЛЬСОВ 2015
  • Заболоцкий Александр Михайлович
  • Газизов Тальгат Рашитович
  • Куксенко Сергей Петрович
RU2624465C2
УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ОТ СВЕРХКОРОТКИХ ИМПУЛЬСОВ НА ОСНОВЕ КАСКАДНОГО СОЕДИНЕНИЯ ТРЕХПРОВОДНОГО МОДАЛЬНОГО ФИЛЬТРА И ВИТКА МЕАНДРОВОЙ ЛИНИИ С ЛИЦЕВОЙ СВЯЗЬЮ 2021
  • Ким Георгий Юрьевич
  • Носов Александр Вячеславович
  • Суровцев Роман Сергеевич
RU2772794C1
МЕАНДРОВАЯ МИКРОПОЛОСКОВАЯ ЛИНИЯ ЗАДЕРЖКИ, ЗАЩИЩАЮЩАЯ ОТ СВЕРХКОРОТКИХ ИМПУЛЬСОВ 2015
  • Суровцев Роман Сергеевич
  • Газизов Тальгат Рашитович
  • Носов Александр Вячеславович
  • Заболоцкий Александр Михайлович
  • Куксенко Сергей Петрович
RU2607252C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 728 327 C1

Реферат патента 2020 года МОДИФИЦИРОВАННАЯ МИКРОПОЛОСКОВАЯ ЛИНИЯ С УЛУЧШЕННОЙ ЗАЩИТОЙ ОТ СВЕРХКОРОТКИХ ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано для защиты радиоэлектронной аппаратуры от сверхкоротких импульсов. Предлагается устройство, состоящее из проводящей пластины, на которой параллельно ей расположена подложка, на которой параллельно ей располагается проводник прямоугольного поперечного сечения, отличающееся тем, что в проводящей пластине есть два выреза, которые параллельны и равны по длине проводнику, умноженное на длину линии значение разности максимальной погонной задержки мод линии и наибольшей из остальных не меньше суммы длительностей фронта, плоской вершины и спада сверхкороткого импульса, подающегося между проводником и проводящей пластиной, один конец проводника, образованного в проводящей пластине между двумя вырезами, не соединен с ней, а другой соединен, выбором параметров поперечного сечения обеспечивается минимизация амплитуды сигнала на выходе. Техническим результатом является возможность защиты от сверхкоротких импульсов. Технический результат достигается за счет разложения сверхкороткого импульса на импульсы меньшей амплитуды. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 728 327 C1

Микрополосковая линия, состоящая из проводящей пластины, на которой параллельно ей расположена подложка, на которой параллельно ей располагается проводник прямоугольного поперечного сечения, отличающаяся тем, что в проводящей пластине есть два выреза, которые параллельны и равны по длине проводнику, а значения параметров поперечного сечения и длины линии обеспечивают выполнение условия: умноженное значение разности максимальной погонной задержки мод линии и наибольшей из остальных мод на длину линии не меньше суммы длительностей фронта, плоской вершины и спада сверхкороткого импульса, подающегося между проводником и проводящей пластиной, один конец проводника, образованного в проводящей пластине между двумя вырезами, не соединен с ней, а другой соединен.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2020 года RU2728327C1

С.И
Бахарев и др
Справочник по расчету и конструированию СВЧ полосковых устройств, Под ред
В.И
Вольмана, М., "Радио и связь", 1982 г., c
Способ окисления боковых цепей ароматических углеводородов и их производных в кислоты и альдегиды 1921
  • Каминский П.И.
SU58A1
RU 2015114495 A, 10.11.2016
МИКРОПОЛОСКОВАЯ ЛИНИЯ СО СТАБИЛЬНОЙ ЗАДЕРЖКОЙ 2013
  • Салов Василий Константинович
  • Газизов Тальгат Рашитович
  • Заболоцкий Александр Михайлович
RU2584502C2
УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАРУШЕНИЯ РАБОТЫ АППАРАТУРЫ ЗА СЧЕТ РАЗЛОЖЕНИЯ И ВОССТАНОВЛЕНИЯ ИМПУЛЬСОВ 2010
  • Газизов Тальгат Рашитович
  • Заболоцкий Александр Михайлович
  • Бевзенко Иван Геннадьевич
  • Самотин Иван Евгеньевич
  • Орлов Павел Евгеньевич
  • Мелкозеров Александр Олегович
  • Газизов Тимур Тальгатович
  • Куксенко Сергей Петрович
  • Костарев Игорь Степанович
RU2431897C1
CN 107425236 A, 01.12.2017.

RU 2 728 327 C1

Авторы

Самойличенко Мария

Газизов Тальгат Рашитович

Даты

2020-07-29Публикация

2019-12-09Подача