Защита от электромагнитных излучений: материалы, технологии, конструкции

ПРЕДИСЛОВИЕ 7 ВВЕДЕНИЕ 8 ГЛАВА 1. ЗАЩИТА ОТ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ БИОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ 19 1.1. Введение в проблему 19 1.2. Особенности влияния электромагнитных излучений на биологические объекты 20 1.2.1. Результаты исследований влияния излучений обычного мобильного телефона на биологические объекты 20 1.2.2. Биологические действия электромагнитных полей 26 1.2.3. Последствия действия электромагнитных полей на здоровье человека 27 1.3. Современные методы и средства экранирования электромагнитных излучений 32 1.3.1. Взаимодействие ЭМИ с различными материалами 32 1.3.2. Типовые конструкции защитных экранов от ЭМИ 40 1.3.2.1. Металлические конструкции защитных экранов 40 1.3.2.2. Конструкции поглотителей ЭМИ 42 1.3.2.3. Влагосодержащие конструкции защитных экранов ЭМИ 59 1.4. Поглотители электромагнитных излучений 67 1.4.1. Гибкие конструкции поглотителей ЭМИ с жидкостными наполнителями 67 1.4.2. Влагосодержание волокнистых защитных материалов 72 1.4.3. Защита от радиоэкологических воздействий на биологические объекты с помощью гибких конструкций широкополосных экранов 75 1.5. Защита человека от воздействия низкочастотных электромагнитных помех 78 1.5.1. Введение в проблему 78 1.5.2. Исходные данные и методика экспериментальных исследований 79 1.5.3. Анализ результатов измерений магнитных полей автомобилей 81 1.5.4. Анализ результатов измерений магнитных полей электробытовых приборов 84 1.5.5.Оценка эффективности защиты от низкочастотных электромагнитных помех 86 1.5.6. Расчет эффективности экранирования магнитных материалов 88 ГЛАВА 2. ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ОРУЖИЕ: МЕХАНИЗМЫ ВОЗДЕЙСТВИЯ, ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ, МЕТОДЫ ЗАЩИТЫ 101 2.1. Место и роль электромагнитного оружия в информационной борьбе 101 2.1.1. Введение в проблему 101 2.1.2. Механизмы воздействия ЭМО на технические и биологические объекты 101 2.1.3. Способы реализации конструкции ЭМО 103 2.1.4. Тактика применения ЭМО 106 2.1.5. Основные методы защиты радиоэлектронных устройств от ЭМО 108 2.2. Оружие направленной энергии – DEW 109 2.2.1. Введение в проблему 109 2.2.2. Основные виды оружия направленной энергии 110 2.2.3. Основные направления развития DEW 112 2.3. Стратегия развития DEW в США: от Electronic Warvare к Electromagnetic Warvare 117 2.3.1. Основные положения стратегии обеспечения мирового лидерства США в электромагнитном спектре 117 2.3.2. Операции в электромагнитном спектре и электромагнитная война 120 2.3.3. Кибероперации и электромагнитная война 122 2.4. СВЧ-оружие наземного применения 125 2.4.1. Основные поражающие факторы и методы воздействия СВЧ-излучений на радиоэлектронную аппаратуру 125 2.4.2. Пути проникновения СВЧ-излучений в радиоэлектронную аппаратуру 127 2.4.3. СВЧ-оружие несмертельного действия 131 2.5. СВЧ-оружие атмосферного и космического применения 135 2.5.1. Радиочастотное космическое оружие 135 2.5.2. Космическое оружие на основе новых физических принципов 138 2.5.3. Лазерное оружие 140 2.5.4. Пучковое СВЧ-оружие 141 2.6. СВЧ-комплексы противодействия высокоточному оружию 143 2.6.1. Особенности применения высокоточного оружия 143 2.6.2. Принцип работы комплекса защиты от высокоточного оружия 147 2.7. Методы защиты от электромагнитных импульсов 150 2.7.1. Введение в проблему 150 2.7.2. Основные принципы защиты от ЭМИ 151 2.7.3. Методы повышения устойчивости радиоэлектронных средств к воздействию ЭМИ 154 2.7.4. Различие требований к ЗУ при разряде молнии и при ЭМИ 155 2.7.5. Зональное экранирование и выбор материала экрана 156 2.7.6. Комплексные решения по защите энергетических объектов от ЭМИ 158 ГЛАВА 3. КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЭМИ 164 3.1. Конструктивные методы защиты блоков и узлов радиоэлектронной аппаратуры от электромагнитного излучения 164 3.2. Практические рекомендации по выбору надежных фильтров для защиты электронных устройств от электромагнитного импульса 170 3.3. Особенности проектирования защитных устройств для РЭА с частотно-регулируемым приводом 178 3.4. Практические рекомендации по решению проблемы защиты от кондуктивных помех 181 3.5. Основные принципы экранирования радиоэлектронной аппаратуры 192 3.6. Применение многослойных пленочных электромагнитных экранов для защиты бортовой аппаратуры космических аппаратов от магнитных помех 198 3.7. Конструктивно-технологические особенности защитных многослойных пленочных экранов 208 3.7.1. Основы технологии формирования многослойных пленочных экранов 208 3.7.2. Защита от статических магнитных полей 210 3.7.3. Защита от низкочастотных электромагнитных полей 214 3.7.4. Защита от импульсных электромагнитных полей 216 3.7.5. Защита от квазистационарных электромагнитных полей 218 3.7.6. Методика оценки эффективности магнитостатического экранирования цилиндрическим экраном 228 3.8. Аналитический расчет эффективности экранирования конечной цилиндрической оболочкой 235 3.9. Заземление и экранирование как способы обеспечения электромагнитной совместимости электронных устройств 237 3.9.1. Основные виды систем заземления 237 3.9.2. Ближняя и дальняя зоны эмиссии помех 244 3.9.3. Уменьшение емкостной связи за счет экранирования 247 3.9.4. Особенности экранирования электромагнитных помех в устройствах промышленной электроники 249 3.9.5. Особенности экранирования электромагнитных помех катушек индуктивности 253 3.9.6. Защитные экраны кабелей 255 3.10. Особенности организации систем заземления электронной аппаратуры энергетических объектов 256 3.10.1. Заземление электронной аппаратуры – анализ неочевидных противоречий 256 3.10.2. Проблемы конвенциональных систем заземления 259 3.10.3. Особенности использования защитных фильтров в цепях заземления электронных устройств 262 3.10.4. Заземление типа «плавающая земля» 263 3.10.5. Оптимальное решение проблемы организации защитного заземления электронных устройств 266 ГЛАВА 4. КОНСТРУКТИВНО-СХЕМОТЕХНИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ 272 4.1. Электромагнитная совместимость электронных устройств: термины, определения,классификация 272 4.1.1. Природа электромагнитных помех 272 4.1.2. Формы представления сигналов электромагнитных помех 273 4.1.3. Особенности измерения электромагнитных помех 276 4.1.4. Термины, определения, классификация в области электромагнитной совместимости 277 4.1.5. Основные требования стандартов в области обеспечения электромагнитной совместимости 281 4.2. Оценка устойчивости полупроводниковой элементной базы к воздействию электромагнитных помех 296 4.3. Обеспечение электромагнитной совместимости микропроцессорных блоков управления электронных устройств 302 4.3.1. Правила проектирования печатных плат с учетом требований электромагнитной совместимости 302 4.3.2. Механизмы формирования и особенности измерений уровней помех, излучаемых микропроцессорами 309 4.3.3. Схемотехнические методы снижения уровней помех, генерируемых микропроцессорами 313 4.4. Компьютерное моделирование характеристик электромагнитной совместимости 316 4.5. Обеспечение электромагнитной совместимости в проводных линиях связи телекоммуникационных систем 318 4.6. Особенности проектирования топологии печатных плат для высокоскоростных электронных устройств 321 4.6.1. Понятие целостности сигнала 321 4.6.2. Перекрестные помехи 323 4.6.3. Индуктивные перекрестные помехи 324 4.6.4. Емкостная перекрестная помеха 325 4.6.5. Сочетание индуктивной и емкостной помехи 326 4.6.6. Затухающие колебания («звон») 328 4.6.7. Нестабильность «земли» 331 4.6.8. Шумы источника питания 332 4.7. Методы уменьшения уровня интермодуляционных искажений 334 4.7.1. Физические механизмы возникновения явлений пассивной интермодуляции 334 4.7.2. Практические методы снижения уровня пассивной интермодуляции в радиочастотных соединителях 336 4.7.3. ПИМ в материале печатной платы 337 4.7.4. ПИМ в полосковых, коаксиальных и волновых линиях связи 338 4.7.5. ПИМ в направленных ответвителях, частотных дуплексах и трансформаторах 338 4.7.6. Внешние источники ПИМ в радиолокационных системах 339 4.7.7. Методы оценки уровня ПИМ 341 ГЛАВА 5. МЕХАНИЗМЫ И ПОСЛЕДСТВИЯ ВОЗДЕЙСТВИЯ ВЫСОКОСКОРОСТНЫХ ПОТОКОВ МИКРОЧАСТИЦ НА ЭЛЕКТРОННЫЕ УСТРОЙСТВА КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ 345 5.1. Особенности взаимодействия высокоскоростных потоков микрочастиц с защитной оболочкой 345 5.2. Анализ технических характеристик радиопоглощающих материалов для защиты космических аппаратов от ЭМИ 351 5.3. Многослойные композитные материалы как основа для защиты микросхем бортовой электроники от воздействия электромагнитных излучений космического пространства 355 5.4. Особенности протекания физических процессов поглощения и отражения электромагнитных излучений многослойными материалами 360 5.5. Влияние воздействия высокоскоростных потоков микрочастиц на механические и электрофизические свойства многослойных материалов 362 5.6. Анализ процессов магнитодинамического взаимодействия высокоскоростных потоков микрочастиц с металлической преградой 371 5.6.1. Исследование электромагнитного излучения 371 5.6.2. Исследование ионизирующего излучения, возникающего при соударении потоков микрочастиц с металлической преградой 375 5.6.3. Моделирование процессов соударения пылевых потоков микрочастиц с космическими аппаратами 378 5.6.4. Влияние эффекта сверхглубокого проникновения на надежность электронных устройств космических аппаратов 395