автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.13, диссертация на тему:Экспериментальная оценка устойчивости устройств телекоммуникационных сетей при деструктивном воздействии сверхкороткоимпульсного электромагнитного излучения

904601263

На правах рукописи --"■*

<

Корпев Андрей Николаевич

Экспериментальная оценка устойчивости устройств телекоммуникационных сетей при деструктивном воздействии сверхкороткоимпульсного электромагнитного излучения

Специальность 05.12.13 - Системы, сети и устройства телекоммуникаций

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2010

2 2 ДПР 29¡0

004601263

Работа выполнена во ФГУП « Московский ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский радиотехнический институт».

Научный руководитель - кандидат технических наук

Акбашев Беслан Борисович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Балюк Николай Васильевич

кандидат технических наук, доцент Павлов Григорий Львович

Ведущая организация: ФГУП «Всероссийский научно-

исследовательский институт оптико-физических измерений».

Защита состоится 13 мая 2010 г. в 16.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.133.06 Московского государственного института электроники и математики по адресу:

109028, Москва, Б. Трехсвятительский пер., 3/12, зал Ученого Совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного института электроники и математики (технический университет).

Автореферат разослан 12 апреля 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук,

профессор

Н. Н. Грачев

Общая характеристика работы

Актуальность работы

Современные телекоммуникационные системы (ТКС) занимают особое место в автоматизированных системах управления и контроля, а проблема обеспечения их устойчивости к деструктивным воздействиям (ДВ) является одной из сложнейших задач, решаемых при проектировании и эксплуатации таких систем. Тем более, что за последнее десятилетие произошло качественное переоснашение отечественных систем управления современной вычислительной техникой, потенциально уязвимой к электромагнитным воздействиям различного происхождения.

В связи с этим последнее время все большее внимание уделяется разработкам и созданию средств электромагнитного воздействия на радиоэлектронную аппаратуру (РЭА) как объектов вооружения и военной техники, так и объектов общего и специального назначения. Особое внимание многими странами уделяется созданию средств формирования деструктивных воздействий на основе сверхмощных генераторов сверхкоротких импульсов для функционального поражения радиоэлектронных средств различного назначения. Это привело к появлению новейших подвижных, в том числе носимых излучающих систем, формирующих периодические и однократные сверхкороткие электромагнитные импульсы (СКИ ЭМИ). Такие устройства обладают новыми качествами, отсутствующими у традиционных источников преднамеренных помех - широкой полосой частот и большой амплитудой излучаемых электромагнитных полей. Импульсная мощность генераторов составляет сотни МВт.

Действующие системы электромагнитного воздействия на РЭА созданы и прошли успешные испытания в США, Швейцарии, Нидерландах, Германии и др. Типичным представителем систем данного класса является серия установок разработки Air Force Research Laboratory, Kirtland AFB, NM USA. Интенсивные работы по созданию мощных излучателей субна-носекундного диапазона ведутся под руководством Карла Баума в Государственной лаборатории Sandia, Albuquerque, NM, где разработана система Sniper с выходаым напряжением 0,2 MB, пиковой мощностью 1- ГВт при длительности импульса - 2 не.

В России исследования воздействия мощных импульсных ЭМП на РЭА различного назначения велись параллельно с разработкой средств генерации. Для этого использовались теоретические и экспериментальные методы. Достигнуты определенные успехи в решении задач анализа стойкости различных систем, создании методов измерений и экспериментальной проверки методик расчета наведенных ЭМИ токов и напряжений в кабельных линиях, экранах и антеннах. Проведан ряд работ по выявлению и анализу отдельных эффектов взаимодействия импульсных сигналов с элементной базой РЭА различного назначения.

Экспериментальные исследования, проведенные как в России, так и за рубежом, показали, что одной из возможных областей использования СКИ ЭМИ является деструктивное воздействие на РЭА систем военного, специального и общего назначения, особенно на ТКС.

Однако, анализ ранее проведенных экспериментальных и теоретических исследований показывает, что объект исследования в них, как правило, рассматривался в виде «черного ящика», при этом целью проводимых исследований являлосг> определение только уровней уязвимости изделия (системы) в целом. В качестве критерия уязвимости рассматривался, как правило, необратимый отказ изделия. В то же время, проведенные исследования не затраги-в&"ш вопросы о критериях оценки уязвимости сложных многокомпонентных систем, механизмах взаимодействия ЭМП с элементной базой, приводящих в первую очередь к обратимым эффектам воздействия, что особенно актуально при оценке воздействия СКИ ЭМИ на ТКС. Исследования воздействия СКИ сигналов на элементную базу усгройств ТКС проводились только для отдельных видов воздействия и ограниченного перечня элементов. Как следствие, неизученными остались законы поражения элементной базы различных типов, причины и механизмы обратимых и необратимых отказов этих элементов и системы в целом. Отсутствовали систематизация и обобщение результатов экспериментальных и теоретических исследований, которые бы определили методологию оценки устойчивости ТКС к воздействию мощных электромагнитных полей с учетом требований международных стандартов и прогноза параметров воздействия. Все это не позволяло обеспечивать (гарантировать) устойчивое функционирование разрабатываемых ТКС в условиях ДВ СКИ ЭМИ.

Особый практический интерес вызывают также вопросы определения зависимостей уровней помеховых сигналов от параметров воздействующих ЭМП, которые сегодня можно получить только экспериментальным путем. В связи с этим, экспериментальная оценка устойчивости ТКС и входящих в их состав устройств к воздействию мощных электромагнитных импульсов и СКИ ЭМИ в частности, является исключительно актуальной задачей.

Таким образом, актуальность поставленной задачи определяется:

- необходимостью создания (совершенствования) ТКС и их элементов, соответствующих современным требованиям по устойчивости функционирования в условиях деструктивного воздействия мощных ЭМИ;

- недостаточной изученностью механизмов воздействия субцаносекундных электромагнитных полей на ТКС и их элементы;

- отсутствием методик и критериев оценки воздействия СКИ ЭМИ на ТКС, обеспечивающих получение достоверной информации о механизмах воздействия, эффектах и соответствующих им уровнях воздействующих ЭМИ;

- отсутствием средств экспериментальной оценки характеристик устройств ТКС, опре-

4

деляющих их устойчивость при деструктивном воздействии СКИ ЭМИ.

Это определило важность и практическую значимость решаемой в диссертации научно-технической задачи направленной на снижение влияния СКЙ ЭМИ для обеспечения эффективного функционирования ТКС.

Объектами исследования в работе выбраны типовые ТКС и их элементы, как общего, так и специального назначения. Выбранные устройства являются наиболее широко распространенными и перспективными для использования в мобильных и стационарных системах, выполняющих задачи управления, сбора, обработки и передачи информации.

Целью диссертационной работы является экспериментальная оценка уязвимости устройств ТКС для обеспечения их эффективного функционирования в условиях деструктивного воздействия СКИ ЭМИ.

Для достижения поставленной цели в работе сформулированы и решены следующие задачи:

1. Анализ результатов исследований устойчивости РЭА и методов ев оценки при деструктивном воздействии сверхкороткоимпульсного электромагнитного излучения.

2. Экспериментальные исследования эффектов воздействия СКИ ЭМИ на типовые устройства ТКС.

3. Разработка критериев оценки устойчивости устройств телекоммуникационных систем к деструктивному воздействию СКИ ЭМИ.

4. Разработка модели ДВ СКИ ЭМИ на ТКС и алгоритма его оценки.

5. Разработка средств измерения характеристик критичных цепей типовых элементов ТКС определяющих их уязвимость к ДВ СКИ ЭМИ.

6. Разработка методики экспериментальных исследований устойчивости ТКС к деструктивному воздействию СКИ ЭМИ.

7. Проведение экспериментальных исследований устойчивости типовых элементов ТКС к деструктивному воздействию СКИ ЭМИ для оценки влияния характеристик излучения на кротериальные уровни.

8. Разработка рекомендаций по обеспечению эффективного функционирования ТКС при деструктивном воздействии СКИ ЭМИ.

Методы исследований

При решении поставленных задач использовались теория электромагнитного поля, теоретические и экспериментальные методы исследования, принципы системного анализа и математического моделирования.

На защиту выносятся:

- метод оценки устойчивости устройств ТКС в условиях ДВ СКИ ЭМИ, основанный на

5

экспериментальном выявлении эффектов воздействия и уязвимого элемента;

- критерии оценки устойчивости ТКС к деструктивному действию СКИ ЭМИ, определяющие условия функционального поражения;

- алгоритм оценки деструктивного действия СКИ ЭМИ на устройства ТКС, основанный на экспериментальной оценке антенных свойств критических цепей, позволяющий определить критериальные уровни в широком диапазоне параметров воздействия;

- технические решения по созданию средств измерений характеристик критичных цепей типовых элементов ТКС, определяющих их уязвимость к деструктивному воздействию СКИ ЭМИ и позволяющих экспериментально определить зависимость амплитудно-частотных сигналов, наводимых в критичных цепях уязвимых элементов от параметров воздействующего СКИ ЭМИ.

Основные научные результаты:

1. Обоснована модель деструктивного воздействия СКИ ЭМИ на ТКС.

2. Разработана методика экспериментальных исследований устойчивости ТКС к ДВ СКИ ЭМИ, основанная на оценке параметров электрических наводок, формируемых в критических цепях ТКС при воздействии СКИ ЭМИ.

3. Разработан комплекс средств измерений характеристик критичных цепей типовых элементов ТКС для оценки антенных параметров критических цепей ТКС, являющихся «случайными» антеннами.

4. Обоснованы критерии оценки устойчивости ТКС при ДВ СКИ ЭМИ.

5. Получены новые экспериментальные данные по устойчивости функционирования элементов ТКС при деструктивном воздействии СКИ ЭМИ.

Практическая значимость работы состоит:

1. В разработке критериев и методики оценки устойчивости функционирования, позволяющих определить уровни уязвимости устройств телекоммуникационных систем и оценить соответствие их требованиям по устойчивости функционирования в условиях деструктивных воздействий СКИ ЭМИ.

2. В получении и систематизации результатов экспериментальных и теоретических исследований воздействия СКИ ЭМИ на РЭА ТКС, позволяющих определять зависимость уровней уязвимости от параметров ДВ.

3. В разработке средств измерений характеристик критичных цепей типовых элементов ТКС, позволяющих обеспечить разработку базовых элементов ТКС заведомо стойких к деструктивному воздействию СКИ ЭМИ.

4. В разработке рекомендаций по обеспечению эффективного функционирования ТКС при деструктивном воздействии СКИ ЭМИ.

Достоверность научных положений и выводов подтверждается:

- корректностью использования математического аппарата и методов испытаний;

- апробацией и публикациями основных результатов исследований;

- сравнением полученных данных с результатами других исследований;

- результатами внедрения разработанных методов и рекомендаций в практику.

Реализация и внедрение результатов работы:

Практические результаты диссертации реализованы при разработке ряда нормативных документов общего (ГОСТ Р 52863-2007) и специального назначения.

Основные теоретические и практические результаты диссертации реализованы при непосредственном участии автора при разработке испытательных СКИ-комплексов: «Залив», «Блистер» и «Динамит», а также при создании электромагнитного комплекса «Листва».

Разработанные методики, программы, технические решения использовались при разработке стойких к воздействию СКИ ЭМИ элементов ТКС, а также при разработке технических заданий на создание ТКС нового поколения. Использование результатов работы позволило повыапъ показатели стойкости РЭС к воздействию мощных ЭМИ на этапах проектирования и разработки перспективных комплексов ТСФЗ (ФГУП «СНПО «Элерон», Росатом).

В деле имеется 3 Акта о внедрении полученных автором результатов.

Апробация работы

Основные результаты работы опубликованы в виде статей в научно-технических журналах по проблеме, докладывались и обсуждались на 8 научных конференциях, включая: 9-ю НТК «Электромагнитная совместимость техшгческих средств и электромагнитная безопасность» (г.С.Пб., ВИТУ, 2008); НТК «Стойкость 2000, 2003, 2005-2007» (г. Лыткарино, НИИ ПП); НТК секции № 2 НТС Росатома РФ (г. Саров, РФЯЦ ВНИИЭФ, 2005г.- 2007 г.).

Публикации

Автор имеет более 50 научных работ, из них по теме диссертации опубликованы 14 научных работ, в том числе 3 статьи в журнале ТЭМС, включенного в перечень ведущих журналов и изданий ВАК РФ.

Получен патент по теме диссертации: «Способ дистанционного обезвреживания минно-взрывных устройств с электронными взрывателями при разминировании местности» №2328845 от 05.06.2008 г.

Объем и структура диссертации

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и изложена на 119 страницах машинописного текста, содержит 28 таблиц 43 рисунка. Список литературы включает 47 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность исследований по экспериментальной опенке и обеспечению устойчивости телекоммуникационных систем к воздействию мощных импульсных ЭМИ, особенно к СКИ ЭМИ. Определены цель, задачи исследований и приведены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе дана общая характеристика телекоммуникационных систем как объектов, потенциально уязвимых к деструктивному действию СКИ ЭМИ.

Так как основным назначением ТКС является передача и обработка информации, соответственно показано, что основным показателем качества функционирования будет являться условие обеспечение доступности, целостности и конфиденциальности информации.

Основными элементами современных телекоммуникационных систем являются средства вычислительной техники (СВТ) и построенные на их основе компьютерные сети (КС). На основе результатов анализа состояния вопроса по теоретическим и экспериментальным методам оценки воздействия импульсных ЭМИ на СВТ установлено, что в последние годы в ведущих странах мира ведутся активные исследования по созданию средств их поражения, используя ЭМИ различного типа. Причиной снижения эффективности функционирования РЭС являются эффекты воздействия ЭМИ, приводящие к ухудшению их характеристик, временному или необратимому выводу из строя.

Выполненный анализ современного состояния вопроса по исследованию устойчивости РЭА различного назначения к действию современных и перспективных электромагнитных излучений, таких как СКИ ЭМИ, показан: сегодня СКИ ЭМИ является относительно слабо изученным поражающим фактором, способным выводить из строя современные системы связи и управления. Проблеме исследования влияния СКИ ЭМИ на радиоэлектронные системы и разработке мер защиты радиоэлектронных средств посвящены работы целого ряда отечественных и зарубежных ученых: У.Е. Радаски, К.И. Баум, В.Е. Фортов, Н.В. Балюк, Л.О. Мырова, A.A. Соколов, К.Ю. Сахаров, Л.Н. Кечиев, Громов Д.В., Долбня С.Н., Бело-конь И.Н., Михайлов В.А. и др. и цикл исследований, выполненных в ФГУ 12 ЦНИИ МО, ЭНПО «СПЭЛС», ФГУП «МНИРТИ», ФГУП «ВНИИОФИ», НИИ «АРГОН». Показано, что за счёт высоких уровней амплитуды импульсов, широкополосности и высокой частоты повторения СКИ возможна высокая потенциальная эффективность воздействия СКИ ЭМИ на РЭА, особенно на цифровую аппаратуру, работающую на все более низких напряжениях питания и высоких тактовых частотах, так как уровни наводимых напряжений в элементах систем и кабельных линиях могут превышать значения их импульсной прочности. Показано, что величины наводок и чувствительность аппаратуры к ним в значительной степени зависят от

целого ряда факторов. Их учет особенно возрастает в случае использования микропроцессо-

8

ров и микросхем, которые особенно чувствительны к СКИ ЭМИ.

Рассмотрены характеристики и параметры СКИ ЭМИ. Анализ параметров СКИ ЭМИ показывает, что пространствснно-временная структура электромагнитных полей имеет сложный, не всегда поддающийся аналитическому описанию характер, обусловленный сложностью физических процессов и различием источников, ответственных за образование СКИ ЭМИ. Проведённый анализ показал, что в зависимости от способов формирования СКИ ЭМИ его амплитудно-временные и спектральные характеристики могут существенно отличаться. На рисунке 1 приведены формы импульсов различных излучателей СКИ ЭМИ сверхбольшой мощности. Для их описания при проведении экспериментальных исследований была предложена система параметров, приведённая в таблице 1.

Исследовано современное состояние методов оценки поражающего воздействия ЭМИ на элементы РЭА. Проведённый анализ показал, что в настоящее время для оценки уязвимости РЭА используются в основном экспериментальные методы. Установлено, что наибольшее распространение получил метод прямого полевого воздействия, при этом в качестве объектов исследованги используются устройства в целом либо функционально законченные узлы. В качестве критерия оценки воздействия, как правило, используется условие необратимого отказа.

Расчетные методы оценки уязвимости практически не используются ввиду крайней сложности решаемой задачи. Имеющиеся сегодня методики оценки воздействия импульсных ЭМИ в спектральном диапазоне 0,3...3 ГГц и более позволяют с приемлемой точностью оценить влияние на функционирование РЭА узкополосного ЭМИ. Данные методики в основном ориентированы на оценку влияния ЭМИ малой мощности и решают задачи ЭМС.

Рисунок 1 - Амплитудно-временные формы импульсов СКИ ЭМИ

Слабым звеном работ в России в сравнении с результатами аналогичных работ в США

является не доведение научных разработок до создания действующих образцов техники,

устойчивых к СКИ ЭМИ, наблюдается значительное отставание России в области разработки

нормативных документов. Кроме того, в существующих исследованиях не отражена

специфика воздействия СКИ ЭМИ на базовые элементы ТКС - средства вычислительной

9

техники, коммутационные устройства и т.д. и соответственно способов обеспечения их стойкости к данному фактору.

Таблица 1 - Система параметров для описания СКИ ЭМИ

Параметр Обозначение, Ожидаемый диапазон

Амплитуда напряженности электрического поля, для полупериода с максимальной амплитудой Е, кВ/м 0,1. ..30

Длительность первого полупериода импульса по уровню половинной амплитуды т„, не 0,1...1

Число полупериодов импульса п, ед. <10

Частота следования импульсов Н, кГц <1000

Время воздействия ^юзд-. С <30

Частота, соответствующая максимуму спектральной плотности излучения (определяется расчётно) £ ГГц 0,3...2

Особый интерес вызывает возможность оценки уязвимости РЭА, используя косвенный метод экспериментальных исследований. Обладая рядом принципиальных достоинств, для исследования уязвимости цифровой РЭА данный метод практически не используется. Причинами этого является:

-отсутствие достаточного количества и качества данных, позволяющих определить взаимосвязь между параметрами внешнего воздействия и параметрами наводок в критических цепях;

- отсутствие знаний о механизмах воздействия и причинах нарушения работоспособности цифровой РЭА.

Таким образом, обобщая данные о влиянии импульсных ЭМИ на функционирование РЭА и методах оценки уязвимости, были сделаны следующие выводы:

- СКИ ЭМИ является наиболее потенциально опасным видом импульсных ЭМИ, позволяющим при малых амплитудах воздействия привести к функциональному отказу сложных радиоэлектронных систем;

- целесообразно использовать экспериментальные методы для исследования ДВ СКИ ЭМИ на элементы ТКС в широком диапазоне параметров воздействия;

- существующие экспериментальные методики исследований направлены на исследование объекта как «чёрного ящика», что не позволяет получить информацию об эффектах внутри объекта и как следствие делает невозможным создание элементов ТКС, заведомо стойких к воздействию СКИ ЭМИ;

- отсутствуют единые критерии оценки воздействия СКИ ЭМИ на сложные системы, выполняющие функции обработки и передачи информации.

На основании проведенного анализа в главе обоснованы задачи и цель исследований,

10

проведена декомпозиция цели на проблемные задачи, что определило структуру работы.

Во второй главе приведены результаты экспериментальных исследований эффектов воздействия СКИ ЭМИ на ТКС.

Исследования воздействия СКИ ЭМИ на ТКС проводились с целью:

- исследования эффектов воздействия на ЛВС и СВТ различного назначения;

- определение наиболее уязвимых элементов ТКС;

- определение критериальных уровней различных типов СВТ и систем на их основе.

В качестве объектов исследований использоваадсь средства вычислительной техники различного назначения и исполнения, а также построенные на их основе ЛВС. Всего было исследовано более 60 устройств: средства СВТ, ЛВС, средства связи различного назначения, элементы ГСФЗ и т.д. Некоторые из объектов представлены на рисунке 2.

б)

в)

Рисунок 2 - Исследуемые объекты СВТ:

а) - рабочая станция «Багет РС-5», б) - малогабаритный ПК специального назначения «Кулон ТБ-! 1», в) - шкаф с маршрутизаторами локальной вычислительной сети

При воздействии на СВТ различного назначения исследовались как обратимые эффекты воздействия, так и необратимое поражение устройств.

Обратимые эффекты воздействия выражались во временном отказе устройств ввода вывода, систем самодиагностики, сбоях в работе «жестких» дисков и т.д.

Необратимые отказы происходили при уровнях воздействия в 4... 10 раз больших, чем уровни уязвимости. Наиболее уязвимыми являлись внешние устройства ввода-вывода (клавиатуры, манипуляторы «мышь»).

При воздействии ЭМИ на ЛВС наблюдались следующие типы эффектов:

- частичная потеря тестовых пакетов, снижение пропускной способности сети;

- полная потеря тестовых пакетов, блокирование работы сети на время воздействия;

- временное блокирование коммутационных устройств ЛВС;

- «зависание» одного из персональных компьютеров, входящих в ЛВС;

- «зависание» устройств ручного ввода-вывода информации одного из персональных компьютеров, входящих в ЛВС.

Обобщённые данные по уровням уязвимости элементов ТКС приведены в таблице 2.

Таблица 2

Объект исследования, группа Уровни уязвимости, кВ/м

Сбой Отказ

СВТ общего назначения 1...1,5 10...25

СВТ в промышленном исполнении 4...10 25...100

ЛВС на основе СВТ в промышленном исполнении 0,5... 1,5 5...100

Беспроводные ЛВС 0,05... 0,2 5...25

Специализированные вычислительные сети 5...10 >100

Проведенные исследования так же показали, что применение экранированных помещений для размещения СВТ значительно снижает эффективность СКИ-воздействия и позволяет исключить влияние СКИ-полей на функционирование цифровой аппаратуры до уровней воздействия не менее 20. ..25 кВ/м на поверхности защитного экрана.

Наибольшее внимание было уделено исследованию воздействия СКИ ЭМИ на ЛВС. Установлено, что основным и наиболее значимым эффектом при воздействии на ЛВС СКИ ЭМИ является искажение передаваемой по сети информации. Причиной искажения информации является формирование наводок на линиях связи. Исследования влияния параметров функционирования ЛВС на её уязвимость к воздействию СКИ ЭМИ показали, что наиболее уязвимыми являются быстродействующие ЛВС, использующие «длинные», более 128 кБ, информационные пакеты. На рисунке 3 показаны зависимости процента потерь информации для различных размеров информационных передаваемых пакетов.

Беспроводные каналы передачи информации в ЛВС находят сегодня всё большее практическое применение. Были исследованы эффекты воздействия на радиоприёмные устройства, приводящие к значительному снижению качества принимаемой информации. Установлено, что воздействие по радиотракту приводит к значительному, до 10 раз, снижению дальности устойчивой связи. Минимальные уровни напряженности электрического поля, при которых происходят нарушения работоспособности исследуемого объекта при частоте следования СКИ-импульсов 2 кГц, составили -40 В/м (см. рисунок 4). Для выявления причин формирования сбоев и отказов была проведена серия экспериментальных исследований по оценке воздействия СКИ ЭМИ на типовую элементную базу.

Во всех случаях эффектом воздействия было изменение напряжения на выходе микросхемы, которое в зависимости от параметров воздействующих сигналов и типа ИС могло приводить к следующим последствиям:

1. Изменение логического состояния микросхемы на время, равное или превышающее длительность воздействующего импульса. Превышение длительности сбоя ИС над длительностью помехи наиболее характерно для воздействия СКИ-сигналов.

100 80 60 40 20 0

-Я

ж' У

/

-« —

1 2 3 4 5

—♦ • 64 кБ -•Ш--32 Кб —А -16кБ —* ■ 3,2 кБ

Рисуиок 3 - Зависимость процента потерь от частоты следования СКИ ЭМИ

-¿г- отсутствие

О 200 400 600 800 связи

Рисунок 4 - Критериальные уровни в зависимости от дистанции между приемной и передающей радиостанциями

Рассматриваемый эффект характерен для случая, когда длительность помеховых сигналов много меньше периода тактовых импульсов микросхемы. На рисунке 5(а) показан пример переключения логического элемента «И-НЕ» под действием СК импульса длительностью 2 не. Стоит отметить, что переключение произошло уже после окончания времени действия сверхкороткого импульса

2. Искажение временных параметров импульсов на выходе ИС. Данный эффект наблюдался при воздействии на микросхему длинных радиоимпульсов (наведенные сигналы в низкочастотных линиях связи) с несущей частотой в диапазоне 0,3...0,5 ГГц с амплитудой, недостаточной для переключения ИС. В частности, на рисунке 5 (б) показана осциллограмма выходного напряжения ИС при воздействии на ее логический вход помехи. Видно, что в результате воздействия происходит существенное увеличение временного интервала, в течение которого выход ИС находится в состоянии логической единицы.

3. Катастрофический огказ ИС. Данный вид отказа наблюдался при достаточно больших уровнях и/или временах воздействия. Особенно характерен для воздействия на микросхемы импульс с максимумом спектра 0,3...0,5 ГГц. Основными причинами необратимых отказов являются: тепловой вторичный пробой, вызванный эффектом «защелки» (для МОП-структур) и сверхбольшими амплитудами сигналов.

Рисунок 5 - Выходной сигнал логического элемента при воздействии помехи

Проведённый комплекс экспериментальных исследований позволил определить зависимость уровней функционального поражения элементной базы, а именно, амплитуды помехи на логическом входе элемента (цепи питания, общего сброса и т.д.) от её спектрального состава и длительности. В качестве примера на рисунке 6 приведены зависимости, полученные для ИМС с различными предельными тактовыми частотами (5,30,100 МГц). Практически знание этих зависимостей позволяет учесть и влияние параметров элементной базы на уязвимость к действию СКИ ЭМИ на этапе разработке устройств ТКС.

120

о 4—=-{—-*—' :

0 12 3

Частота. ГГц

Рисунок 6 - Зависимость показателя нарушения функционирования логических элементов от несущей частоты воздействующих импульсов

Проведенные исследования нарушений работоспособности ТКС и и элементов позволили определить критерии оценки воздействия. Определены следующие критерии оценки:

1. Нарушение функционирования устройств ввода СВТ.

2. Временный отказ либо сбой видеосистемы СВТ, сопровождающийся потерей (существенным искажением) изображения на мониторе во время воздействия СКИ ЭМИ.

3. Временный отказ («зависание») ПК, требующий для восстановления работоспособности системной перезагрузки.

4. Необратимые отказы СВТ и ЛВС.

5. Сбой в работе ЛВС.

На практике применение того или иного критерия определяется требованиями к качеству функционирования системы и элемента в частности и определяется требованиями к ТКС в целом, например, как: возможность устойчивого функционирования в реальном масштабе времени, гарантированносп. доступа к информации п т.д.

Проведенные экспериментальные исследования позволили сформировать модель воздействия СКИ ЭМИ на ТКС. Основным отличив данной модели от классических, описывающих воздействие на РЭА, является учет эффектов, связанных с нарушением целостности информации, находящейся в обработке. При этом причиной необратимого отказа системы, далее при сохранении физической целостности устройств, может являться невозможность выполнения функционального назначения, т.е. функциональный отказ.

Анализ предложенной модели воздействия показывает, что для решения задачи минимизации влияния СКИ ЭМИ на качество функционирования ТКС необходимо:

- на этане разработки конструкции изделий обеспечить минимально возможные уровни наводок в критических цепях;

- при выборе элементной базы устройств, потенциально уязвимых к воздействию, предпочтение необходимо отдавать изделиям, имеющим максимальные уровни уязвимости;

- для подтверждения уровней уязвимости необходимо проведение экспериментальных исследований как на этапе создания отдельных устройств, так и системы в целом.

В соответствии с предложенной моделью для оценки воздействия СКИ ЭМИ на устройства и элементы ТКС, находящихся в эксплуатации, выявления причин уязвимости и определения путей создания ТКС заведомо стойких к воздействию, был разработан соответствующий алгоритм, представленный на рисунке 7.

Таким образом, проведённый комплекс экспериментальных исследований позволил определить основное направление дальнейших исследований, заключающееся а том, что для решения задачи определения уязвимости устройств ТКС к воздействию СКИ ЭМИ в широком диапазоне параметров необходимо определить зависимость параметров сигнала на входе потенциально уязвимого логического элемента от параметров воздействующего ЭМП.

Для этого были разработаны:

- методика и средства измерения антенных параметров электрических цепей устройств ТКС, являющихся «случайными» антеннами и обеспечивающими передачу энергии воздействующего ЭМП на вход уязвимого элемента;

- методика оценки воздействия на элементную базу устройств ТКС наводок формируемых СКИ ЭМИ в критических цепях, обеспечивающая моделирование как обратимых, так и необратимых эффектов.

Рисунок 7 - Алгоритм оценки воздействия СКИЭМИ на устройства ТКС

В третьей главе представлены результаты исследований по определению взаимосвязи параметров наводок, формируемых на критических цепях, и параметров внешнего ЭМП.

Показано, что единственным методом, позволяющим получить более или менее достоверные данные о параметрах электрических наводок в диапазоне частот выше 100 МГц (далее СВЧ-наводок) на «случайных» паразитных антеннах, является экспериментальный метод. Для его реализации требуется подключить средства измерений к исследуемой точке объекта (очевидно, что при этом паразитная антенна будет представлять собой совокупность всех проводников, имеющих электрический контакт с рассматриваемой точкой объекта, а также просто расположенных вблизи проводников), произвести облучение объекта электромагнитным полем с заданными параметрами и измерить параметры наведенных в антенне напряжений и токов. При этом напряжение отклика антенны на воздействие и(!) можно представить следующим образом:

и(0 - Е(0) ■ Кант(У),

где: Е(1у) - напряженность электрического поля падающей на антенну электромагнитной волны, а Кант(у) - функция преобразования излучения антенной, зависящая от комплекса параметров V: длина волны и поляризация излучения, углы прихода излучения и т.д.

Таким образом, если нам известна функция преобразования паразитных антенн устройства для широкого диапазона значений комплекса параметров V, то этого достаточно для определения электрических наводок при любых параметрах электромагнитного воздействия. То есть используемые средства измерений должны обеспечивать измерение многопарамет-

ричсских функций преобразования паразитных антенн ОВВТ V). Коэффициент

преобразования антенны представляет собой ее эффективную площадь Бэфф и однозначно связанный с ней коэффициент усиления Ку:

Ку = у Я

В нашем случае наиболее важными параметрами, входящими в комплекс V, являются: частота излучения/ углы падения излучения на антенну в азимутальной (р и угломестной плоскостях в; пиковая амплитуда напряженности электрического поля Е^шс-

Включение в перечень, параметров такой характеристики, къкЕшкс, связано с тем, что воздействие на объект мощных ЭМ импульсов может приводить к изменению режимов работы полупроводниковых элементов, фактически входящих в состав паразитных антенн (являющихся их нагрузками), и, как следствие, к изменению откликов антенн на воздействие.

Важным параметром антенн, имеющим наибольший практический интерес, является зависимость коэффициента усиления от частоты. Измерение коэффициента усиления антенны в некотором диапазоне частот Куф традиционно производится с использованием перестраиваемых по частоте генераторов, при этом точность измеряемой частотной характеристики антенны напрямую связана с числом частотных отсчетов, дня которых производятся измерения. Объем экспериментов, требуемых для определения параметров паразитных антенн, может быть существенно сокращен путем использования в качестве зондирующих сигналов сверхкоротких электромагнитных импульсов со спектром, ширина которого превышает требуемый для исследований диапазон. В этом случае производятся прямые измерения зондирующего сигнала и отклика паразитной антенны и(0, которые посредством преобразования Фурье представляются в виде комплексных спектральных функций Б(а) и 1}(со).

Наиболее простым методом измерения коэффициента усиления антенн является метод эталонной антенны. При идентичности характеристик согласования исследуемой и образцовой антенн коэффициент усиления исследуемой антенны определяется соотношением:

8эт(о>)

Ку для произвольного направления © определяется на основе измерений ДН антенны: Ку(а,0)^КуО(о),0о)Р2(а},в).

При этом зависимость А'у(га,0) представляет собой частотную характеристику антенны для направления 0. Предельная точность измерения Ку этим методом определяется точностью заданных характеристик эталонной антенны.

Для реализации предложенного метода оценки параметров паразитных зтенн был разработан измерительный комплекс с параметрами, представленными в таблице 3 и состоящий из следующих устройств:

- сверхширокополоскый цифровой программируемый стробоскопический приемник типа ТМЯ8112 является основным элементом стенда и предназначен для регистрации, обработки и измерения параметров повторяющихся СШП сигналов в рабочей полосе частот;

- генератор зондирующих сигналов;

- комплект передающих и эталонных антенн;

- опорно-поворотное устройство;

- программно-математическое обеспечение.

Таблица 3 - Технические характеристики комплекса

Наименование параметра Значение

Диапазон рабочих частот, ГГц 0,1...12

Диапазон измерения КУ, дБ -20...+45

Аппаратурная погрешность измерения КУ, дБ ±0,5

Максимальная длительность временного окна, мке I

Погрешность определения частоты при измерении характеристик антенн. % ±0,1

Диапазон изменения углового положения измеряемой антенны в азимутальной плоскости, град. 0...360

Причинами отказа интегральных микросхем при воздействии на аппаратуру СКИ ЭМИ являются тиристорный эффект (ТЭ) в КМОП-структурах и вторичный тепловой пробой.

Для оценки возможности активизации паразитных четырехслойных структур под действием импульса наводки было предложено использовать физико-топологическое моделирование процесса «защелкивания» в типовой КМОП-структурс с использованием пакета «DIODE 2D». Моделирование ТЭ представляет собой достаточно сложную задачу определения пространственного распределения удельных сопротивлений соответствующих слоев. Расчет параметров таких структур является весьма трудоемкой задачей, требующей привлечения двух-, а в ряде случаев и трехмерных моделей и использования машинных методов анализа. Пакет "DIODE-2D'1 представляет собой двумерную программу физико-топологического моделирования, основанную на использовании жестко-устойчивых методов Гира для решения ФСУ в кремнии с учетом влияния ионизирующих излучений. Моделиро-

18

ваиие физических процессов в полупроводниковых приборах производится на основе диффузионно-дрейфовой модели.

Тестирование методики проводилось с использованием экспериментально полученных уровней стойкости изделия и параметров его паразитных цепей, полученные при экспериментальных исследованиях радиоуправляемого цифрового устройства. Сравнивая расчетное значение мощности наводки и соответствующей ей амплитуды воздействующего поля, приводящей к защелкиванию типовой КМОП-структуры, с результатами проведенных экспериментов, видно ее хорошее соответствие найденным экспериментально амплитуде воздействующего поля и соответствующей наводки, при которых происходит защелкивание микросхемы. Экспериментальное значение наводки, приводящей к ТЭ, составило 12 В, расчетное значение составило 30 В. Такая сходимость результатов свидетельствует об адекватности расчетной модели процессам.

Для моделирования воздействия импульсного ЭМИ на аналого-цифровую элементную базу была разработана методика, включающая в себя следующие основные этапы:

1. Анализ функционирования микросхемы в рамках сисгемы электрического моделирования «Р5р1се», в ходе которого рассчитывалось энерговыделение в элементах ИС при подаче на неё сигнала наводки. Основным результатом анализа являлось выявление уязвимого элемента микросхемы, поглощающего наибольшую долю энергии воздействующего сигнала.

2. Моделирование воздействия на наиболее уязвимый элемент ИС, проводимое на физико-топологическом уровне с использованием комплекса численного двумерного физико-топологического моделирования «Пю(1е-20». Основным результатом моделирования являлось определение размеров и расположения на кристалле области уязвимого элемента, в которой происходит максимальное энерговыделение при воздействии.

3. Разработка электротепловой модели области максимального энерговыделения уязвимого элемента ИС.

4. Моделирование СВЧ-воздействия на уязвимый элемент ИС, проводимое в рамках системы электрического моделирования «РБрюе» с использованием метода электротепловых аналогий. Результатом моделирования является значение амплитуды наводки, при которой происходит расплавление кремния в области максимального энерговыделения уязвимого элемента, т.е. катастрофический отказ ИС.

Тестирование методики проводилось на основе экспериментально полученных уровней стойкости изделия, знания эффектов воздействия и параметров его паразитных цепей, полученных при экспериментальных исследованиях.

Полученное расчетным путем значение амплитуды наводки, воздействующей на моделируемую ИМС и приводящее к ее катастрофическому отказу, составляет величину порядка

19

100 Вт. В то же время в эксперименте был зафиксирован отказ ИС при амплитуде наводки 10 Вт. Расхождение результатов расчетов и экспериментов на порядок в данном случае было признано удовлетворительным, так как на точность расчета существенно влияли:

- неопределенность параметров эквивалентной схемы ИС в системе моделирования «Р5рюе» (при моделировании использовались параметры типовых ПП приборов);

- неизвестность входного импеданса ИС (в расчете он предполагался равным 50 Ом).

Влияние указанных факторов может быть значительно уменьшено путем проведения

верификационных экспериментов, с поэтапной отладкой используемых для расчетного моделирования программ и уточнения исходных экспериментальных данных.

В четвертой главе отражены результаты исследований по оценке уязвимости устройств ТКС к деструктивному воздействию СКИ ЭМИ, определению зависимостей критериальных уровней от спектральных и временных параметров излучения.

Показано, что для обоснованной разработки рекомендаций по обеспечения эффективного функционирования устройств ТКС в условиях деструктивного воздействия СКИ ЭМИ необходимо знать, от каких видов воздействия требуется обеспечивать защиту. Для этого были определены параметры воздействия, наиболее влияющие на уровни уязвимости. Также установлено, как влияют условия эксплуатации устройств на уровни их уязвимости. Для этого были проведены серии экспериментов, позволивших получтъ зависимости уровней уязвимости от условий воздействия и его основных параметров: спектрального состава СКИ ЭМИ, длительности импульсов и частоты их следования.

Исследования влияния условий эксплуатации устройств ТКС проведены для случаев размещения в свободном пространстве и в типовом здании. В таблице 4 приведены основные результаты исследований в помещении и на открытом пространстве.

Таблица 4 - Уровни уязвимости различных типов СВТ в зависимости от размещения

Мобильный ПК Настольный ПК

Помещение Откр.пр. Помещение Откр.пр.

3,1 кВ/м 3,7 кВ/м 3,1 кВ/м 6,5 кВ/м

Из полученных результатов исследований сделаны следующие выводы:

- уязвимость СВТ в помещении при наличии отражений существенно возрастает;

- на открытом пространстве отсутствуют «провалы» в эффекте сбоя при приближении излучателя к исследуемому объекту, в то время как в помещении они существуют. Вероятно, что в помещении эти «провалы» объясняются усилением воздействия на больших расстояниях из-за вторичных отражений;

- различные типы компьютеров имеют различные соотношения в уровнях уязвимости

в помещении и на открытом пространстве.

Так как в формах исследуемых сигналов при проведении экспериментов на открытом пространстве и в помещении существовали значительные отличия, потребовалось определить, какой из параметров является наиболее важным с точки зрения максимальной уязвимости. Были проведены исследования воздействия СКИ ЭМИ различной формы с целью определения влияния спектральных характеристик на уровни уязвимости. В качестве объектов исследования использовались СВТ с различными типами процессоров и тактовыми частотами процессора от 166 до 1400 МГц (всего 12 изделий). Результаты исследований выявили факт существования совпадений в спектрах импульсов, полученных в критических точках сбоя, и позволили сделать вывод о том, что существуют частоты (может быть резонансные), на которых уязвимость компьютеров наивысшая. Исходя из проведенных исследований, наибольшие совпадения были получены в диапазоне 0,7 - 0,9 ГГц, что соответствует длительности излучаемых импульсов - 0,5 не. Полученные данные имеют хорошую корреляцию с результатами исследований антенных характеристик критических цепей, проведённых с использованием разработанного измерительного комплекса (см. рисунок 8).

Влияния полной длительности импульсов СКИЭМИ на уровни уязвимости устройств "ГКС было определено путем оценки воздействия СКИ ЭМИ различной длительности при близком спектральном составе. Объекты исследования были представлены тремя группами: СВТ общего назначения, СВТ в промышленном исполнении и цифровые радиоприёмные устройства с микропроцессорной системой управления. Параметры воздействующих ЭМИ приведены в таблице 5. Следует отметить, что СКИ ЭМИ вариантов 1, 2, 4 характерно для открытого пространства, формы 3 и 5 - для полей внутри зданий. Обобщённые результаты исследований приведены на рисунке 9.

Установлено, что минимальные уровни напряженности электрического поля, приводящие к нарушению функционирования персональных компьютеров и навигационного приемника, характерны для формы №3, основным отличием которой является наличие 4-х полупериодов в «импульсе», при ширине спектра более 1,5 ГГц. Следует отметить, что

21

уровни уязвимости для самых неэффективных режимов воздействия в 4...6 раз превысили уровни уязвимости, характерные для наиболее эффективных режимов. Представляет интерес тот факт, что для всех объектов наиболее опасным режимом явился № 2, а наиболее неэффективным режим №5. Это свидетельствует о схожести процессов, протекающих в средствах вычислительной техники при воздействии сверхкоротких импульсов, и может объясняться доминирующим влиянием на уязвимость внутренней «начинки» объектов (вплоть до используемой элементной базы), а не их конструктивных особенностей, таких, как корпуса и геометрия плат.

Известно, что эффективность помехового действия ЭМИ на системы, функционирующие в циклических режимах, зависит от частоты следования воздействующих импульсов. Оценка зависимости влияния эффективности функционирования ЛВС была проведена по критерию процента потерь информационных пакетов. Исследования проводились для длительностей СКИ ЭМИ 0,2 (рисунок 10 а) не и 0,8 не (рисунок 10 6).

Таблица 5 - Параметры СКИ ЭМИ различной длительности

Вариант СКИ ЭМИ Параметры излучения

Гпих, ГТц Ширина спектра по уровню 0,5, ГГц *^ИМГЪ НС Количество полупериодов

1 0,6 2,1 1 2

2 1 1,5 2 2

3 0,5 и 1,5 1.7 1,5 4

4 0,6 1.2 3 2

5 1,0 0,5 3,5 4

Рисунок 9 - Зависимость критериальных уровней от длительности СКИ-импульса

На рисунке 10 представлена зависимость импульсной напряженности электрического поля, обеспечивающей потерю информации в локальной вычислительной сети, от частоты следования воздействующих импульсов.

Рисунок 10 - Зависимость уязвимости ЛВС от частоты воздействующего СКИ ЭМИ

Анализ проведённых исследований показ&ч, что наиболее вероятным результатом деструктивного воздействия СКИ ЭМИ является нарушение целостности информации при её передаче и обработке. Наибольшая уязвимость (Екр~0,1..2 кВ/м) устройств ТКС проявляется при воздействии СКИ ЭМИ с длительностью первого полупериода 0,5... 1 не, при полной длительности более 1,5 не и частотах следования не менее 1 кГц.

На основе анализа полученных результатов были предложены следующие рекомендации по снижению влияти СКИ ЭМИ на эффективность функционирования ТКС:

- при экспериментальной оценке уровней стойкости устройств ТКС её необходимо проводить в условиях, близких к реальным условиям эксплуатации;

- при разработке средств защиты от ЭМП особое внимание должно быть уделено спектральному диапазону 0,5... 1,5 ГГц;

- ограничители уровней сигналов, используемые в линиях связи, должны иметь время реакции не более 0,1 ис;

- для исключения помехового действия на линии связи особо важных ЛВС их следует выполнять на основе оптических линий;

- при разработке устройств ТКС, предназначенных для функционирования в условиях возможного деструктивного воздействия СКИ ЭМИ, необходимо использовать элементную базу, в которой предусмотрена защита от тиристорного эффекта.

В Заключении сформулированы выводы по диссертационной работе в целом.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Основным результатом, определяющим научную и практическую значимость выполненных в работе исследований, является решение важной научно-технической задачи, направленной на снижение влияния СКИ ЭМИ на эффективность функционирования телекоммуникационных сетей.

В процессе решения задач, поставленных в диссертационной работе, получены следующие наиболее значимые научные и практические результаты:

1. Проведено обобщение результатов исследований устойчивости РЭА и методов ей оценки при деструктивном воздействии сверхкороткоимпульсного электромагнитного излучения, при выполнении которого показана потенциальная уязвимость современных ТКС к действию СКИ ЭМИ и установлено, что для решения задачи снижения влияния СКИ ЭМИ на эффективность функционирования ТКС целесообразно использовать экспериментальные методы исследования.

2. Проведен анализ средств формирования СКИ ЭМИ высокой мощности и определён перечень параметров, подлежащих измерению, при оценке воздействия на РЭА для его адекватного описания.

3. Проведены экспериментальные исследования эффектов воздействия СКИ ЭМИ на типовые устройства ТКС, которые показали, что основными причинами функционального поражения СВТ, ЛВС и других компонентов ТКС являются сбои и обратимые отказы элементной базы, приводящие к нарушению целостности информации, находящейся в обработке, а также к нарушению режимов функционирования.

4. Проведены исследования воздействия СКИ ЭМИ и формируемых ими в критических цепях наводок на функционирование базовых логических элементов ряда серий ИМС, что позволило получить экспериментальные данные, определяющие зависимость уровней бессбойной работы от спектральных характеристик воздействующих сигналов.

5. Разработаны критерии оценки устойчивости устройств телекоммуникационных систем к деструктивному воздействию СКИ ЭМИ, основанные на анализе экспериментальных данных по эффектам воздействия, как обратимых, так и необратимых, позволяющие оценить уязвимость СВТ, ЛВС и других элементов ТКС в широком диапазоне требований к эффективности функционирования.

6. Разработана модель деструктивного воздействия СКИ ЭМИ на ТКС, учитывающая особенности их функционирования.

7. Разработан алгоритм оценки деструктивного действия СКИ ЭМИ на элементы и устройства ТКС, основанный на знании антенных свойств критических цепей, а именно, коэффициента усиления паразитной («случайной») антенны, позволяющего связать параметры воздействующего поля и параметры наведённого сигнала.

8. Разработаны средства измерения характеристик критичных цепей, являющихся «случайными антеннами», и определяющих уязвимость типовых элементов ТКС к деструктивному воздействию СКИ ЭМИ. Разработанный измерительный комплекс позволяет определять характеристики «случайных» (паразитных) антенн в широком диапазоне частот

24

(0,1... 12 ГГц) используя метод сверхширокополосного зондирования исследуемой антенны и сравнения отклика с сигналом от эталонного приёмника.

9. Разработана методика расчетно-экспериментальной оценки уязвимости ТКС к деструктивному воздействию СКИ ЭМИ, основанная на экспериментальном определении законов поражения элементной базы и коэффициента преобразования «случайных антенн».

10. Проведены экспериментальные исследования устойчивости типовых элементов ТКС к деструктивному воздействию СКИ ЭМИ для оценки влияния характеристик излучения на критериальные уровни, получены зависимости критериальных параметров от основных характеристик воздействующего СКИ ЭМИ.

11. Разработаны рекомендации по обеспечению эффекгавного функционирования ТКС при деструктивном воздействии СКИ ЭМИ.

Личный вклад автора. Все результаты, составляющие основное содержание диссертации, получены автором самостоятельно. В работах, выполненных в соавторстве [1-8,10, 12], диссертантом внесен следующий вклад: поставлены и решены задачи выбора методов и объектов исследований, вида электромагнитных воздействий [1, 3 - 7,10]; решены задачи метрологического и инструментального обеспечения исследований [2]; сформулированы требования к методам оценки уязвимости [7, 8, 12]; проведен анализ факторов и эффектов воздействия СКИ ЭМИ на устройства ТКС [10, 12]; разработаны программа и методика испытаний на стойкость к воздействию СКИ ЭМИ [1,3, 5-7]; обоснованы рекомендации по защите [9,10].

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

¡.Корнев А.Н., Сахаров К.Ю. и др. Исследование воздействия сверхкоротких электромагнитных импульсов fia персональные компьютеры // Технологии ЭМС,- 2006 - № 2,- С. 44-49.

2. Корнев АН., Соколов A.A., Сахаров К.Ю. Датчик напряженности электрического поля сверхкоротких электромагнитных импульсов со сверхвысокой частотой повторения // Технологии ЭМС,- 2006,- № 2,- С. 20-25.

3. Корнев А.Н., Сахаров К.Ю., Михеев О.В. и др. Исследование функционирования локальной вычислительной сети в условиях воздействия сверхкоротких электромагнитных импульсов // Технологии ЭМС. - 2006,- № 3.- С.36-46.

Сборники научных трудов и материалы конференций

4. Корнев АН. Функционирование персональных компьютеров в условиях воздействия мощных полей // КомпьюЛог- 2005. - № 3 (69). - С. 28-33.

5. Корнев АН. Экспериментальные исследования уязвимости средств вычислительной техники к воздействию импульсного электромагнитного излучения // КомпьюЛог. -2005,- № 6 (72). - С. 35-39.

6. Корнев А.Н. Основные результаты исследований по проблеме защиты устройств

25

систем связи от СШП ЭМИ II Информационные и телекоммуникационные технологии. -2007. -№3.- С. 36-39.

7. Корнев А.Н. Методы измерения параметров антенн при воздействии сверхширокополосных электромагнитных импульсов // Информационные и телекоммуникационные технологии. - 2006. - № г.- С. 24-33.

8. Корнев А.Н., Белоконь И.Н., Гончаров А.Н. и др. Способ дистанционного обезвреживания минновзрывных устройств с электронными взрывателями при разминировании местности; патент РФ № 2328845 от 05.06.2008 г.

9. Корнев А.Н. Воздействие сверхширокополосного импульсного электромагнитного излучения на персональные компьютеры // Электромагнитная совместимость технических средств и электромагнитная безопасность: Сб. трудов 9-й Российской НТК.- С. Пб.: БИТУ, 2007,- С. 419-424.

10. Корнев А.Н. Влияние мощного СШП ЭМИ на функционирование БИС ОЗУ // Электромагнитная совместимость технических средств и электромагнитная безопасность: Сб. трудов 9-й НТК.- С. Пб.: БИТУ, 2007. - С. 277-281.

11. Корнев А.Н., Белоконь И.Н., Долбня С.Н. и др. Экспериментальные исследования элементов и узлов цифровой РЭА на стойкость к воздействию импульсного электромагнитного излучения // Сб. трудов конференции. - Саров: РФЯЦ ВНИИ ЭФ, 2007. - С. 143-148.

12. Корнев А.Н. Моделирование воздействия СПЕЦ - наводок на цифровые интегральные схемы // Сб. трудов конференции "Стойкость - 2000". - Лыткарино, Московской обл.: НИИ Приборов, выпуск 3. - 2000. - С. 64-69.

13. Корнев А.Н., Громов Д.В., Долбня С.11. и др. Экспериментальные исследования влияния мощного электромагнитного излучения на характеристики малошумящих усилителей II Сб. трудов конференции "Стойкость - 2006". - Лыткарино, Московской обл.: НИИ Приборов, выпуск 9.- 2006. - С. 73-78.

14. Корнев А.Н., Долбня С.Н. и др. Влияние мощного ЭМИ СВЧ на функционирование компаратора напряжения//Сб. трудов конференции" Стойкость-2007",- Лыткарино, Москов-скойобл.: НИИ Приборов, выпуск 10,- 2007. - С. 48-56.

Подписано в печать 23.03.2010. Формат 60x84/16. Бумага типографская № 2. Печать - ризография. Усл. печ. л. 1,6 Тираж 90 экз. Заказ 1066 .

Московский государственный институт электроники и математики 109028, Москва, Б.Трехсвятительский пер., 3.

Центр оперативной полиграфии (495) 916-88-04, 916-89-25

Обозначения и сокращения

Введение

1 Анализ состояния вопроса по оценке воздействия сверхкороткоимпульсных электромагнитных полей высокой мощности на аппаратуру телекоммуникационных систем

1.1 Характеристика телекоммуникационных систем и их 10 составных частей как объектов потенциально уязвимых к действию импульсных ЭМП

1.2 Анализ влияния электромагнитного воздействия на 11 функционирование элементов и узлов РЭА

1.3 Анализ средств формирования СКИ ЭМИ высокой 16 мощности

1.4 Анализ методов оценки воздействия СКИ ЭМИ на РЭА и её 18 элементы

1.5 Выбор направлений исследований. Постановка задач 20 2. Экспериментальные исследования эффектов воздействия 21 СКИ ЭМИ НА телекоммуникационные системы и их элементы

2.1 Исследования воздействия импульсных ЭМИ на 21 элементную базу устройств передачи и обработки информации

2.2 Исследования эффектов воздействия СКИ ЭМИ на типовые 35 устройства ТС

2.3 Критерии оценки воздействия ЭМИ высокой мощности на 43 ТС и их элементы

2.4 Разработка алгоритма оценки воздействия СКИ ЭМИ на 45 типовые устройства ТС

2.4.1 Модель воздействия СКИ ЭМИ на типовые устройства

2.4.2 Алгоритм оценки воздействия СКИ ЭМИ на типовые устройства ТКС

2.5 Выводы по главе

3. Разработка методов и средств расчетно-экспериментальной оценки воздействия СКИ ЭМИ на типовые элементы телекоммуникационных систем

3.1 Разработка методики экспериментальной оценки 49 параметров сигналов формируемых в критических цепях элементов ТКС при воздействии СКИ ЭМИ

3.1.1 Методология экспериментальной оценки параметров 49 сигналов формируемых в критических цепях РЭА при воздействии СКИ ЭМИ

3.1.2 Разработка средств измерения параметров критических 62 цепей элементов и устройств ТС

3.1.3 Экспериментальное определение параметров сигналов 69 наводимых в критических цепях базовых элементов ТС при воздействии СКИ ЭМИ

3.2 Разработка расчетно-экспериментальной методики оценки 72 обратимых отказов элементной базы ТКС при воздействии

СКИ ЭМИ

3.3 Разработка расчетно-экспериментальной методики оценки 77 необратимых отказов элементной базы ТС при воздействии

СКИ ЭМИ

3.3.1 Моделирование функционирования интегральных схем с 78 учетом влияния источников помеховых сигналов

3.3.2 Физико-топологическое моделирование функциониро- 83 вания уязвимого элемента ИС при воздействии СКИ ЭМИ

3.3.3 Разработка электротепловой модели уязвимого элемента 86 интегральной схемы

3.3.4 Моделирование воздействия СВЧ-помехи на уязвимый элемент ИС методом электротепловых аналогий

3.4 Выводы по главе

4. Оценка устойчивости систем передачи и обработки информации к действию СКИ ЭМИ

4.1 Оценка уязвимости ТКС и определение их критериальных 98 уровней

4.2 Оценка влияния спектральных и временных характеристик 105 СКИ ЭМИ на критериальные уровни

4.3 Разработка рекомендаций по обеспечению устойчивости 111 функционирования ТС в условиях воздействия СКИ ЭМИ

4.4 Выводы по главе

В настоящее время активно развиваются средства электромагнитного поражения радиоэлектронных систем (РЭС) и устройств, и особенно средства поражения, основанные на новых физических принципах. Так в последние годы появились новые мощные генераторы, излучающие периодические и однократные сверхкороткие электромагнитные импульсы (СКИ ЭМИ). Они обладают новыми качествами, отсутствующими у традиционных источников преднамеренных помех - сверхширокополосностыо и большой амплитудой. Спектральная плотность их распределена в интервале от сотен МГц до единиц ГГц [1,2].

Особенностью данного типа излучения является соизмеримость длительности воздействующих импульсов с длительностью рабочих импульсов, при обработке цифровой информации. Поэтому при воздействии СКИ ЭМИ на компьютеры и цифровые устройства в их цепях наводятся сигналы, аналогичные рабочим, что приводит к нарушению работы цифровых систем. Одной из возможных областей применения таких излучателей является дистанционное поражение электронных компонентов изделий радиоэлектронного вооружения (РЭВ), в частности микропроцессоров устройств и построенных на их основе систем передачи и обработки информации. Сегодня они составляют основную часть используемых элементов в РЭС, работают на все более высоких частотах и низких напряжениях и, таким образом, становятся все более восприимчивы к СКИ ЭМИ [2, 3, 4].

Кроме того, необходимо учитывать, что на современном этапе отмечаются следующие особенности развития составляющих инфокоммуникаций:

- на долю программного обеспечения приходится 80 % реализаций функций, а на долю аппаратных средств - примерно 20% функциональных возможностей, внедрение СБИС позволяет реализовать практически любые функции, в том числе и в мобильных аппаратах;

- произошел довольно резкий переход от аналоговых систем передачи к цифровым, причем в последних осуществлен переход от систем PDH к системам синхронной цифровой иерархии (SDH) и к применению широкополосных систем B-ISDN и ATM;

- под влиянием развития базовых технологий развиваются телекоммуникационные процессы и системы, в сторону увеличения быстродействия;

- происходит глобализация требований стандартов как в области информационных технологий, так и сфере электромагнитной совместимости и стойкости объектов к намеренным электромагнитным воздействиям.

Поэтому, СКИ ЭМИ являются сегодня новой серьезной угрозой для радиоэлектронных систем. Кроме того, бурное развитие микроэлектроники и активное повсеместное внедрение в деятельность государственных структур различных систем обработки, передачи и хранения информации ведёт к активному развитию информационных инфраструктур (ИИ) [4].

Анализ цифровых устройств являющихся основой систем передачи и обработки информации показывает их высокую уязвимость к действию СКИ ЭМИ. Проведённые исследования воздействия СКИ ЭМИ на электронные компоненты информационных инфраструктур показывают, что для адекватной оценки реальной стойкости информационных инфраструктур необходимо проведение исследований и испытаний в условиях их реального расположения.

Решение задачи оценки воздействия СКИ ЭМИ на электронные системы ИИ методами математического моделирования на сегодня не представляется возможным ввиду отсутствия соответствующего методического аппарата. При этом анализ численных методов решения таких задач показывает невозможность получения достоверных расчетных результатов.

При этом следует отметить, что методы создания перспективных, защищенных от преднамеренного воздействия СКИ ЭМИ, информационных инфраструктур, в том числе стационарных или разнесенных в пространстве сегодня является крайне неизученным, ввиду его многогранности и сложности. В настоящее время наиболее перспективным методом оценки уязвимости электронных систем является расчетно-экспериментальный метод, позволяющий с приемлемой точностью оценить критические уровни воздействия на распределённые системы, к которым относятся ИИ.

Потенциальную значимость вопроса оценки уязвимости ИИ показывает и разработка комплекса стандартов, регламентирующих требования и порядок проведения испытаний систем обработки информации, выполненных в защищенном исполнении, к действию СКИ ЭМИ — ожидаемый срок ввода стандартов 2010 год. Работа по разработке комплекса стандартов ведется кооперацией организаций представляющих промышленность, Госстандарт, ФСБ, ФСТЭК. В настоящее время действует ГОСТ Р 52863-2007 «Автоматизированные системы в защищенном исполнении. Испытания на устойчивость к намеренным силовым электромагнитным воздействиям» [1,2].

В настоящее время на этапах введения в действие и в разработке находятся следующие документы:

ГОСТ Р «Защита информации. Автоматизированные системы в защищенном исполнении. Организация и содержание работ по защите от преднамеренных деструктивных электромагнитных и электрических воздействий. Общие положения».

ГОСТ Р «Защита информации. Автоматизированные системы в защищенном исполнении. Средства защиты от преднамеренных деструктивных электромагнитных и электрических воздействий. Общие требования».

ГОСТ Р «Защита информации. Автоматизированные системы в защищенном исполнении. Средства обнаружения преднамеренных деструктивных электромагнитных и электрических воздействий. Общие требования».

Проект нормативного документа «Специальные требования и рекомендации по технической защите информации от преднамеренных деструктивных электромагнитных и электрических воздействий».

4.4 Выводы по разделу

Таким образом, проведённые экспериментальные исследования позволили получить следующие результаты:

- экспериментально получены зависимости уровней уязвимости устройств ТКС от основных параметров воздействующего СКИ ЭМИ;

- определены параметры СКИ ЭМИ при которых наиболее сильно проявляются основные эффекты воздействия

- проведён сравнительный анализ воздействия СКИ ЭМИ и моночастотного импульсного ЭМИ микросекундной длительности;

- на основе анализа эффектов воздействия определены рекомендации по снижению влияния СКИ ЭМИ на эффективность функционирования ТКС.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведение широкого спектра экспериментальных работ позволило определить уровни функционального поражения настольных и портативных ПК общего и специального назначения, а так же устройств на их основе, СВЧ-излучением с различными спектрально-временными характеристиками.

Проведенные исследования позволили определить основные принципиальные различия в воздействии СВЧ-излучения на аналоговые и цифровые устройства. Если в аналоговых устройствах сбои в их элементах жестко привязаны к моменту воздействия и имеют вполне определенные последствия для объекта в целом, то в цифровых устройствах возникновение сбоев обуславливается изменением логического состояния микросхем, носит, как правило, случайный характер и характеризуется большим разнообразием эффектов, наблюдаемых на уровне объекта.

Показана жизнеспособность выбранного подхода к решению задачи. Получены достаточно точные данные о физике процессов, протекающих в нерезонансных объектах при воздействии СВЧ-излучения.

Отработаны методики проведения экспериментальных исследований по выявлению уязвимых элементов и получению исходных данных для расчетного моделирования.

Отработана методика построения модели воздействия для различных нерезонансных объектов.

Показана нецелесообразность разработки универсальных (обобщенных) моделей воздействия, обусловленная:

- различными эффектами воздействия на один и тот же уязвимый элемент объекта;

- возможной сменой уязвимых элементов объекта при изменении параметров воздействия;

- наличием равностойких уязвимых элементов в объекте исследований

Основным результатом, определяющим научную и практическую значимость, выполненных в работе исследований, является решение важной научно-технической задачи направленной на снижение влияния СКИ ЭМИ на эффективность функционирования телекоммуникационных сетей.

В процессе решения задач, поставленных в диссертационной работе, получены следующие наиболее значимые научные и практические результаты:

1. Проведено обобщение результатов исследований устойчивости РЭА и методов её оценки при деструктивном воздействии сверхкороткоимпульсного электромагнитного излучения, при выполнении которого показана потенциальная уязвимость современных ТКС к действию СКИ ЭМИ и установлено, что для решения задачи снижения влияния СКИ ЭМИ на эффективность функционирования ТКС целесообразно использовать экспериментальные методы исследования

2. Проведен анализ средств формирования СКИ ЭМИ высокой мощности и определён перечень параметров подлежащих измерению при оценке воздействия на РЭА для его адекватного описания.

3. Проведены экспериментальные исследования эффектов воздействия СКИ ЭМИ на типовые устройства ТКС, которые показали, что основными причинами функционального поражения СВТ, ЛВС и других компонентов ТКС являются сбои и обратимые отказы элементной базы, приводящие к нарушению целостности информации находящейся в обработке, а так же к нарушению режимов функционирования.

4. Проведены исследования воздействия СКИ ЭМИ и формируемых ими в критических цепях наводок на функционирование базовых логических элементов ряда серий ИМС, что позволило получить экспериментальные данные, определяющие зависимость уровней бессбойной работы от спектральных характеристик воздействующих сигналов.

5. Разработаны критерии оценки устойчивости устройств телекоммуникационных систем к деструктивному воздействию СКИ ЭМИ, основанные на анализе экспериментальных данных по эффектам воздействия, как обратимых, так и необратимых, позволяющие оценить уязвимость СВТ, ЛВС и других элементов ТКС в широком диапазоне требований к эффективности функционирования.

6. Разработана модель деструктивного воздействия СКИ ЭМИ на ТКС учитывающая особенности их функционирования.

7. Разработан алгоритм оценки деструктивного действия СКИ ЭМИ на элементы и устройства ТКС, основанный на знании антенных свойств критических цепей, а именно коэффициента усиления паразитной («случайной») антенны, позволяющего связать параметры воздействующего поля и параметры наведённого сигнала.

8. Разработаны средства измерения характеристик критичных цепей, являющихся «случайными антеннами», и определяющих уязвимость типовых элементов ТКС к деструктивному воздействию СКИ ЭМИ. Разработанный измерительный комплекс позволяет определять характеристики «случайных» (паразитных) антенн в широком диапазоне частот (0,1.12 ГГц) используя метод сверхширокополосного зондирования исследуемой антенны и сравнения отклика с сигналом от эталонного приёмника.

9. Разработана методика расчетно-экспериментальной оценки уязвимости ТКС к деструктивному воздействию СКИ ЭМИ, основанная на экспериментальном определении законов поражения элементной базы и коэффициента преобразования «случайных антенн».

11. Проведены экспериментальные исследования устойчивости типовых элементов ТКС к деструктивному воздействию СКИ ЭМИ для оценки влияния характеристик излучения на критериальные уровни, получены зависимости критериальных параметров от основных характеристик воздействующего СКИ ЭМИ

12. Разработаны рекомендации по обеспечению эффективного функционирования ТКС при деструктивном воздействии СКИ ЭМИ.

1. НРМ (high power microwave) testing of electronic components. Antinone R., Ng W.C. (Lawrence Livermore National Lab., CA(USA)). 10 May 1989. 80p.

2. Балюк H.B., Кечиев JI.H., Степанов П.В. Мощный электромагнитный импульс: воздействие на электронные средства и методы защиты, М.: ООО «Группа ИДТ», 2007. 478 е.

3. Т. Уильяме ЭМС для разработчиков продукции, М.: издательский дом технологии, 2003 г. 540 с.

4. Сахаров К.Ю., Излучатели сверхкоротких электромагнитных импульсов и методы измерения их параметров, М.: МИЭМ, 2006 г. 159 с.

5. ГОСТ Р 52863-2007 «Автоматизированные системы в защищенном исполнении. Испытания на устойчивость к намеренным силовым электромагнитным воздействиям»

6. Зи С. Физика полупроводниковых приборов, т. 1 Москва: «Мир» 1984.

7. Красюк Н.П., Дымович Н.Д. Электродинамика и распространение радиоволн. Учеб. пособие для радиотехн. вузов и факультетов. М.: «Высшая школа», 1974.

8. Введенский Б.А., Аренберг А.Г. Распространение ультракоротких радиоволн.- М.: Советское радио, 1938.- 284 с.

9. Фейнберг Е. Л. Распространение радиоволн вдоль земной поверхности.- М.: Изд. АН СССР, 1961.- 547 с. (2-е изд.- М.: Наука, 1999.- 496с.)

10. Mikheev О. V., Podosenov S. A., Sakharov К. Yu., Sokolov A. A., and Türkin V. A. Approximate Calculation Methods for Radiation of а ТЕМ Horn Array. IEEE Trans. Electromagn. Compat. 2001. V. 43, N 1. P. 67-74.

11. Никольский B.B., Никольская Т.И. «Электродинамика и распространение радиоволн.» — М.: «Наука», 1989, 544 с.

12. Герасименко В.Г., Авдеев В.Б., Бердышев A.B. Мощныесверхкороткоимпульсные и сверхширокополосные электромагнитныеизлучения и их помеховое и поражающее воздействие на электроннуюаппаратуру передачи-приёма, обработки и хранения информации,117

13. Воронеж: Научная книга, 2008. -397 с

14. Методика расчетно-экспериментальных исследований воздействия импульсного СВЧ-излучения на радиоуправляемые устройства. Санкт-Петербург: ФТИ им. Иоффе, 2002.

15. Протокол экспериментальных исследований функционирования радиостанции «Kenwood TK-270G» в условиях воздействия СВЧ-излучения. Санкт-Петербург: ФТИ им. Иоффе, 2002.

16. Протокол экспериментальных исследований функционирования радиостанции «Беркут» в условиях воздействия СВЧ-излучения. — Санкт-Петербург: ФТИ им. Иоффе, 2002.

17. Протокол экспериментальных исследований функционирования автомобильного пейджера «Mongoose PS-30» в условиях воздействия СВЧ-излучения. Санкт-Петербург: ФТИ им. Иоффе, 2002.

18. Антипин В.В., Громов Д.В., Полунин В.А., Долбня С.Н., Корнев А.Н. Моделирование воздействия СПЕЦ-наводок на цифровые интегральные схемы, сборник по материалам конференции " Стойкость-2000", выпуск 3, 2000 г.

19. Громов Д.В., Долбня С.Н., Елесин В.В., Корнев А.Н., Певнев A.B., Полевич С.А. Функционирование персональных компьютеров в условиях воздействия полей PJIC, сборник по материалам конференции " Стойкость-2003", выпуск 6, 2003 г.

20. Громов Д.В., Долбня С.Н., Елесин В.В., Корнев А.Н., Певнев A.B., Полевич С.А. Функционирование оптического датчика цели в условиях воздействия полей PJIC, сборник по материалам конференции " Стойкость-2003", выпуск 6, 2003 г.

21. Газизов Т.Р. Преднамеренные электромагнитные помехи и авионика. Успехи современной радиоэлектроники, 2004. № 2, С. 37-51.

22. Экспериментальные исследования воздействия СВЧ-импульсов на содержащие интегральные микросхемы радиоэлектронные устройства / Бердышев A.B., В.Ф. Ивойлов, A.B. Исайкин и др. // Радиотехника. 2000. № 6, С. 85-88.

23. Floring H.K. The future battlefield: a blast of gigawatts? // IEEE Spectrum. 1988, vol.25, №3,p.50-54.

24. Ю.Г. Юшков, П.Ю. Чумерин, С.H. Артеменко и др. Экспериментальное исследование воздействия сверхвысокочастотных импульсов на работу персонального компьютера // Радиотехника и электроника. 2001. Т. 46. №8, С. 1020-1024.

25. Ключник A.B., Маслов Д.Е., Солодов A.B. Тепловое повреждение интегральных микросхем. Электронная техника. Сер. Электроника СВЧ, 1994, Вып. 1(461). - С. 46-48.

26. Шеин А.Г., Григорьев E.B., Старостенко B.B. Влияние ориентации электромагнитного поля при воздействии на интегральные микросхемы. Электронная техника. Сер. Упр. кач-вом., 1992, Вып. 2(149). С.16-18.

27. Генерирование мощных СВЧ импульсов ультракороткой длительности и их воздействие на интегральную электронную технику / С.Б. Блудов, Н.П. Годецкий, К.А. Кравцов и др. // Физика плазмы. 1994. Т. 20, № 7, 8.-С. 712-717.

28. Вдовин В.А., Кулагин В.В., Черепенин В.А. Помехи и сбои при нетепловом воздействии коротких СВЧ- импульсов на радиоэлектронные устройства. Электромагнитные волны и электронные системы, 2003, №1. С.64-73.

29. Бердышев A.B., Щеренков В.В. Энергетические и временные характеристики сверхвысокочастотного импульса на выходе антенно-фидерного тракта радиоэлектронного средства // Физика волновых процессов и радиотехнические системы, 2003, Т. 6. №2. С. 52-57.

30. Изменение параметров малошумящего усилителя при воздействии мощных импульсных помех / В.В. Антипин, В.А. Годовицын, Д.В. Громов и др. // Радиотехника. 1991. №8.-С. 18-20.

31. Корнев А.Н. Экспериментальные исследования уязвимости средств вычислительной техники к воздействию импульсного электромагнитного излучения, Доклад на конференции памяти Тихонравова, 4 ЦНИИ МО РФ, 2008 г.

32. Гришняев H.H., Козлов А.Н. Оценка поражающего действия микроволнового излучения на радиоэлектронные средства, содержащие антенно-фидерные устройства // Оборонная техника. 1997. №1-2.-С. 66121

33. Гришняев H.H., Ткач Ю.В. Исследование стойкости объектов ВВТ, содержащих антенно-фидерные устройства, к воздействию микроволнового излучения // Оборонная техника. 1997. №6-7.-С. 22-24.

34. Зубрилов A.C., Котин O.A., Шуман В.Б. Однородный лавинный пробой в кремниевых диодах // Физика и техника полупроводников. 1989. Т.23, №4.-С. 607-611.

35. Осипов В.В., Холоднов В.А. Явление изотермического шнурования тока при инжекционном пробое полупроводниковых структур / Микроэлектроника. 1973.Т. 2. № 6.-С. 529-547.

36. Грибников З.С. Об одном механизме неустойчивости однородного лавинного пробоя слоев Шоттки // Физика и техника полупроводников. 1977. Т.11,№11.-С. 2111-2118.

37. Wunsh D.C., Bell R.R. Determination of thresold failure levels semiconductor diods and transistors due to pulse voltage. IEEE Trans. Nucl. Science, 1968, v. NS-15, № 6. P.244-259.

38. Рикетс Л.У., Бриджес Дж., Майлетта Дж. Электромагнитный импульс и методы защиты: Пер. с англ. / Под ред. H.A. Ухина. М.: Атомиздат, 1979.-328 с.

39. Larson С.Е., Roe J.M. A modified Ebers-Moll transistor model for RF-interference analysis. // IEEE Trans, on EMC. 1979. V. EMC-21. № 4.-P. 283-290.

40. B.B. Пухов, Ю.Д. Ильин. Воздействие ВЧ- и СВЧ- помех на полупроводниковые приборы и интегральные схемы. Электронная техника. Сер. Электроника СВЧ, 1986, Вып. 9(393). - С. 25-28.

41. Влияние электромагнитных помех на работоспособность полупроводниковых приборов и интегральных схем. / A.M. Бригидин, H.A. Титович, В.М. Кириллов и др. // Электронная техника. Сер. Упр. кач-вом., 1992, Вып. 1(148).-С. 3-13.

42. Протокол экспериментальных исследований параметров электрическихнаводок на внутренних токопроводниках радиостанции «Kenwood ТК-270G» от сверхвысокочастотных электромагнитных полей. Санкт-Петербург: ФТИ им. Иоффе, 2002.

43. Протокол экспериментальных исследований параметров электрических наводок на внутренних токопроводниках радиостанции «Беркут» от сверхвысокочастотных электромагнитных полей. — Санкт-Петербург: ФТИ им. Иоффе, 2002.

44. Протокол экспериментальных исследований параметров электрических наводок на внутренних токопроводниках автомобильного пейджера «Mongoose PS-ЗО» от сверхвысокочастотных электромагнитных полей. -Санкт-Петербург: ФТИ им. Иоффе, 2002.

45. Протокол выполнения измерений электрических сигналов в цепях радиоуправляемого устройства на основе УКВ-радиостанции Беркут-603М при воздействии СВЧ-излучения 10-см диапазона. ЦФТИ МО РФ, 2003 г.

46. Протокол выполнения измерений электрических сигналов в цепях радиоуправляемого устройства на основе УКВ-радиостанции Беркут-603М при воздействии СВЧ-излучения 30-см диапазона. ЦФТИ МО РФ, 2003 г.

47. Протокол выполнения измерений электрических сигналов в цепях радиоуправляемого устройства на основе автомобильного пейджера Mongoose PS-30 при воздействии СВЧ-излучения 10-см диапазона. -ЦФТИ МО РФ, 2003 г.

48. Протокол выполнения измерений электрических сигналов в цепях радиоуправляемого устройства на основе автомобильного пейджера Mongoose PS-30 при воздействии СВЧ-излучения 30-см диапазона. — ЦФТИ МО РФ, 2003 г.

49. Результаты расчетного моделирования функционирования радиоуправляемого устройства на основе радиостанции «Беркут 603» в условиях электромагнитного воздействия. Приложение №1 к итоговомуотчету о НИР «Абиджан» Санкт-Петербург: ФТИ им. Иоффе, 2003.

50. Исходные данные для расчетного моделирования функционирования радиоуправляемых устройств в условиях электромагнитного воздействия. Приложение №2 к итоговому отчету о НИР «Абиджан» — Санкт-Петербург: ФТИ им. Иоффе, 2003.

51. Протокол экспериментальных исследований воздействия сверхкоротких импульсов СВЧ-излучения на персональные компьютеры. — Сергиев Посад: ЦФТИ МО РФ, 2003.

52. Протокол № 3 экспериментальных исследований взаимодействия импульсов электромагнитного излучения сверхкороткой длительности с радиоэлектронной аппаратурой. Санкт-Петербург: ФТИ им. Иоффе, 2001.

53. Протокол экспериментальных исследований воздействия сверхкоротких импульсов СВЧ-излучения на электронные блоки. Сергиев Посад: ЦФТИ МО РФ, 2003.

54. Протокол экспериментальных исследований воздействия сверхкоротких импульсов СВЧ-излучения на УКВ-радиостанции. Сергиев Посад: ЦФТИ МО РФ, 2003.

55. Протокол экспериментальных исследований воздействия сверхкоротких импульсов СВЧ-излучения на радиоуправляемые устройства. Сергиев Посад: ЦФТИ МО РФ, 2003.

56. Протокол экспериментальных исследований воздействия импульсов СВЧ-излучения микросекундной длительности на радиоуправляемые устройства. Сергиев Посад: ЦФТИ МО РФ, 2003.

57. Архангельский А.Я. PSpice и Design Centre. В 2-х ч. Часть 1. Схемотехническое моделирование. Модели элементов. Макромоделирование. Учебное пособие. МИФИ. 1996 г. -236 с.

58. Методика расчетно-экспериментальных исследований воздействия сверхширокополосного излучения на радиоэлектронную аппаратуру. — Санкт-Петербург: ФТИ им. Иоффе, 2002.

59. Протокол № 1 экспериментальных исследований взаимодействия импульсов электромагнитного излучения сверхкороткой длительности с радиоэлектронной аппаратурой. — Санкт-Петербург: ФТИ им. Иоффе, 2001.

60. Алферов Ж.И., Уваров А.И. О тепловом пробое мощных германиевых вентилей // Электричество. 1964. № 5, С. 46-50.

61. Мартиросов И.М. О лавинно-тепловом пробое р-n переходов // Физика и техника полупроводников. 1967. Т. 2. № 11, С. 1075-1080.

62. Усыченко В.Г., Сорокин JI.H., Якимов A.B. Видеоимпульсный метод определения параметров выгорания полупроводниковых приборов СВЧ. М.: Вопросы атомной науки и техники, Серия: физика радиационного воздействия на РЭА, вып.З, 2002. С. 13 - 15.

63. Усыченко В.Г., Якимов A.B., Сорокин JI.H. Выгорание сверхвысокочастотных диодов и транзисторов под воздействием видеоимпульсов разной полярности и длительности. М.: Радиотехника и электроника. 2002. Т. 47. № 9, С. 1138-1144.

64. Изделия электронной техники, квантовой электроники и электротехнические военного назначения. Испытания на импульсную электрическую прочность. РДВ 319.03.30-98. М.: МО РФ, 1998.-19 с.

65. Громов Д.В., Корнев А.Н., Певнев A.B., Полевич С.А., Фотеев A.B.

66. Влияние мощного ЭМИ СВЧ на функционирование БИС ОЗУ, сборник по материалам конференции " Стойкость-2007", выпуск 10, 2007 г.

67. Сахаров К.Ю., Михеев О.В., Туркин В.А., Корнев А.Н. Долбня С.Н., Певнев A.B., Акбашев Б.Б. Исследование функционирования персональных компьютеров в условиях воздействия сверхкоротких электромагнитных импульсов, «Технологии ЭМС», №2 2006 г.

68. Алешко О.В., Соколов A.A., Сахаров К.Ю., Михеев А.И., Туркин В.А., Корнев А.Н. Датчик напряженности электрического поля сверхкоротких электромагнитных импульсов со сверхвысокой частотой повторения, «Технологии ЭМС», №2 2006 г.

69. Сахаров К.Ю., Михеев О.В., Туркин В.А., Корнев А.Н. Долбня С.Н., Певнев А.В Исследование функционирования локальных вычислительных сетей в условиях воздействия сверхкоротких электромагнитных импульсов, «Технологии ЭМС», №1 2007 г.