Сведения о научных руководителях (Исследование помехозащищенности электрических жгутов электротехнических комплексов летательных аппаратов при воздействии мощных электромагнитных помех), страница 3

Математические модели сопротивления связи экранов электрических жгутов отличаются из-заразличного подхода к описанию физического явления наведения синфазного напряженияна внутренних проводниках электрического жгута при протекании тока по его экрану.Воздействие излучаемых МЭМП в виде электрического и магнитного полей на электрические жгуты ЭТК ЛА приводит к появлению токов и напряжений на внешнем и внутреннем экранах, а также на внутренних проводниках электрических жгутов (рисунок 4).121iэ.2Z1н.Z2н.3iэ.1Z1н.Z2н.Z1э.14Z1э.Z2э.1Z2э.1 – внешний экран электрического жгута; 2 – неэкранированная витая пара; 3 – экран витой пары; 4 – экранированная витая пара; iэ – ток на внешнем экране; iэ.1 – ток на экраневитой пары; Z1н., Z2н.

– сопротивление нагрузки витой пары; Z1э., Z2э. – сопротивления заземления внешнего экрана электрического жгута; Z1.э1, Z2.э1 – сопротивления соединенийэкрана витой пары и внешнего экрана электрического жгутаРисунок 4 – Схема экранированного электрического жгута при воздействии МЭМПДля случаев когда длина волны периодического электрического (магнитного) поля,воздействующего на электрический жгут, соизмерима или меньше геометрической длиныэлектрического жгута, а длительность фронта импульса импульсного электрического(магнитного) поля соизмерима или меньше времени распространения импульса на расстояние, равное длине электрического жгута, соответственно, то оценка воздействия периодических и импульсных полей на электрический жгут производится в работе с использованием методов расчёта переходных процессов в электрических цепях с распределённымипараметрами.Электрическое и магнитное поля можно разделить на локализованное и распределенное.

Локализованное поле сосредоточено в области пространства, размеры которого значительно меньше длины электрического жгута. Распределенное поле сосредоточено в области пространства, размеры которого значительно превышают длину электрическогожгута. Напряженность распределенного поля принимается в диссертационной работе одинаковой в окрестности и по всей длине электрического жгутаЭквивалентная схема воздействия излучаемой МЭМП в виде периодического или импульсного электрического (магнитного) локализованного поля на экран витой пары (3 нарисунке 4) экранированного электрического жгута ЭТК ЛА приведена на рисунке 5.13dxeэ.1 (x ,p)dxRэ.1 dxpLэ.1 dxIэ.1 (x , p)Uэ.1.(x , p)Jэ.1 (x ,p)dxZ1э.1(p)Gэ.1 dxdxpCэ.1Z2э.1 (p)xeэ.1 (x’, p) = Iэ.( x’, p)· Zа.св1(p) – ЭДС на элементарном участке экрана витой пары в операторной форме; Jэ.1 (x’, p) = Uэ.( x’, p)· Yа.св1(p) – ток распределённого источника на экраневитой пары в операторной форме; Iэ.( x’, p) – операторный ток на внешнем экране электрического жгута от воздействия излучаемой МЭМП; Uэ.( x’, p) – операторное напряжениена внешнем экране электрического жгута от воздействия излучаемой МЭМП; Zа.св1(p),Yа.св1(p) – операторные функции, модули которых аппроксимируют модули частотных характеристик сопротивления и проводимости связи между внешним экраном и экраном витой пары электрического жгута соответственно; Z1.э1(p), Z2.э1(p) – операторные сопротивления соединений экрана витой пары и внешнего экрана; Rэ.1, Lэ.1, Gэ.1, Cэ.1 – распределённыепараметры экрана витой парыРисунок 5 – Эквивалентная схема, иллюстрирующая протекание тока по экрану витой пары при воздействии излучаемой МЭМП на внешний экран электрического жгута ЭТК ЛАВыражения для определения тока Iэ.1(x’, p) и напряжения Uэ.1(x’, p) на экране витойпары электрического жгута имеют вид:d 2I э.1  x ' , p dx '2d 2 U э.1  x ' , p dx'2где γ э.1  p  γ2э.1 p  I э.1  x , p  'dU э.

 x ' , p  γ 2э.1  p   U э.1  x ' , p  dx 'dI э.  x ' , p dx' Yа.св.1  p   I э.  x ' , p    G э.1  pCэ.1   Zа.св.1  p  ; Zа.св.1  p   U э.  x ' , p    R э.1  pL э.1   Yа.св.1  p  , R э.1  pLэ.1   Gэ.1  pCэ.1   коэффициент распространения экрана витой па-ры в операторной форме.Выражения для определения тока Iэ.( x’, p) и напряжения Uэ.( x’, p) на внешнем экранеэлектрического жгута при воздействии на него излучаемой МЭМП в виде электрическогои магнитного полей, распределённых в области пространства, размеры которого соизмеримы или больше длины электрического жгута, имеют вид:14при воздействии электрического поляz  2 I э.

 x ' , p  2 0' γ э.  p   I э.  x , p    pC0э.  '  E zп.  x ' , z, p  dz;'2xx 0 2'z0z0''  U э.  x , p   γ 2  p  U x ' , p   pC  REx,z,pdzpLEx,z,pdz,э.э.0э.0э.zп.0э.zп.00x ' 2при воздействии магнитного поляz0z0  2 I э.  x ' , p  2''2'γpIx,ppGBx,z,pdzpCэ.  э. 0э. yп. 0э.

 B yп.  x , z, p  dz;'2 x00 2'z0  U э.  x , p   γ 2  p   U x ' , p   p  B x ' , z, p dz, x '  yп. э.э. x ' 20где Ezп. (x’, z, p) – напряженность электрического поля в операторной форме; Bуп. (x’, z, p)– индукция магнитного поля в операторной форме; Rэ., Lэ., Gэ., Cэ. – распределённые параметры внешнего экрана, ϒэ.(p) – коэффициент распространения для внешнего экрана электрического жгута в операторной форме.Эквивалентная схема проводника неэкранированной и экранированной витых парэкранированного электрического жгута для соответствующих индексов при воздействиимагнитного и электрического полей отражена на рисунке 6.Ток Iвп.(x’, p) и напряжение Uвп.( x’, p) на внутреннем проводнике неэкранированнойвитой пары электрического жгута определяются из уравнений второго порядка:d 2 I в.п.

 x ' , p dU э.  x ' , p (5) γ  p   I в.п.  x , p   Yа.св.  p   I э.  x ' , p    G в.п.  pCв.п.   Zа.св.  p  ;dx '2dx 'd 2 U в.п.  x ' , p  2dI э.  x ' , p ' γ в.п.  p   U в.п.  x , p   Zа.св.  p   U э.  x ' , p    R в.п.  pLв.п.   Yа.св.  p  , (6)'2'dxdxгде ϒв.п.(p) – коэффициент распространения внутренних проводников в операторной фор2в.п.'ме; Zа.св(p), Yа.св(p) – операторные функции, модули которых аппроксимируют модули частотных характеристик сопротивления и проводимости связи между внешним экраном ивнутренними проводниками неэкранированной витой пары электрического жгута соответственно.Ток Iвп.1(x’, p) и напряжения Uвп.1( x’, p) на внутренних проводниках экранированнойвитой пары электрического жгута определяются из уравнений (5) и (6) с заменой переменных:Iэ.(x’,p)→Iэ.1(x’,p);Uэ.(x’,p)→Uэ.1(x’,p);ϒв.п.(p)→ϒв.п.1(p);Zа.св.(p)→Zа.св.2(p);Yа.св.(p)→Yа.св.2(p); Rв.п.→ Rв.п.1; Lв.п.→ Lв.п.1; Gв.п.→ Gв.п.1; Cв.п.→ Cв.п.1, где Zа.св.2(p), Yа.св.2(p) –операторные функции, модули которых аппроксимируют модули частотных характеристик сопротивления и проводимости связи между экраном и внутренними проводникамиэкранированной витой пары электрического жгута соответственно.15dxeв.п.(x ,p)dxeв.п.1(x ,p)dx Rв.п.dxRв.п.1dxpLв.п.

dxpLв.п.1 dxIв.п.(x , p) Iв.п.1(x , p)Jв.п. (x ,p)dxJв.п.1 (x ,p)dxdxp Cв.п.dxp Cв.п.1Gв.п.dxGв.п.1dxUв.п.(x , p)Uв.п.1 (x , p)xeв.п. (x’, p) = Iэ.( x’, p)· Zа.св(p) – ЭДС на элементарном участке внутреннего проводника неэкранированной витой пары в операторной форме; eв.п.1 (x’, p) = Iэ.1( x’, p)· Zа.св.2(p) – ЭДСна элементарном участке внутреннего проводника экранированной витой пары в операторной форме; Jв.п. (x’, p) = Uэ.( x’, p)· Yа.св(p) – источник тока на элементарном участке внутреннегопроводниканеэкранированнойвитойпарывоператорнойформе;Jв.п.1 (x’, p) = Uэ.1( x’, p)· Yа.св.2(p) – источник тока на элементарном участке внутреннего проводника экранированной витой пары в операторной форме; Rв.п., Lв.п., Gв.п., Cв.п.

– распределенные параметры внутреннего проводника неэкранированной витой пары; Rв.п.1, Lв.п.1, Gв.п.1,Cв.п.1 – распределенные параметры внутреннего проводника экранированной витой парыРисунок 6 – Эквивалентная схема внутреннего проводника неэкранированной и экранированной витых пар экранированного электрического жгута ЭТК ЛАВ четвертой главе приведена методика расчета наведенных синфазных кондуктивных ЭМП на внешнем экране и внутренних проводниках экранированного электрическогожгута при воздействии излучаемых МЭМП в виде электрического и магнитного полей.Схема вариантов расчета кондуктивных ЭМП при воздействии излучаемых МЭМП ввиде электрического и магнитного полей на экраны и внутренние проводники электрических жгутов ЭТК ЛА приведена на рисунке 7.Выражения для определения напряжений и токов на внешнем экране электрическогожгута под воздействием импульсного магнитного поля имеют вид:U э.

(x ' , p) I э.  x ' , p  k1  p  ω1p  σ2 ω12k1  p  ω1p  σ2ω21A1э.  p ;B1э.  p A 2э.  p ,B1э.  p где k1  2μ 0  h  Н m ;A1э.  p  Z2э. (p)  γ э.  p  сh  γ э.  p  x'    R 0э.  pL0э.   sh  γ э.  p  x '  ;(7)16A2э.  p  1  Z2э.  p   γ э.

 p   sh  γ э.  p   x '    R 0э.  pL0э.   сh  γ э.  p   x '   ;Zв.э.  p  B1э.  p  Z2э.  p   γ э.  p  сh  γ э.  p     R 0э.  pL0э.   sh  γ э.  p    ;Hm – амплитудное значение напряженности магнитного поля; µ0 – магнитная постоянная; l – длина электрического жгута; h – среднее расстояние между экраном электрического жгута и конструкцией ЛА.МЭМПЭлектрическое полеМагнитное полеЛокализованное полеРаспределенное полеИмпульсное полеПериодическое полеЭлектрически длинныеЭлектрически короткиеЭлектрические жгутыРисунок 7 – Схема вариантов расчетаМгновенные значения токов и напряжений на внешнем экране электрического жгутапод воздействием импульсного магнитного поля имеют вид:U э.

 x , p 'k1  p  ω1  A1э.  p   e ptU э.  x , t   2  p  σ  B1э.  p 'ni 1k1  p  ω1  A1э.  p  e pt p2  k 2ω2   B1э.  p p;p  pip  σ  jω1p  σ  jω117I э.  x ' , p I э.  x ' , t   ni 1гдеk1  p  ω1  A 2э.  p   e pt2  p  σ  B1э.  p p  σ  jω1p  σ  jω1k1  p  ω1  A 2э.  p  e pt,22 p  σ   ω1   B1э.  p  pp  pi ;B1э.  p   pL2э.  γ э.  p   сh  γ э.  p    p Z2э.

 p   сh  γ э.  p      γ э.  p   sh  γ э.  p      B0э.  p   Lэ.  sh  γ э.  p    p   R э.  pL э.   сh  γ э.  p    B0э.  p  ;pL   G э.  pCэ.   Cэ.   R э.  pLэ. B0э.  p   э..p2  γ э.