RU2624465C2 - Четырехпроводная зеркально-симметричная структура, защищающая от сверхкоротких импульсов - Google Patents
Четырехпроводная зеркально-симметричная структура, защищающая от сверхкоротких импульсов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2624465C2 RU2624465C2 RU2015137546A RU2015137546A RU2624465C2 RU 2624465 C2 RU2624465 C2 RU 2624465C2 RU 2015137546 A RU2015137546 A RU 2015137546A RU 2015137546 A RU2015137546 A RU 2015137546A RU 2624465 C2 RU2624465 C2 RU 2624465C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- conductors
- equal
- dielectric layer
- ultrashort
- impulses
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B1/06—Receivers
- H04B1/10—Means associated with receiver for limiting or suppressing noise or interference
Landscapes
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Devices Affording Protection Of Roads Or Walls For Sound Insulation (AREA)
Abstract
Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано для защиты радиоэлектронной аппаратуры от сверхкоротких импульсов. Устройство защиты состоит из трех в поперечном сечении одинаковых и прямоугольных проводников на диэлектрическом слое, причем первый и второй проводники расположены на одной его стороне, а третий - между ними по центру, отличающееся тем, что два дополнительных проводника расположены зеркально-симметрично относительно первого и второго проводников на обратной стороне диэлектрического слоя, третий проводник расположен в диэлектрическом слое на равном расстоянии от внешних проводников, толщина и относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрического слоя равны 1,105 мм и 5, ширина всех проводников одинакова и равна 0,3 мм, толщина проводников равна 105 мкм, расстояние между проводниками равно 0,4 мм, на обоих концах устройства подключены резисторы сопротивлением 92 Ом между вторым и третьим проводниками, а также между двумя дополнительными и третьим проводниками, значение минимального модуля разности погонных задержек мод линии, умноженное на длину линии, не меньше суммы длительностей фронта, плоской вершины и спада импульса, подающегося между первым и третьим проводниками. Техническим результатом является повышенное ослабление сверхкоротких импульсов. Технический результат достигается за счет разложения сверхкороткого импульса на импульсы меньшей амплитуды и выбора параметров устройства. 2 ил.
Description
Изобретение относится к радиоэлектронике 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 близким к заявляемому устройству является «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-прототипа является малое ослабление исходного импульса.
Предлагается устройство, состоящее из трех в поперечном сечении одинаковых и прямоугольных проводников на диэлектрической подложке, причем первый и второй проводники расположены на одной ее стороне, а третий - между ними по центру на обратной, отличающееся тем, что к исходной структуре зеркально-симметрично добавлены слой диэлектрика и два проводника, ширина всех проводников одинакова и равна 0,3 мм, относительная диэлектрическая проницаемость равна 5, толщина проводников равна 105 мкм, расстояние между проводниками равно 0,4 мм, между концами каждого из проводников, кроме первого, и проводящей пластиной подключены резисторы сопротивлением 92 Ом, значение минимального модуля разности погонных задержек мод линии, умноженное на длину линии, не меньше суммы длительностей фронта, плоской вершины и спада импульса, подающегося между первым и третьим проводниками.
Достоинством заявляемого устройства, в отличие от устройства-прототипа, является повышенное ослабление исходного импульса на выходе устройства.
Техническим результатом является повышенное ослабление сверхкоротких импульсов. Технический результат достигается за счет разложения сверхкороткого импульса на импульсы меньшей амплитуды и выбора параметров устройства.
На фиг. 1а приведено поперечное сечение заявляемой линии. Параметры поперечного сечения: α - граница плоскости, проходящая через третий проводник, εr - относительная диэлектрическая проницаемость, w и t - ширина и толщина проводника соответственно, s - расстояние между проводниками, h1 - толщина диэлектрика. Значения параметров: εr=5, w=0,3 мм, t=105 мкм, s=0,4 мм, h1=1,105 мм.
На фиг. 1б приведена эквивалентная схема заявляемой структуры. Она состоит из четырех проводников длиной каждый, шести резисторов с сопротивлением R и источника импульсных сигналов, представленного на схеме идеальным источником э.д.с. ЕГ с внутренним сопротивлением RГ. Первый (верхний по схеме) и третий (опорный, представленный обозначением схемной земли) проводники на одном конце устройства электрически соединены с цепью источника импульсных сигналов, а на другом конце соединены с защищаемой цепью, представленной на схеме эквивалентным сопротивлением RН. Длительности фронта, спада и плоской вершины импульсного сигнала выбраны равными по 100 пс, а амплитуда - 1 B. Резисторы R в начале и конце схемы подсоединены между проводниками 2, 1*, 2* (пассивные) и 3 (опорный). Значения RГ, RН и R приняты равными 92 Ом.
Параметры поперечного сечения и длина линии подобраны таким образом, чтобы обеспечивалось условие
где min(Δτi) - минимальный модуль разности погонных задержек мод линии, i=1, 2, …, N, где N - число проводников, а tr, td и - длительности фронта, плоской вершины и спада импульса соответственно. Выполнение условия (1) обеспечивает разложение исходного сигнала на N импульсов. Погонные задержки мод равны: 7,2 нс/м; 5,1 нс/м; 5,5 нс/м; 6,2 нс/м (вычисленные как корень квадратный из собственных значений произведения матриц погонных коэффициентов электромагнитной и электростатической индукции). Минимальное значение разности погонных задержек мод равно 0,4 нс/м, следовательно, полное разложение импульсного сигнала длительностью tΣ в отрезке линии передачи длиной возможно при условии
При указанных значениях параметров линии условие (1) и (2) для сигнала на фиг. 1в выполняется при =tΣ/0,4 нс/м=0,3 нс/0,4 нс/м=0,75 м. Формы сигнала в начале и конце первого проводника показаны на фиг. 1в. Видно, что при этих параметрах выполняется разложение исходного сигнала на последовательность импульсов, максимальная амплитуда которых равна 1,25 B, что в 8 раз меньше амплитуды источника э.д.с.
Для сравнения выполнено моделирование для исходной структуры (прототипа). Поперечное сечение, структурная схема и формы сигналов на выходе приведены на фиг.2. Исходный сигнал разложился на два импульса, амплитуда которых составляет около 2,5 B, что в 4 раза меньше амплитуды источника э.д.с.
Claims (1)
- Устройство защиты, состоящее из трех в поперечном сечении одинаковых и прямоугольных проводников на диэлектрическом слое, причем первый и второй проводники расположены на одной его стороне, а третий - между ними по центру, отличающееся тем, что два дополнительных проводника расположены зеркально-симметрично относительно первого и второго проводников на обратной стороне диэлектрического слоя, третий проводник расположен в диэлектрическом слое на равном расстоянии от внешних проводников, толщина и относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрического слоя равны 1,105 мм и 5, ширина всех проводников одинакова и равна 0,3 мм, толщина проводников равна 105 мкм, расстояние между проводниками равно 0,4 мм, на обоих концах устройства подключены резисторы сопротивлением 92 Ом между вторым и третьим проводниками, а также между двумя дополнительными и третьим проводниками, значение минимального модуля разности погонных задержек мод линии, умноженное на длину линии, не меньше суммы длительностей фронта, плоской вершины и спада импульса, подающегося между первым и третьим проводниками.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015137546A RU2624465C2 (ru) | 2015-09-02 | 2015-09-02 | Четырехпроводная зеркально-симметричная структура, защищающая от сверхкоротких импульсов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015137546A RU2624465C2 (ru) | 2015-09-02 | 2015-09-02 | Четырехпроводная зеркально-симметричная структура, защищающая от сверхкоротких импульсов |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2015137546A RU2015137546A (ru) | 2017-03-09 |
RU2624465C2 true RU2624465C2 (ru) | 2017-07-04 |
Family
ID=58454076
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015137546A RU2624465C2 (ru) | 2015-09-02 | 2015-09-02 | Четырехпроводная зеркально-симметричная структура, защищающая от сверхкоротких импульсов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2624465C2 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2726743C1 (ru) * | 2019-12-09 | 2020-07-15 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники» | Зеркально-симметричная меандровая линия, защищающая от сверхкоротких импульсов |
RU2751672C1 (ru) * | 2020-08-10 | 2021-07-15 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники» | Способ компоновки печатных проводников для цепей с модальным резервированием |
RU2769104C1 (ru) * | 2021-06-21 | 2022-03-28 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники» | Меандровая микрополосковая линия с двумя пассивными проводниками, защищающая от сверхкоротких импульсов |
RU2784040C1 (ru) * | 2022-03-02 | 2022-11-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" | Зеркально-симметричный модальный фильтр на двухсторонней печатной плате, защищающий от сверхкоротких импульсов |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2431912C1 (ru) * | 2010-03-09 | 2011-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Твердь" | Устройство защиты от импульсных сигналов |
-
2015
- 2015-09-02 RU RU2015137546A patent/RU2624465C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2431912C1 (ru) * | 2010-03-09 | 2011-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Твердь" | Устройство защиты от импульсных сигналов |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
БАХАРЕВ С.И. и др. Справочник по расчету и конструированию СВЧ полосковых устройств, Москва: Радио и связь, 1982, рис.2.3. САМОТИН И.Г. Устройства защиты вычислительной техники и систем управления путем модального разложения импульсов помех в кабельных и полосковых структурах, Диссертация на соискание ученой степени к.т.н., Томск, 2011, гл.3. ГАЗИЗОВ Т.Р. и др. Модальное разложение импульса в отрезках связанных линий как новый принцип защиты от коротких импульсов, ж. Технологии ЭМС, 4(19), 2006, с.40-44, выражение (2). J.B.DEL ROSARIO Crosstalk in Multiconductor Microstrip Transmission Lines, документ * |
БАХАРЕВ С.И. и др. Справочник по расчету и конструированию СВЧ полосковых устройств, Москва: Радио и связь, 1982, рис.2.3. САМОТИН И.Г. Устройства защиты вычислительной техники и систем управления путем модального разложения импульсов помех в кабельных и полосковых структурах, Диссертация на соискание ученой степени к.т.н., Томск, 2011, гл.3. ГАЗИЗОВ Т.Р. и др. Модальное разложение импульса в отрезках связанных линий как новый принцип защиты от коротких импульсов, ж. Технологии ЭМС, 4(19), 2006, с.40-44, выражение (2). J.B.DEL ROSARIO Crosstalk in Multiconductor Microstrip Transmission Lines, документ DTIC ADA212957, от 02.10.1989, извлечено из Интернет URL: http://www.dtic.mil/dtic/tr/fulltext/u2/a212957.pdf, Дата извлечения 19.01.2017. * |
извлечено из Интернет URL: http://www.dtic.mil/dtic/tr/fulltext/u2/a212957.pdf, Дата извлечения 19.01.2017. * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2726743C1 (ru) * | 2019-12-09 | 2020-07-15 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники» | Зеркально-симметричная меандровая линия, защищающая от сверхкоротких импульсов |
RU2751672C1 (ru) * | 2020-08-10 | 2021-07-15 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники» | Способ компоновки печатных проводников для цепей с модальным резервированием |
RU2769104C1 (ru) * | 2021-06-21 | 2022-03-28 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники» | Меандровая микрополосковая линия с двумя пассивными проводниками, защищающая от сверхкоротких импульсов |
RU2784040C1 (ru) * | 2022-03-02 | 2022-11-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" | Зеркально-симметричный модальный фильтр на двухсторонней печатной плате, защищающий от сверхкоротких импульсов |
RU2798471C1 (ru) * | 2022-10-07 | 2023-06-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" | Способ компоновки печатных проводников с магнитодиэлектрическим покрытием для цепей с трехкратным модальным резервированием |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2015137546A (ru) | 2017-03-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Surovtsev et al. | Possibility of protection against UWB pulses based on a turn of a meander microstrip line | |
RU2607252C1 (ru) | Меандровая микрополосковая линия задержки, защищающая от сверхкоротких импульсов | |
Surovtsev et al. | Simple method of protection against UWB pulses based on a turn of meander microstrip line | |
RU2606709C1 (ru) | Меандровая линия задержки с лицевой связью, защищающая от сверхкоротких импульсов | |
Surovtsev et al. | Pulse decomposition in the turn of meander line as a new concept of protection against UWB pulses | |
RU2624465C2 (ru) | Четырехпроводная зеркально-симметричная структура, защищающая от сверхкоротких импульсов | |
RU2656834C2 (ru) | Усовершенствованная линия задержки, защищающая от сверхкоротких импульсов с увеличенной длительностью | |
RU2691844C1 (ru) | Усовершенствованная меандровая микрополосковая линия задержки, защищающая от электростатического разряда | |
RU2728327C1 (ru) | Модифицированная микрополосковая линия с улучшенной защитой от сверхкоротких импульсов | |
RU2748423C1 (ru) | Полосковая структура, защищающая от сверхкоротких импульсов в дифференциальном и синфазном режимах | |
RU2724970C1 (ru) | Меандровая линия задержки с лицевой связью из двух витков, защищающая от сверхкоротких импульсов | |
RU2600098C1 (ru) | Меандровая линия задержки из двух витков, защищающая от сверхкоротких импульсов | |
Belousov et al. | Maximization of duration of ultrashort pulse that is completely decomposed in multiconductor modal filters | |
RU2726743C1 (ru) | Зеркально-симметричная меандровая линия, защищающая от сверхкоротких импульсов | |
Surovtsev et al. | Protection against ultrashort pulses based on a turn of meander microstrip line | |
RU2588603C1 (ru) | Устройство защиты от импульсных сигналов с выравниванием амплитуд разложенных импульсов | |
RU2597940C1 (ru) | Линия задержки, защищающая от сверхкоротких импульсов | |
RU2431897C1 (ru) | Устройство для нарушения работы аппаратуры за счет разложения и восстановления импульсов | |
Nosov et al. | Investigation of possibility of protection against electrostatic discharge using meander microstrip line | |
RU2750393C1 (ru) | Способ трассировки проводников модального фильтра | |
RU2769104C1 (ru) | Меандровая микрополосковая линия с двумя пассивными проводниками, защищающая от сверхкоротких импульсов | |
RU2724983C1 (ru) | Усовершенствованная меандровая линия задержки с лицевой связью, защищающая от сверхкоротких импульсов | |
RU2789435C1 (ru) | Меандровая линия задержки с лицевой связью из четырёх витков, защищающая от сверхкоротких импульсов | |
Chernikova et al. | Ultrashort pulse decomposition in reflection symmetric meander line of four cascaded half-turns | |
RU2606776C1 (ru) | Меандровая линия задержки из двух витков с разными разносами, защищающая от сверхкоротких импульсов |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180903 |