RU2597940C1 - Линия задержки, защищающая от сверхкоротких импульсов - Google Patents
Линия задержки, защищающая от сверхкоротких импульсов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2597940C1 RU2597940C1 RU2015120797/28A RU2015120797A RU2597940C1 RU 2597940 C1 RU2597940 C1 RU 2597940C1 RU 2015120797/28 A RU2015120797/28 A RU 2015120797/28A RU 2015120797 A RU2015120797 A RU 2015120797A RU 2597940 C1 RU2597940 C1 RU 2597940C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- line
- signal
- conductors
- pulses
- amplitude
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Dc Digital Transmission (AREA)
Abstract
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты радиоэлектронной аппаратуры от сверхкоротких импульсов. Линия задержки состоит из одного опорного проводника, двух параллельных ему и друг другу сигнальных проводников, соединенных между собой на одном конце, имеющая произведение суммы погонных задержек четной и нечетной мод линии на ее длину не меньше суммы длительностей фронта и имеющую плоские вершины и спада импульсного сигнала. При этом проводники помещены в воздух, а выбором параметров поперечного сечения линии обеспечивается равенство среднего геометрического значения волновых сопротивлений четной и нечетной мод волновому сопротивлению тракта, в который включена линия, и минимизируется амплитуда сигнала на выходе линии. Технический результат заключается в разложении сверхкороткого импульса на импульсы меньшей амплитуды. 4 ил.
Description
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) от сверхкоротких импульсов (СКИ).
В настоящее время актуальной задачей является обеспечение защиты РЭА от импульсов наносекундного и субнаносекундного диапазонов, которые способны проникать в различные узлы РЭА, минуя электромагнитные экраны устройств. Традиционными схемотехническими средствами защиты от таких СКИ являются фильтры, устройства развязки, ограничители помех, разрядные устройства, а конструктивными - защитные экраны и методы повышения однородности экранов, заземление и методы уменьшения импедансов цепей питания. Известно, что включаемые на входе аппаратуры устройства защиты обладают рядом недостатков (малая мощность, недостаточное быстродействие, паразитные параметры), затрудняющих защиту от мощных СКИ. Эффективная защита в широком диапазоне воздействий требует сложных многоступенчатых устройств. Между тем, наряду с высокими характеристиками, практика требует простоты и дешевизны устройств защиты, поэтому необходима разработка новых устройств защиты от СКИ.
Наиболее близкой к заявляемому устройству является меандровая линия, неискажающая импульс [Суровцев P.C., Заболоцкий A.M., Газизов Т.Р. Меандровая линия, неискажающая импульс. Решение о выдаче патента РФ. Заявка №2013159347/08(092269)], состоящая из одного опорного проводника, двух параллельных ему и друг другу сигнальных проводников, соединенных между собой на одном конце, и диэлектрической среды.
Недостатком устройства-прототипа является отсутствие у него возможности защиты от СКИ.
Предлагается линия задержки, состоящая из одного опорного проводника, двух параллельных ему и друг другу сигнальных проводников, соединенных между собой на одном конце, имеющая произведение суммы погонных задержек четной и нечетной мод линии на ее длину не меньше суммы длительностей фронта, плоской вершины и спада импульсного сигнала, отличающаяся тем, что проводники помещены в воздух, а выбором параметров поперечного сечения линии обеспечивается равенство среднего геометрического значения волновых сопротивлений четной и нечетной мод волновому сопротивлению тракта, в который включена линия, и минимизируется амплитуда сигнала на выходе линии.
Достоинством заявляемого устройства, в отличие от устройства-прототипа, является возможность его использования для защиты от СКИ.
Техническим результатом является разложение сверхкороткого импульса на импульсы меньшей амплитуды за счет выбора параметров линии. Технический результат достигается за счет выбора, прежде всего, длины линии такой, чтобы общая задержка в линии была не меньше суммы длительностей фронта, плоской вершины и спада импульса. За счет этого, импульс приходит к концу линии по окончании ближней перекрестной наводки от его фронта. По сути, первая часть импульса приходит к концу линии более коротким путем, чем вторая. Также выбором параметров поперечного сечения необходимо обеспечить равенство среднего геометрического значения волновых сопротивлений четной и нечетной мод волновому сопротивлению тракта для минимизации отражений сигнала на концах проводников линии. Наконец, важным условием разложения СКИ в линии является сильная торцевая связь между полувитками линии. Она может достигаться, например, за счет уменьшения расстояния между проводниками. Выбором его оптимального значения можно выровнять и минимизировать амплитуды первых двух импульсов. Так, уменьшение расстояния между проводниками приводит к увеличению положительного уровня перекрестной помехи от фронта (первого импульса), а уровень основного сигнала (второго импульса), наоборот, уменьшается. Позже, к концу линии будут приходить импульсы чередующейся полярности, вызванные отражениями. Первые два импульса имеют максимальные амплитуды из всех импульсов последовательности. Таким образом, минимизируется максимальная амплитуда выходного сигнала. Приведенные выше качественные оценки достижимости технического результата подтверждаются ниже количественными оценками, полученными с помощью моделирования.
На фиг. 1,а приведена эквивалентная схема заявляемой линии. Она состоит из двух параллельных проводников длиной l каждый, находящихся в воздухе и соединенных между собой на одном конце. Один из проводников линии соединен с источником импульсных сигналов, представленным на схеме идеальным источником э.д.с. ΕГ и внутренним сопротивлением RГ. Другой проводник линии соединен с приемным устройством, представленным на схеме сопротивлением RH. Значения RГ и RH для минимизации отражения сигнала на концах проводников линии приняты равными среднему геометрическому волновых сопротивлений четной и нечетной мод линии. На фиг.1,б приведены формы э.д.с. источника и напряжения в начале лини. Воздействующий импульс имеет форму трапеции с параметрами: амплитуда э.д.с. 1В, длительность плоской вершины 100 пс, а фронта и спада - по 50 пс.
Реализуемость линии задержки, защищающей от СКИ, показана на фиг. 2. На фиг. 2,а приведено поперечное сечение заявляемой линии, а на фиг. 2,б приведена форма сигнала в конце линии, максимальный уровень которого составляет 60% от уровня сигнала в начале линии. Параметры поперечного сечения: w и t - ширина и толщина проводника соответственно, s - расстояние между проводниками, h - расстояние от слоя земли до сигнального проводника. (Параметры линии, для которых получена форма сигнала на фиг. 2,б: w=100 мкм, t=100 мкм, s=7,7 мкм, h=200 мкм, l=30 мм.)
Для пояснения реализуемости устройства сначала рассмотрим линию со следующими параметрами поперечного сечения: w=100 мкм, t=100 мкм, s=100 мкм, h=200 мкм. Параметры поперечного сечения и длина линии подобраны таким образом, чтобы обеспечивалось условие
где τ - погонная задержка четной или нечетной моды линии при условии их равенства, а tr, td и tf - длительности фронта, плоской вершины и спада импульса соответственно. Так как сигнальные проводники помещены в воздух, то для них справедливо условие:
где τе и τo - погонные задержки четной и нечетной мод.
Выполнение условий (1) и (2) обеспечивает прохождение импульсного сигнала без искажения его формы перекрестными наводками.
Условие (1) для сигнала на фиг. 2,б выполняется при l=29,98 мм. Последовательное изменение формы сигнала в конце меандра при изменении l от 25 до 35 мм показано на фиг. 3. Видно, что при l>30 мм условие (1) выполняется. Значение l=25 мм не достаточно для выполнения условия (1) из-за наложения наводки на ближнем конце на фронт сигнала, а значение l=35 мм избыточно, поэтому дальнейшее моделирование выполнено при l=30 мм.
Для демонстрации достижения технического результата выполнено усиление торцевой связи между сигнальными проводниками за счет уменьшения расстояния между ними (s). На фиг. 4 приведены формы сигналов в конце меандровой линии при s=60, 20, 8, 6 мкм. Видно, что с уменьшением s увеличивается амплитуда первого положительного импульса (перекрестная наводка от фронта), а амплитуда второго положительного импульса (основного сигнала), наоборот, уменьшается. Из фиг. 4,в видно, что амплитуда основного сигнала (0,313 В) выше амплитуды наводки от фронта (0,305 В), а на фиг. 4,г соотношение меняется и амплитуда основного сигнала (0,29 В) уже ниже амплитуды наводки от фронта (0,324 В). Очевидно, что в диапазоне между 8 и 6 мкм существует такое оптимальное значение s (получено значение sopt=1,1 мкм), при котором сигнал и наводка имеют одинаковую амплитуду, являющуюся минимальной.
В итоге, при Sopt=7,7 мкм в конце линии наблюдается разложение исходного сигнала на последовательность импульсов меньшей амплитуды. Первые два импульса имеют положительную полярность и одинаковый уровень (Vopt=0,309 В), составляющий 60% от уровня сигнала в начале линии. Остальные импульсы вызваны отражениями в линии из-за различия значений волнового сопротивления четной и нечетной мод линии. Таким образом, показан технический результат, на достижение которого направлена заявляемая линия.
Claims (1)
- Линия задержки, состоящая из одного опорного проводника, двух параллельных ему и друг другу сигнальных проводников, соединенных между собой на одном конце, имеющая произведение суммы погонных задержек четной и нечетной мод линии на ее длину не меньше суммы длительностей фронта, плоской вершины и спада импульсного сигнала, отличающаяся тем, что проводники помещены в воздух, а выбором параметров поперечного сечения линии обеспечивается равенство среднего геометрического значения волновых сопротивлений четной и нечетной мод волновому сопротивлению тракта, в который включена линия, и минимизируется амплитуда сигнала на выходе линии.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015120797/28A RU2597940C1 (ru) | 2015-06-01 | 2015-06-01 | Линия задержки, защищающая от сверхкоротких импульсов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015120797/28A RU2597940C1 (ru) | 2015-06-01 | 2015-06-01 | Линия задержки, защищающая от сверхкоротких импульсов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2597940C1 true RU2597940C1 (ru) | 2016-09-20 |
Family
ID=56937930
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015120797/28A RU2597940C1 (ru) | 2015-06-01 | 2015-06-01 | Линия задержки, защищающая от сверхкоротких импульсов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2597940C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2637484C1 (ru) * | 2016-10-21 | 2017-12-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" | Линия задержки, защищающая от сверхкоротких импульсов с увеличенной длительностью |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU269988A1 (ru) * | О. А. Чазов , Б. В. Плехов Сарапульский радиозавод | Линия задержки | ||
US5153171A (en) * | 1990-09-17 | 1992-10-06 | Trw Inc. | Superconducting variable phase shifter using squid's to effect phase shift |
US6337609B1 (en) * | 1997-07-17 | 2002-01-08 | Tdk Corporation | Delay compensation device, delay line component and manufacturing method of the delay line component |
RU2431912C1 (ru) * | 2010-03-09 | 2011-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Твердь" | Устройство защиты от импульсных сигналов |
-
2015
- 2015-06-01 RU RU2015120797/28A patent/RU2597940C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU269988A1 (ru) * | О. А. Чазов , Б. В. Плехов Сарапульский радиозавод | Линия задержки | ||
US5153171A (en) * | 1990-09-17 | 1992-10-06 | Trw Inc. | Superconducting variable phase shifter using squid's to effect phase shift |
US6337609B1 (en) * | 1997-07-17 | 2002-01-08 | Tdk Corporation | Delay compensation device, delay line component and manufacturing method of the delay line component |
RU2431912C1 (ru) * | 2010-03-09 | 2011-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Твердь" | Устройство защиты от импульсных сигналов |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2637484C1 (ru) * | 2016-10-21 | 2017-12-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" | Линия задержки, защищающая от сверхкоротких импульсов с увеличенной длительностью |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2607252C1 (ru) | Меандровая микрополосковая линия задержки, защищающая от сверхкоротких импульсов | |
RU2606709C1 (ru) | Меандровая линия задержки с лицевой связью, защищающая от сверхкоротких импульсов | |
Surovtsev et al. | Simple method of protection against UWB pulses based on a turn of meander microstrip line | |
RU2656834C2 (ru) | Усовершенствованная линия задержки, защищающая от сверхкоротких импульсов с увеличенной длительностью | |
RU2624465C2 (ru) | Четырехпроводная зеркально-симметричная структура, защищающая от сверхкоротких импульсов | |
RU2597940C1 (ru) | Линия задержки, защищающая от сверхкоротких импульсов | |
RU2600098C1 (ru) | Меандровая линия задержки из двух витков, защищающая от сверхкоротких импульсов | |
RU2691844C1 (ru) | Усовершенствованная меандровая микрополосковая линия задержки, защищающая от электростатического разряда | |
RU2728327C1 (ru) | Модифицированная микрополосковая линия с улучшенной защитой от сверхкоротких импульсов | |
RU2724970C1 (ru) | Меандровая линия задержки с лицевой связью из двух витков, защищающая от сверхкоротких импульсов | |
CN107727980B (zh) | 一种用于浪涌防护器件超宽带脉冲注入测试的测试系统 | |
RU2606776C1 (ru) | Меандровая линия задержки из двух витков с разными разносами, защищающая от сверхкоротких импульсов | |
RU2724983C1 (ru) | Усовершенствованная меандровая линия задержки с лицевой связью, защищающая от сверхкоротких импульсов | |
RU2767975C1 (ru) | Меандровая линия с лицевой связью и пассивным проводником, защищающая от сверхкоротких импульсов | |
RU2769104C1 (ru) | Меандровая микрополосковая линия с двумя пассивными проводниками, защищающая от сверхкоротких импульсов | |
RU2637484C1 (ru) | Линия задержки, защищающая от сверхкоротких импульсов с увеличенной длительностью | |
RU2724972C1 (ru) | Меандровая микрополосковая линия задержки из двух витков, защищающая от сверхкоротких импульсов | |
RU2694741C1 (ru) | Меандровая микрополосковая линия задержки, защищающая от электростатического разряда | |
RU2789435C1 (ru) | Меандровая линия задержки с лицевой связью из четырёх витков, защищающая от сверхкоротких импульсов | |
RU2726743C1 (ru) | Зеркально-симметричная меандровая линия, защищающая от сверхкоротких импульсов | |
Chernikova et al. | Method for detecting additional pulses in the time response of structures with modal decomposition | |
RU2772794C1 (ru) | Устройство защиты от сверхкоротких импульсов на основе каскадного соединения трехпроводного модального фильтра и витка меандровой линии с лицевой связью | |
RU2772792C1 (ru) | Усовершенствованная меандровая микрополосковая линия с двумя пассивными проводниками, защищающая от сверхкоротких импульсов | |
Surovtsev et al. | Protection against ultrashort pulses based on a turn of meander microstrip line | |
RU2742049C1 (ru) | Меандровая линия задержки с лицевой связью, защищающая от сверхкоротких импульсов с увеличенной длительностью |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180602 |