автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.05, диссертация на тему:Электромагнитное излучение от межсоединений печатных плат цифровых электронных средств

На правах рукописи

АГАПОВ Сергей Витальевич

ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ ОТ МЕЖСОЕДИНЕНИЙ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ ЦИФРОВЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ

Специальность 05.13.05 - Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Казань 2006

Работа выполнена в Казанском государственном техническом университете им. А. Н. Туполева

Научный руководитель — доктор технических наук, профессор

Чермошенцев Сергей Федорович

Официальные оппоненты — доктор технических наук, профессор

Белавин Владимир Алексеевич

кандидат технических наук, профессор Петровский Владимир Ильич

Ведущая организация - Федеральное государственное унитарное

предприятие «Федеральный научно-производственный центр «Радиоэлектроника» им. В.И. Шимко»

Защита состоится "4" июля 2006 г. в 14— часов на заседании диссертационного Совета Д212.079.04 при Казанском государственном техническом университете им. А. Н. Туполева по адресу: г. Казань, ул. К. Маркса, 31/7.

Ваши отзывы, заверенные печатью, просим выслать по адресу: 420111, г. Казань, ул. К. Маркса, д. 10 на имя ученого секретаря совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казанского государственного технического университета им. А. Н. Туполева.

Автореферат разослан " 2. " июня 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, к.т.н., доцент

В. А. Козлов

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Одной из главных тенденций развития современных электронных средств (ЭС) и систем управления является повышение их быстродействия, что достигается увеличением скорости работы применяемой элементной базы. Данное повышение быстродействия вызывает ряд проблем, от успешного решения которых зависит работоспособность ЭС, уменьшение степени негативного их воздействия на обслуживающий персонал, удовлетворение прочих требований, обусловленных спецификой применения ЭС (например, требований по защите информации). В основе многих из этих проблем лежит нарушение требований электромагнитной совместимости (ЭМС).

В проблеме ЭМС ЭС выделяют несколько подпроблем (воздействие внешних электромагнитных полей на ЭС, задержки и искажения сигналов в межсоединениях и др.), среди которых в настоящее время на первое место выходит задача прогнозирования электромагнитного излучения (ЭМИ) от межсоединений печатных плат (ПП) ЭС. Из материалов международных симпозиумов по ЭМС последних лет видно, что вопросом прогнозирования ЭМИ активно занимаются специалисты из США, Китая, Японии, Германии, Швейцарии, Италии, Кореи, Турции и России.

В решение задач, связанных с изучением прогнозирования ЭМИ от различных объектов большой вклад внесли российские ученые и специалисты: Григорьев Ю.Г. - в области изучения негативного воздействия ЭМИ на организм человека; Коровкин Н.В. и Кочетов C.B. - в области изучения ЭМИ от проводных межсоединений; Силин Н.В. - в области моделирования ЭМИ, создаваемого электротехническими устройствами; Кечиев JI.H. - в области систематизации и классификации явления ЭМИ; Петровский В.И. - в области исследования побочного ЭМИ с целью защиты информации; Кармашев B.C. -в области стандартизации ЭМИ; Дианов В.Н. - в применении явления ЭМИ в качестве средства активной диагностики ЭС и др.

Среди зарубежных авторов необходимо отметить работы Дж. Барнса, Г. Отта, Э. Хабигера, Дж Уайта, Т. Уильямса и А. Шваба, в которых дано описание отрицательного влияния ЭМИ на работу ЭС и упрощенные, аналитические подходы для прогнозирования ЭМИ. Для большинства перечисленных работ, касающихся задачи прогнозирования ЭМИ, наиболее характерным является экспериментальный метод решения данной задачи, упрощение решаемой задачи, а также склонность к созданию избыточных

запасов по величине создаваемого ЭМИ, что негативно сказывается на стоимости разработки и изготовления ЭС.

Применение упрощенных моделей для прогнозирования ЭМИ на этапе разработки ЭС затруднительно из-за сложной геометрии исследуемого объекта. Применение же экспериментальных исследований и испытание ЭС на создаваемое ими ЭМИ не удовлетворяет требованиям сегодняшнего времени из-за большой стоимости необходимого оборудования. Однако даже если разработчик ЭС желает исследовать свое изделие на побочное ЭМИ, он сталкивается с отсутствием инструмента для решения данной задачи. Поэтому разработка методики прогнозирования ЭМИ от межсоединений печатных плат ЭС актуальна, и использование данной методики позволит улучшить качество проектных решений, снизить материальные затраты на изготовление ЭС и сократить сроки ввода ЭС в эксплуатацию.

Цель и задачи исследования

Целью диссертационной работы является разработка и исследование методики для прогнозирования ЭМИ от межсоединений печатных плат цифровых ЭС для обеспечения электромагнитной совместимости;

Для достижения данной цели предлагается решить следующие задачи:

1. Исследовать методы прогнозирования ЭМИ от межсоединений печатных плат.

2. Разработать модель для прогнозирования ЭМИ от межсоединений печатных плат цифровых ЭС на основе аналитического метода.

3. Провести прогнозирование ЭМИ от межсоединений печатных плат цифровых ЭС численным методом.

4. Разработать подход существенного снижения размерности задач прогнозирования ЭМИ на основе учета функционально-логических особенностей схем и межсоединений.

5. Разработать алгоритм прогнозирования ЭМИ на основе неполных данных об объекте излучения.

6. Провести экспериментальные исследования ЭМИ.

Методы исследований

При решении поставленных задач использовались методы теории электромагнитного поля и анализа электромагнитных процессов, метод конечных элементов, методы логического программирования, генетические алгоритмы, а также экспериментальные исследования.

Научная новизна и положения, выносимые на защиту

К основным научным результатам, которые получены лично автором, включены в диссертацию и выносятся на защиту, относятся:

- методика прогнозирования электромагнитного излучения от межсоединений ПП цифровых ЭС;

- модель на основе представления проводников ПП диполями Герца;

- решение уравнения Гельмгольца с идеальным согласованным слоем в качестве граничного условия на бесконечности методом конечных элементов;

- подход существенного снижения размерности задач прогнозирования ЭМИ на основе функционально-логических особенностей схем и межсоединений;

- алгоритм прогнозирования ЭМИ на основе эволюционного метода;

- результаты моделирования ЭМИ, создаваемого межсоединениями ПП цифровых ЭС.

Достоверность результатов

Достоверность результатов, представленных в работе, подтверждается согласованностью результатов с известными экспериментальными данными, опубликованными в отечественной и зарубежной литературе, обоснованным выбором методов исследований, адекватностью математических моделей, результатами экспериментальной проверки методики и моделей.

Практическая ценность

Практическая ценность работы заключается в предложенной методике, которая может быть использована на этапе разработки ЭС. В результате ее применения могут быть предложены меры по предотвращению или уменьшению нежелательного ЭМИ, которые позволяют снизить затраты и сократить сроки разработки ЭС с учетом требований ЭМС по индустриальным радиопомехам.

Реализация результатов работы

Результаты диссертационной работы внедрены на 2 предприятиях, а также используются в учебном процессе по специальности 2205 "Проектирование и технология электронно-вычислительных средств" КГТУ им. А. Н. Туполева, что подтверждается документами о внедрении.

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на 4 Международных, 8 Российских и 2 иных симпозиумах и конференциях. В том числе на: V и VI Международных симпозиумах

"Электромагнитная совместимость и электромагнитная экология" (Санкт-Петербург, 2003; 2005); Международной научно-технической конференции "Автомобиль и техносфера" (Казань, 2005); Международной молодежной научно-технической конференции «XXV Гагаринские чтения» (Москва, 1999); V Российской научно-технической конференции по электромагнитной совместимости (Санкт-Петербург, 2002); VII Российской научно-технической конференции "Электромагнитная совместимость" (Санкт-Петербург, 2002); VIII Российской научно-технической конференции "Электромагнитная совместимость технических средств и электромагнитная безопасность" (Санкт-Петербург, 2004); Всероссийском симпозиуме "Проблемы электромагнитной совместимости технических средств" (Москва, 2002) и т.д.

Публикации

Основные научные и практические результаты диссертационной работы опубликованы в 19 печатных работах, в том числе в 2 статьях, 10 научных докладах, 7 тезисах докладов (см. перечень публикаций в конце автореферата).

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и библиографического списка. Работа выполнена на 146 страницах, которые включают 16 таблиц и 26 рисунков. Библиографический список состоит из 149 наименований.

II. ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы прогнозирования ЭМИ от межсоединений ПП цифровых ЭС. Формулируются защищаемые научные положения, описывается структура диссертации и ее краткое содержание по главам.

В главе 1 «Задача электромагнитного излучения от электронных средств и их компонентов» рассмотрены явление электромагнитного излучения, его аспекты, а также требования различных норм.

Согласно ГОСТ Р 30372-95 «Совместимость технических средств электромагнитная. Термины и определения» ЭМИ - явление, процесс, при котором электромагнитная энергия излучается источником помехи в пространство в виде электромагнитных волн.

В отличие от распространения электромагнитного возмущения по проводам (кондуктивная эмиссия), при котором в основном происходит

влияние на работу самой системы, распространение электромагнитных помех через излучение оказывает влияние и на саму систему, и на ее окружение. Являясь одной из составных частей проблемы ЭМС, ЭМИ оказалось наименее изученным из всех остальных. Это обусловлено относительной закрытостью этой темы до последнего времени, а также необходимостью применения для прогнозирования ЭМИ от межсоединений ПП ЭС сложного математического аппарата и специализированных программных средств.

В явлении ЭМИ необходимо выделять три аспекта: биологическая ЭМС, защита информации, конструктивная ЭМС. Данные аспекты появляются не на всех конструктивных уровнях электронных средств (табл. 1) и возникли не одновременно, а постепенно: первым появился аспект ЭМС, затем - биоЭМС, затем — защита информации. Для каждого из этих аспектов характерны свои, определенные нормы. В работе приведены сведения об этих нормах, а также об организациях, занимающихся разработкой норм. В диссертации выявлена и показана взаимосвязь между аспектом ЭМИ и уровнем конструкции ЭС. •

Таблица 1

Уровни и аспекты ЭМИ

X« п/п Условное изображение Элементы, его образующие Аспекты

1 Элемент, межсоединение на печатной плате 1. ЭМС 2. Защита информации

2 1 [3 □□□□□ 1 Печатная плата, соединение между платами 1. ЭМС 2. Защита информации

3 Щ ГРЯ Устройство 1. ЭМС 2. Защита информации 3. БиоЭМС '

4 Помещение 1.ЭМС 2. Защита информации 3. БиоЭМС

В диссертации приводятся сведения о моделях, предлагаемых другими авторами для прогнозирования ЭМИ. Общая черта всех этих моделей - каждая из них предназначена для четко определенного типа межсоединений (микрополосковая линия, двухпроводная линия связи и т.д.) и типа элементной базы, и, как результат, ограниченность применения этих моделей для других типов межсоединений.

В работе приведены сведения, касающиеся величины ЭМИ от основных элементов ЭС (например, интегральных схем, разъемов, печатных плат), полученные другими исследователями. Показано отсутствие методики прогнозирования ЭМИ от межсоединений ПП цифровых ЭС и приведена классификация ПП, применяемых при разработке ЭС. При классификации цепей ЭС на цифровые и аналоговые следует отметить, что в общем случае для аналоговых цепей не характерны высокие скорости изменения тока сИ/А, типичные для цифровых цепей, поэтому они обладают меньшим уровнем помехоэмиссии.

В настоящее время в отечественной практике конструирования ЭС практически не применяются программные методы расчета ЭМИ, крайне редко используются специализированные средства контроля ЭМИ в процессе конструирования. В отечественной нормативной документации приводится лишь экспериментальный способ определения величины ЭМИ, что сопряжено с большими материальными затратами.

На основе анализа литературы, проведенного автором, сформулированы цель и задачи исследования.

Глава 2. «Методы прогнозирования электромагнитного излучения от межсоединений печатных плат» включает выбор и обоснование методов и системы исследования, разработку моделей для прогнозирования ЭМИ.

Среди существующих методов прогнозирования ЭМИ различают: аналитические, численные и экспериментальные.

Аналитические методы по моменту возникновения относятся к числу первых. Большинство существующих моделей, основанных на аналитических методах, не учитывают механизм возвратного проводника. Подходом, учитывающим возвратный проводник и диэлектрическую проницаемость ПП, является подход на основе представления печатного проводника в виде диполя Герца (или их совокупности), расположенного над поверхностью Земли. Особенностью этой модели является то, что каждому «основному диполю Герца» (или, в случае платы, сигнальному проводнику) соответствует так называемый зеркальный диполь (теневой или возвратный проводник). Поле, создаваемое диполем Герца, находится решением интегралов типа Фурье-Бесселя, получивших известность как интегралы Зоммерфельда —

/„(г,2',г)= |/(г,г'Д)УДХг)|Л. Приближенное вычисление данных интегралов

о

сопряжено с вычислительными трудностями, из-за произведения функции /(г.г'.Х) - решения дифференциального уравнения на функцию Бесселя J„(\r),

которая при больших X является быстроосциллирующей. Наличие быстроосциллирующего ядра Jt (Ъ-) предполагает использование специальных приемов вычисления несобственных интегралов. Кроме того, подынтегральная функция / в интеграле зависит еще и от частоты источника поля, мощности каждого слоя, проводимости, диэлектрической и магнитной проницаемости всех слоев. В'работе приводятся достоинства и недостатки существующих методов решения интегралов Д.: на основе быстрого преобразования Фурье, аппроксимации Чебышева, разложения в ряд Тейлора и др.

В работе разработана математическая модель на основе представления печатных проводников диполями Герца и предлагается использовать метод седловой точки/Приводятся зависимости ЭМИ от толщины основания ПП и от величины диэлектрической проницаемости основания. Расхождение с известными экспериментальными результатами не превышает 12%. Однако применение аналитических методов невозможно в случаях, когда форму и взаимное расположение элементов конструкции ЭС нельзя описать в аналитическом виде, в случаях неидеальной плоскости земли, разрывов в ее земляном слое, а также в случае проводников сложной конфигурации.

В связи с этим предлагается использовать для прогнозирования ЭМИ численные методы (конечных разностей, конечных и граничных элементов, матрицы линии передач, частичных эквивалентных источников и метод моментов) и проводится их сравнительный анализ. Показывается, что метод конечных элементов (МКЭ) способен анализировать структуры со сложной геометрией (в отличие от метода конечных разностей), с большим количеством источников (в отличие от метода граничных элементов), получаемая матрица уравнений разрежена (в отличие от метода моментов). При численном решении задачи ЭМИ возникают трудности, связанные с постановкой граничных условий в открытой области, где напряженность поля неизвестна. В работе предлагается в качестве граничного условия, наиболее подходящего для прогнозирования ЭМИ от межсоединений ПП, использовать идеальный согласованный слой (в английском языке РМЬ).

Для решения задачи ЭМИ методом конечных элементов используется уравнение Гельмгольца: V х ' (V х ¿)| - = -усоц^, где: Е - вектор

электрического поля; I,.-тензор относительной диэлектрической проницаемости материала; цо-относительная магнитная проницаемость воздушного пространства; д -относительная магнитная проницаемость

материала; & -волновое число в вакууме; ш-циклическая частота; Js -плотность тока источника возбуждения.

Численные методы требуют большого количества вычислений, поэтому для ускорения процесса прогнозирования на базе данных методов создано большое количество пакетов электромагнитного моделирования. В работе приводятся сведения о 23 пакетах электромагнитного моделирования, реализующих различные численные методы; и показывается, что условием для выбора необходимого пакета является численный метод, лежащий в основе пакета, а также граничные условия. В диссертации показана типовая структура пакета электромагнитного моделирования для решения задачи прогнозирования ЭМИ. В работе приводятся результаты моделирования ЭМИ от различных вариантов ГШ в диапазоне частот до 1 ГГц. Расхождение между полученными результатами и результатами, полученными применением метода моментов (IEEE on EMC, 1996), не превышает 14 % и позволяет сделать вывод о допустимости применения МКЭ для прогнозирования ЭМИ.

В главе 3 «Методика прогнозирования электромагнитного излучения» предлагаются подход снижения размерности задач прогнозирования ЭМИ па основе учета функционально-логических особенностей схем, алгоритм прогнозирования ЭМИ на основе эволюционного метода, а также методика прогнозирования ЭМИ от межсоединений ГШ ЭС.

В работе отмечается, что при прогнозировании ЭМИ в процессе проектирования печатной платы не выделяется тот момент, что не все межсоединения являются активными в каждый момент времени, вследствие чего наблюдается создание излишних запасов по требованию к ЭМИ, что негативно сказывается на качестве разработки ЭС. Для снижения размерности задачи прогнозирования ЭМИ предлагается использовать язык логического программирования Visual Prolog. В универсальной программе в виде совокупности фактов описываются таблицы истинности всех типов логических элементов, которые входят во фрагмент ГШ. Затем вся логическая схема описывается в виде правила - отношение между переменными на выходе и входах схемы. Решение (входной набор сигналов), приводящее к ЭМИ наибольшей величины, может быть получено с помощью пошагового процесса, в котором каждый шаг соответствует новому сочетанию значений искомого вектора. При согласовании последовательности описания фактов и логических элементов в правиле со стратегией поиска решения, возможно отыскание критического набора сигналов всего за несколько шагов. Результатом применения данного подхода является снижение количества

исследуемых проводников на 60-90% от общего количества межсоединений.

Недостаток существующих способов прогнозирования ЭМИ: нее они опираются па то обстоятельство, что известны все параметр!.! исследуемого объекта, а это на практике зачастую недостижимо. Кроме того, при проведении экспериментальных исследований ЭМИ от ЭС, исследователь ограничен размерами помещения (например, таких как безэховые камеры), а также ему необходимо знать величину ноля на расстоянии, превышающем данные размеры. Алгоритм прогнозирования ЭМИ с применением эволюционного метода формулируется следующим образом:

1. Определяются значения электрической напряженности (значений 1*,) от тестируемого устройства в к различных точках окружающего пространства.

2. Делается предположение о возможности моделирования заданного объекта небольшим набором из N эквивалентных элемен тарных излучателей диполей (рис.1) и о том, что при совпадении электромагнитного поля ближней зоны, картина излучаемого поля совпадет и в дальней зоне. Л качестве объекта исследования выступает печатная плата (по может и ЭС целиком).

Элементарный излучатель 1 Элементарный излучатель 2

Элементарный излучатель п Рис. 1. Представление объекта набором эквивалентных излучателей

3. Осуществляется поиск набора N эквивалентных диполей, производящих то же ноле в точках измерения, что и тестируемое устройство. Поле, создаваемое этими диполями эквивалентного набора, в измеряемой точке находится согласно принципу суперпозиции. Для вычисления ноля, создаваемого одиночным диполем, используются известные аналитические выражения. Параметрами диполя из набора, определяемыми генетическим алгоритмом, являются геометрические размеры диполя, его координаты и ток. Так как согласно нормативной документации, действующей на территории РФ, в диапазоне от 30 МГц до 1800 МГц нормируется только электрическая напряженность электромагнитного поля, то и п данном алгоритме осуществляется прогнозирование только этой составляющей ноля.

4. Па основе полученных параметров излучателей эквивалентного набора вычисляем поле в любой другой точке пространства. П частности, па

большем расстоянии, чем размеры помещения, в котором проводились измерения.

Функция пригодности, чей минимум необходимо найти, представляется

следующим образом: F„t =

log] 1, где £,"" — измеренное значение

напряженности электрического поля в точке ;; EJ" — значения напряженности излучателей эквивалентного набора в точке г. Ограничения накладываются на следующие параметры генетического алгоритма: расстояние до точки измерения; размеры излучателя; величина тока элементарных излучателей. Хромосома представляется в виде совокупности генов (ток, длина).

В работе на ряде практических примеров приводятся зависимости изменения функции пригодности от количества поколений для набора из одного, трех и пяти эквивалентных диполей в случае разных начальных приближений. При поиске набора эквивалентных диполей генетическим алгоритмом из разных начальных точек значения вектора проектных параметров получаются практически одинаковыми (точность 0,1%); функция пригодности изменяется (убывает) значительно за первые несколько (5-8) поколений, далее ее изменение незначительно.

Проведенные исследования обусловливают необходимость создания методики прогнозирования ЭМИ от межсоединений ПП ЭС. В работе предлагается следующая методика прогнозирования ЭМИ (рис. 2).

I. В данном пункте определяются исходные данные для проектирования ПП по критерию ЭМИ. Такими данными являются, например, тип и конструкция ПП (одно-, двух- или многослойная); тип применяемой элементной базы; аспекты ЭМИ, так как от выбора данного аспекта зависит, какие нормы следует применять для нормирования ЭМИ. Помимо этого следует'учитывать, что при прогнозировании ЭМИ с учетом аспекта защиты информации необходимо исследовать лишь потенциально информативные излучатели. Исходные данные также должны включать условия работы проектируемого ЭС. •

II. На этом этапе исследователь должен определить: все ли параметры (например, параметры межсоединений и их конфигурация, параметры 111i) объекта исследования известны.*

III.' Если : известны все параметры ' объекта исследования, то осуществляется определение критического Набора сигналов, для чего применяются методы логического программирования с использованием системы логического программирования Visual Prolog.

Рис. 2. Методика прогнозирования ЭМИ от межсоединений

печатных плат

IV. Данный^ этан выполняется в том случае, если неизвестны все параметры исследуемого объекта; однако в распоряжении исследователя имеется измерительная аппаратура. Требования к средствам измерений приводится в ГОСТ 1» 51319-99 «Совместимость технических средств электромагнитная. Приборы для измерения индустриальных радиопомех. Технически« требования и методы испытаний». Точки измерения могут быть расположены произвольно.

V. Выбор метода исследования (аналитический или численный) осуществляется и зависимости от структуры объекта исследования и от требуемой точности решении задачи. Па выбор метода оказывают влияние, например: необходимость учета формы поперечного сечения межсоединения; взаимное расположение проводников; количество слоев ПП и учет их электрофизических параметров и т.д.

VI. После проведения измерений ЭМИ осуществляется поиск эквишшеншош набора элементарных излучателей генетическим алгоритмом. По окончании поиска возможно прогнозирование ЭМИ в точках, расположенных за пределами помещения, в котором проводились измерения.

VII. В случае выбора аналитического метода осуществляется представление печатных проводников диполями Герца. Задача прогнозирования ЭМИ и этом случае сводится к решению интеграла Зоммерфельда, дли решения которого применяется метод седловой точки (табл. 2).

VIII.В случае сложной конфигурации проводников, неидеального слоя земли применяется МКЭ с идеальным согласованным слоем в качестве граничного условия. Пакетом электромагнитного моделирования, использующим МКЭ и пригодным для использования в методике прогнозирования ЭМИ, является Ш^й (табл. 2).

IX. На данном этане проводится сравнение полученных результатов с требованиями Заказчика.

В случае удовлетворения требованиям норм изделие отправляется на изготовление и последующую эксплуатацию. В случае же несоответствия нормам должны приниматься меры: изменение конструкции ПГ1 (увеличение числа слоев, изменение материала ГШ); изменение конструкции ЭС (добавление экранов на определенные IIГ1, изменение положения ПП в ЭС); изменение принципиальной схемы ЭС. После проведения данных мер для проверки их эффективности необходимо повторное использование методики.

Тсю.тца 2

Сравнении результатов, полученных применением методики, с известными даннымн

№ п/п Исходные данные для моделирования Применяемый метод Значение Е, дБ (мкВ/м)/ частота (МГц) Метод для сравнения Источник сравнения Максимальная погрешность,0/»

1 Двусторонняя плата, 1=10 см, Е=6 Аналитический 102/700 Эксперимент Симпозиум США, 1981 ±12%

2 Двусторонняя плата, 1=10 см, толщина платы ),6мм То же. 93 / 700 Эксперимент Симпозиум США, 1981 ±12%

3 Двусторонняя плата, 5 проводников, е=4 МКЭ 49/90 Метод моментов Журнал IEEE on EMC, 1996 ±14%

4 Плата с сетчатым слоем земли То же 54 / 650 Метод моментов Симпозиум Канада, 2001 ±10%

5 Плата с вырезом в слое земли, 8=4.7 — «— 90/750 Метод конечных разностей Тоже ±5 %

6 Плата с вырезом в слое земли, е=4.7 — «— 90 / 750 Эксперимент ±12 %

7 Плата с сетчатым слоем земли, б=4.7 — «— 58/750 Метод конечных разностей - «- ±5 %

8 Плата с сетчатым слоем земли, £=4.7 - «— 58 / 750 Эксперимент — «— ±8 %

В качестве конкретного примера использования данной методики на практике проводится прогнозирование ЭМИ, с обоснованным выбором каждого пункта. Результат прогнозирования - распределение поля ЭМИ в окружающем плату объеме.

В главе 4 «Экспериментальные исследования электромагнитного излучения от межсоединений печатных плат» излагаются результаты экспериментальных исследований побочного ЭМИ от межсоединений ПП.

Формулируется цель проведения эксперимента: подтверждение правильности предложенной в данной работе методики прогнозирования ЭМИ от межсоединений ПП ЭС, а также в проверке адекватности моделей, реализованных в методике. Приводится обзор публикаций по экспериментальным исследованиям нежелательного ЭМИ и делается обзор

и

средств, пригодных для использования в качестве измерительной аппаратуры. Эксперимент проводился на тестовых структурах с условиями, преднамеренно повышающими уровень создаваемого ЭМИ. В качестве средств измерения использовались селективный микровольтметр SMV 8.1 и антенна АШП-2.

Сравнение результатов прогнозирования и экспериментальных исследований показывает хорошее согласование величин ЭМИ (+ 26%) и позволяет сделать вывод об экспериментальном подтверждении методики прогнозирования, предлагаемой в работе.

III. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

В диссертационной работе предложена методика прогнозирования ЭМИ от межсоединений печатных плат ЭС. При разработке методики получены следующие основные результаты:

1. Разработаны модели прогнозирования ЭМИ от межсоединений ПП цифровых ЭС на основе представления проводников диполями Герца. Погрешность моделирования + 12 %.

2. Проведено прогнозирование ЭМИ от межсоединений ПП цифровых ЭС методом конечных элементов. Погрешность прогнозирования ±14 %.

3. Разработан подход существенного снижения размерности задач прогнозирования ЭМИ на основе системы логического программирования.

4. Разработан алгоритм прогнозирования ЭМИ на основе эволюционного моделирования.

5. Экспериментально проведены исследования ЭМИ для верификации разработанной методики.

6. Результаты работы внедрены в инженерную практику проектирования ЭС, а также в учебный процесс.

Автор благодарит к.т.н., доцента кафедры КиП МЭА КГТУ им.А.Н.Туполева Н.Н.Русяева за консультации по программному комплексу Microwave Office.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Агапов С.В., Чермошенцев С. Ф. Методы и средства анализа и прогнозирования электромагнитных излучений от электронных средств // Информационные технологии. - 2003.-№I I. - С. 2-12.

2. Агапов С.В. Прогнозирование электромагнитного излучения,

создаваемого электронным средством или его компонентами, при помощи генетического алгоритма // Технологии ЭМС. - 2005, - № 1. - С. 66-70.

3. Агапов C.B. Методика прогнозирования электромагнитного излучения от межсоединений печатных плат цифровых электронных средств // Электромагнитная совместимость и электромагнитная экология: Сб. науч. докл. V Междунар. симпозиума. - СПб., 2003. - С. 282-284.

А.Агапов C.B., Васильев С.С. Прогнозирование электромагнитного излучения от электронных средств генетическим алгоритмом II Электромагнитная совместимость и электромагнитная экология: Сб. науч. докл. VI Междунар. симпозиума. - СПб., 2005. - С. 81-83.

5. Агапов C.B. Решение задач электромагнитного излучения от электронных средств // Электромагнитная совместимость и электромагнитная экология: Сб. науч. докл. VI Междунар. симпозиума. - СПб., 2005. - С. 89-90.

6.Агапов C.B. Методика прогнозирования ЭМИ от межсоединений печатных плат ЭС // Электромагнитная совместимость и электромагнитная экология: Сб. науч. докл. VI Междунар. симпозиума. - СПб., 2005. - С.228-230

7. Чермошенцев С. Ф., Агапов С. В. Модель электромагнитного излучения цифровых печатных плат Н Электромагнитная совместимость технических средств и биологических объектов: Сб. докл. V Рос. науч.-техн. конф. - СПб., 1998.-С. 231-233.

8. Агапов C.B., Чермошенцев С. Ф. Моделирование электромагнитного излучения от межсоединений цифровых печатных плат методом конечных элементов // Электромагнитная совместимость технических средств и электромагнитная безопасность: Сб. докл. VII Рос. науч.-техн. конф. - СПб., 2002.-С. 300-304.

9. Агапов C.B. Электронные САПР для моделирования электромагнитных излучений от межсоединений печатных плат // Проблемы электромагнитной совместимости технических средств: Сб. докл. Всерос. симпозиума. - М., 2002. -С. 11-13.

10. Агапов C.B., Павлов В.Ю., Чермошенцев С.Ф. Модель электромагнитного излучения от межсоединений печатных плат на основе метода моментов // Проблемы электромагнитной совместимости технических средств: Сб. докл. Всерос. симпозиума. -М., 2002.-С. 13-17.

11. Агапов C.B., Павлов В.Ю. Метод моментов для прогнозирования электромагнитного излучения от межсоединений печатных плат // Электромагнитная совместимость и электромагнитная экология: Сб. науч. докл. V Междунар. симпозиума. - СПб., 2003. - С. 280-282.

12. Агапов C.B., Лыков О.Н. Прогнозирование электромагнитного излучения от электронных средств с помощью генетического алгоритма // Электромагнитная совместимость технических средств и электромагнитная безопасность: Сб. докл. VIII Рос. науч.-техн. конф, —СПб., 2004.— С. 313-316.

13. Агапов C.B. Применение методики прогнозирования электромагнитного излучения от автомобильных электронных средств П Автомобиль и техносфера // Тез. докл. IV Междунар. научн.-практ. конф. -Казань, 2005.-С. 102.

14. Агапов C.B. Моделирование электромагнитных излучений от цифровых печатных плат // XXIV Гагаринские чтения: Тез. докл. Всерос. молодеж. научн. конф. - М., 1998. - С.25.

15. Агапов C.B. Побочное электромагнитное излучение от цифровых печатных плат // Техническая кибернетика, радиоэлектроника и системы управления: Тез. докл. Всерос. научн. конф. студентов и аспирантов -Таганрог, 1998.-С. 339.

16. Агапов C.B. Анализ электромагнитного излучения от печатных плат сверхбыстродействующих электронных средств // XXV Гагаринские чтения: Тез. докл. Междунар. молодеж. науч.-техн. конф. Т.2. — М., 1999. - С. 690-691.

17. Агапов C.B. Электромагнитное излучение от цифровых печатных плат // Актуальные проблемы авиастроения- VIII Всероссийские Туполевские чтения студентов. - Казань, 1998 — С. 127.

18. Агапов C.B. Электромагнитное излучение от межсоединений электронных средств // Университетская науч.-техн. конф. студентов: Тез. докл. - Казань, 1999. - С.40.

19. Чермошенцев С.Ф. Агапов C.B. Анализ электромагнитных излучений цифровых печатных плат электронных средств // Проблемы энергетики: Тез. докл. республ. научн. конф. - Казань, КФ МЭИ, 1997. -

С.17-18.

Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Печ. л. 1,0. Усл. печ. л. 0,93. Усл.кр.-отт. 0,98. Уч.-изд.л. 1,0. Тираж 100. Заказ И97.

Типография Издательства Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева 420111, Казань, К. Маркса, 10

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ЗАДАЧА ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ОТ

ЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ И ИХ КОМПОНЕНТОВ.

§1.1. Электромагнитное излучение от межсоединений печатных плат электронных средств.

§1.2. Стандартизация в области нежелательного электромагнитного излучения.

§ 1.3. Постановка задачи.

Выводы по главе 1.

ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ОТ МЕЖСОЕДИНЕНИЙ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ

ЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ.

§2.1. Прогнозирование электромагнитного излучения от межсоединений печатных плат на основе аналитических методов.

§2.2. Прогнозирование электромагнитного излучения от межсоединений печатных плат методом конечных элементов.

Выводы по главе 2.

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ОТ МЕЖСОЕДИНЕНИЙ

ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ.

§3.1. Определение критичного набора сигналов для прогнозирования электромагнитного излучения.

§3.2. Прогнозирование электромагнитного излучения на основе генетического алгоритма.

§3.3. Методика прогнозирования.

Выводы по главе 3.

ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ОТ МЕЖСОЕДИНЕНИЙ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ.

§4.1. Цель и сложность эксперимента.

§ 4.2. Схема и результаты эксперимента.

Выводы по главе 4.

Одной из главных тенденций развития современных электронных средств (ЭС) и систем управления является повышение их быстродействия, что достигается увеличением скорости работы применяемой элементной базы. Данное повышение быстродействия вызывает ряд проблем, от успешного решения которых зависит работоспособность ЭС, уменьшение степени негативного их воздействия на обслуживающий персонал, удовлетворение прочих требований, обусловленных спецификой применения ЭС (например, требований по защите информации). В основе многих из этих проблем лежит нарушение требований электромагнитной совместимости (ЭМС).

Проблема электромагнитной совместимости (ЭМС) стремительно вошла в нашу жизнь. Еще совсем недавно [72] о терминах ЭМС и электромагнитные помехи упоминалось, что «они не получили широкого распространения», а теперь на эту тему проводятся многочисленные Российские и международные симпозиумы и конференции [75, 102, 103].

В проблеме ЭМС ЭС выделяют несколько подпроблем (задержки и искажения сигналов в межсоединениях, воздействие внешних электромагнитных полей на ЭС и др.), среди которых в настоящее время на первое место выходит задача прогнозирования электромагнитного излучения (ЭМИ) от межсоединений печатных плат (ПП) ЭС. Из материалов международных симпозиумов по ЭМС последних лет [102, 103] видно, что вопросом прогнозирования ЭМИ активно занимаются специалисты из США, Китая, Японии, Германии, Швейцарии, Италии, Кореи, Турции и России.

В решение задач, связанных с изучением прогнозирования ЭМИ от различных объектов внесли большой вклад российские ученые и специалисты: Григорьев Ю.Г. в области изучения негативного воздействия ЭМИ на организм человека [37]; Коровкин Н.В. и Кочетов С.В. в области изучения ЭМИ от проводных межсоединений [55]; Силин Н.В. в области моделирования ЭМИ, создаваемого электротехническими устройствами

30]; Кечиев JI.H. в области систематизации и классификации явления ЭМИ []; Петровский В.И. в области исследования побочного ЭМИ с целью защиты информации [73]; Кармашев B.C. в области стандартизации ЭМИ [50]; Дианов В.И. в применении явления ЭМИ в качестве активной диагностики ЭС и др.

Среди зарубежных авторов необходимо отметить работы Дж. Барнса [21], Э. Хабигера [89], Дж.Уайта [86], Т.Уильямса [104] и А. Шваба [99], в которых дано описание отрицательного влияния ЭМИ на работу ЭС и упрощенные, аналитические подходы для прогнозирования ЭМИ. Для большинства перечисленных работ, касающихся задачи прогнозирования ЭМИ, наиболее характерным является экспериментальный метод решения данной задачи, упрощение решаемой задачи, а также склонность к созданию избыточных запасов по величине создаваемого ЭМИ, что негативно сказывается на стоимости разработки и изготовления ЭС.

Применение упрощенных моделей для прогнозирования ЭМИ на этапе разработки ЭС затруднительно из-за сложной геометрии исследуемого объекта. Применение же экспериментальных исследований и испытание ЭС на создаваемое ими ЭМИ не удовлетворяет требованиям сегодняшнего времени из-за большой стоимости необходимого оборудования. Однако даже если разработчик ЭС желает исследовать свое изделие на побочное ЭМИ, он сталкивается с отсутствием инструмента для данной задачи. Поэтому разработка методики прогнозирования ЭМИ от межсоединений печатных плат ЭС актуальна, и использование данной методики позволит улучшить качество проектных решений, снизить материальные затраты на изготовление ЭС и сократить сроки ввода ЭС в эксплуатацию.

Целью настоящей работы является разработка и исследование методики для прогнозирования ЭМИ от межсоединений печатных плат цифровых ЭС для обеспечения электромагнитной совместимости.

На защиту в диссертационной работе выносятся:

1. Методика прогнозирования электромагнитного излучения от межсоединений ПП цифровых ЭС.

2. Модель на основе представления проводника диполями Герца.

3. Решение уравнения Гельмгольца с идеальным согласованным слоем в качестве граничного условия на бесконечности методом конечных элементов.

4. Подход существенного снижения размерности задач прогнозирования ЭМИ на основе функционально-логических особенностей схем и межсоединений.

5. Подход к прогнозированию ЭМИ на основе генетических алгоритмов.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения.

5. Результаты работы внедрены в инженерную практику проектирования ЭС и в учебный процесс, что подтверждается актами внедрения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе разработана методика прогнозирования ЭМИ от межсоединений печатных плат ЭС, позволяющая на этапе проектирования цифровых ЭС оценить ЭМИ, создаваемое межсоединениями печатными платами цифровых ЭС, и на основании рекомендаций принять возможные меры по уменьшению данного излучения. При разработке методики получены следующие основные результаты.

1.В случае простых конфигураций проводников печатной платы рекомендуется использовать метод на основе диполей Герца. Точность (по сравнению с известными экспериментальными данными) составила 10%.

2. В случае сложных конфигураций печатных проводников, слоев земли и питания, в случае многослойных печатных плат необходимо использовать метод конечных элементов. Погрешность (по сравнению с известными экспериментальными данными и другими численными методами) - не превышает 14%.

3. Для прогнозирования ЭМИ в случае неполных данных об объекте исследования предложено применять модель эквивалентных излучателей с использованием ГА.

4. Разработан подход в поиске наиболее неблагоприятных сочетаний входных сигналов фрагментов печатных плат, приводящих к ЭМИ наибольшей величины на основе методов логического программирования и с использованием системы VisualProlog.

1. Автоматизированное проектирование СБИС на базовых кристаллах / А.И. Петренко, В.Н. Лошаков, А .Я. Тетельбаум, Б.Л. Шрамченко. -М.: Радио и связь, 1988. 160 с.

2. Агапов С.В. Анализ электромагнитного излучения от печатных плат сверхбыстродействующих электронных средств // XXV Гагаринские чтения: Тез. докл. Междунар. молодеж. науч.-техн. конф. Т.2. М., 1999.-С. 690-691.

3. Агапов С.В. Методика прогнозирования ЭМИ от межсоединений печатных плат ЭС // Электромагнитная совместимость и электромагнитная экология: Сб. науч. докл. VI Междунар. симпозиума. -С.-Пб., 2005.-С.228-230 .

4. Агапов С.В. Моделирование электромагнитных излучений от цифровых печатных плат // XXIV Гагаринские чтения: Тез. докл. Всерос. молодеж. научн. конф. М., 1998. - С.

5. Агапов С.В. Побочное электромагнитное излучение от цифровых печатных плат // Техническая кибернетика, радиоэлектроника и системы управления: Тез. докл. Всерос. научн. конф. студентов и аспирантов Таганрог, 1998. - С. 339.

6. Агапов С.В. Применение методики прогнозирования электромагнитного излучения от автомобильных электронных средств // Автомобиль и техносфера // Тез. докл. IV Междунар. научн.-практ. конф. Казань, 2005. - С.

7. Агапов С.В. Прогнозирование электромагнитного излучения, создаваемого электронным средствами или его компонентами, припомощи генетического алгоритма // Технологии ЭМС. 2005. - № 1. -С. 66-70.

8. Агапов С.В. Решение задач электромагнитного излучения от электронных средств // Электромагнитная совместимость и электромагнитная экология: Сб. науч. докл. VI Междунар. симпозиума. С.-Пб., 2005. - С. 89-90.

9. Агапов С.В. Электромагнитное излучение от межсоединений электронных средств // Университетская науч.-техн. конф. студентов: Тез. докл. Казань, 1999. - С.40.

10. Агапов С.В. Электромагнитное излучение от цифровых печатных плат // Актуальные проблемы авиастроения VIII Всероссийские Туполевские чтения студентов. - Казань, 1998 - С. 127.

11. Агапов С.В. Электронные САПР для моделирования электромагнитных излучений от межсоединений печатных плат // Проблемы электромагнитной совместимости технических средств: Сб. докл. Всерос. симпозиума. М., 2002. - С. 11-13.

12. Агапов С.В., Васильев С.С. Прогнозирование электромагнитного излучения от электронных средств генетическим алгоритмом // Электромагнитная совместимость и электромагнитная экология: Сб. науч. докл. VI Междунар. симпозиума. С.-Пб., 2005. - С. 81-83.

13. Агапов С.В., Павлов В.Ю. Метод моментов для прогнозирования электромагнитного излучения от межсоединений печатных плат // Электромагнитная совместимость и электромагнитная экология: Сб. науч. докл. V Междунар. симпозиума. С.-Пб., 2003. - С. 280-282.

14. Агапов С.В., Павлов В.Ю., Чермошенцев С.Ф. Модель электромагнитного излучения от межсоединений печатных плат на основе метода моментов // Проблемы электромагнитной совместимости технических средств: Сб. докл. Всерос. симпозиума. -М, 2002.-С. 13-17.

15. Агапов С.В., Чермошенцев С. Ф. Методы и средства анализа и прогнозирования электромагнитных излучений от электронных средств // Информационные технологии. 2003. - №11. - С. 2-12

16. Адаменко А.Н., Кучуков A.M. Логическое программирование и Visual Prolog. СПб.: БХВ-Петербург, 2003. - 992 с.

17. Барнс Дж. Электронное конструирование: методы борьбы с помехами / Пер. с англ. М.: Мир, 1990. - 238 с.

18. Белов И.В. Моделирование высокочастотных электромагнитных полей внутри помещений: Авторефер. дис. . канд. физ.-мат. наук. М., 1999.- 16 с.

19. Бецкий О. В., Девятков Н. Д. Электромагнитные миллиметровые волны и живые организмы // Радиотехника. 1996. - № 9. - С. 4-11.

20. Бруэр Р. Подавление электромагнитных помех, возникающих в земляных цепях // Электроника. 1991. - № 6. - С. 42-50.

21. Брэбия К., Теллес Ж., Вроубел Л. Методы граничных элементов. М.: Мир, 1987.-524 с.

22. Бубнов С.С. Разработка и исследование методов анализа помехоустойчивости многослойных печатных плат: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Л., 1987, - 18 с.

23. Бузов А. Л., Маслов М. Ю. Моделирование электромагнитных полей, возникающих за счет антенного эффекта технических средств, расположенных в закрытых помещениях // Антенны. 2002. - № 1. - С. 9-12.

24. Викторов А. Д., Генне В. И., Гончаров Э. В. Побочные электромагнитные излучения персонального компьютера и защита информации // Защита информации. 1995. - № 3. - С. 69-70.

25. Вороновский Г.К. и др. Генетические алгоритмы, искусственные нейронные сети и проблемы виртуальной реальности / Г.К Вороновский, К.В. Махотило, С.Н. Петрашев, С.А. Сергеев. -Харьков: Основа, 1997. -107 с.

26. Вычислительная математика и техника в разведочной геофизике / Под ред. Дмитриева В. И. М.: Недра, 1990

27. Вычислительные методы в электродинамике / Под ред. Миттры Р М.: Мир, 1977-488 с.

28. Газизов Т.Р. Уменьшение искажений электрических сигналов в межсоединениях / под ред. Н.Д.Малютина-Томск: Изд-во НТЛ, 2003. -212 с.

29. Генне В. И. К вопросу оценки уровня ПЭМИ цифрового электронного оборудования // Защита информации. 1999. - № 11-12. - С. 61-64.

30. Гердлер О. С., Кечиев JI. Н., Шевчук А. А. Задачи обеспечения ЭМС при проектировании печатных плат // Технологии ЭМС. 2002. - № 2. -С. 32-40.

31. Горбачев П. JI., Спиридонова Т. П., Куваева Н. В. ЭМС техническая и экологическая сторона вопроса // Законодательная и прикладная метрология - 1998. - № 6. - С. 48-49.

32. Григорьев Ю. Г. Биоэлектромагнитная совместимость (проблемы защиты населения от электромагнитного излучения) // Электричество. 1997.- № 3. - С. 19-24.

33. Гриднев В.Н., Малов А. Н., Яншин А.А. Технология элементов ЭВА. -М.: Высшая школа, 1978. 288 с.

34. Гук М. Аппаратные интерфейсы ПК. Энциклопедия. СПб.: Питер, 2002.-528 с.

35. Даутов О.Ш. Моделирование полей при конструировании электронной аппаратуры. Казань, Изд-во Казан, гос. техн. ун-та, 2000. - 100 с.

36. Дмитриев В. А. Методы расчета пассивных элементов интегральных схем СВЧ- и КВЧ- диапазонов. // Зарубежная радиоэлектроника. -1994,-№5.-С. 39-43.

37. Дмитриев В. Н., Аккуратов Г. В. Математическое моделирование сейсмического частотного зондирования М.: МГУ, 1985. - 123 с.

38. Долкарт В. М., Новик Г.Х. Конструктивные и электрические характеристики многослойных печатных плат. М.: Сов. Радио, 1974. -88 с.

39. Емельянов В.В., Курейчик В.В., Курейчик В.М. Теория и практика эволюционного моделирования. М.: Изд-во Физматлит, 2003. - 432 с.

40. Завадский В.Ю. Вычисление волновых полей в открытых областях и волноводах. М.: Изд-во «Наука», 1972. - 560 с.

41. Зоммерфельд А. Дифференциальные уравнения в частных производных физики. М.: Изд-во иностр. лит., 1950. - 354 с.

42. Идиатуллов З.Р. Анализ и прогнозирование воздействия СВЧ-помех на низкочастотные радиоэлектронные устройства: Автореф. дис. . канд. техн.наук Казань, 1996. - 16 с.

43. Ильинский А. С., Кравцов В. В., Свешников А. Г. Математические модели электродинамики. М.: Высшая школа, 1991. - 224 с.

44. Кармашев В. С. Техническое регулирование в области ЭМС в Российской федерации и условия присоединения к ВТО // Электромагнитная совместимость: Сб. докл. VII Рос. науч.-техн. конф. -С.-Пб, 2002.-С. 387-399.

45. Кармашев B.C. Электромагнитная совместимость технических средств. Справочник. М.: Научно-производственный центр «НОРТ», 2001. -401 с.

46. Кечиев JI.H, Степанов П.В. ЭМС: стандартизация и функциональная безопасность. М.: Изд-во Мое. гос. ин-та электроники и математики, 2001.-82 с.

47. Кирпанев А. В, Лавров В. Я., Лаврова А. В. Методы построения и области применения математических моделей электромагнитных полей реальных источников / Гос. акад. аэрокосм, приборостр. С-Пб, 1996. - 22 с. - Деп. в ВИНИТИ 19.03.96, № 834-В96.

48. Князев А. Д. и др. Конструирование радиоэлектронной и электронно-вычислительной аппаратуры с учетом электромагнитной совместимости/ А.Д.Князев, Л.Н.Кечиев, Б.В.Петров. -М.:Радио и связь, 1989. 221 с.

49. Кордунов О. В. Решение проблемы утечки информации по техническим каналам в современных условиях // Безопас. инф. технол. -2000. -№ 1.-С. 81-85.

50. Кочетов С.В. Математическая модель линии с учетом излучения электромагнитной энергии в задачах электромагнитной совместимости: Авторефер. дис. канд. техн. наук. С.-Пб, 2000. - 16 с.

51. Курочкин С.С., Стась К.Н. Международные стандарты электромагнитной совместимости аппаратуры контроля и управления // Промышленные АСУ и контроллеры. 1999. - №8. - С.32.

52. Лавров Г. А., Князев А. С. Приземные и подземные антенны. Теория и практика размещения антенн, размещенных вблизи поверхности Земли М., Сов. радио. - 1965. - 472 с.

53. Леонтович М. А. Избранные труды. Теоретическая физика. М.: Наука, 1985.

54. Лобзов С.Н. Разработка методов автоматизированного моделирования аналоговых узлов РЭА с учетом электродинамического взаимодействия проводников печатных плат: Автореф. дис. . канд. техн. наук. -Казань, 1994.- 16 с.

55. Мазалов В. Н. Поле диполя в слоистой среде // Численные методы в алгебре и анализе. Владивосток: ДВО АН СССР, 1984. - С. 20-25.

56. Максимов В. А. Защита информации от утечки по каналу побочных электромагнитных излучений и наводок // Защита информации 1992. -№ 1.- С. 117-120.

57. Марков Г.Т., Васильев Е.Н. Математические методы прикладной электродинамики М.: Советское радио, 1970. - 120с.

58. Маслов О.Н. Моделирование волновых полей средств электронно-вычислительной техники // Радиотехника и электроника. 1994. - Т.39, № 1. - С. 6-13 (Российская Академия наук)

59. Метод матрицы линий передачи в вычислительной электродинамике /А. С. Петров, С. А. Иванов, С. А. Королев, С. В. Фастович // Успехи современной радиоэлектроники. 2002. - № 1. - С. 5-36.

60. Неионизирующие излучения персонального компьютера / Тимохова Г., Вахлаков В., Вишнякова Е., Шелудько А. // Магия ПК. 1999. - № 5. -С. 25-26.

61. Никитина В. Н. Пути гармонизации международных и национальных стандартов в области электромагнитных излучений // Сб. докл. IV Междунар. симпозиума. С.-Пб., 2001. - С. 251-253.

62. Никольский, В.В. Никольская Т.Н. Электродинамика и распространение радиоволн: Учеб. пособие для вузов. 3-е изд. перераб. и доп. - М.: Наука, 1989. - 544 с.

63. Норенков И. П. Основы автоматизированного проектирования: Учеб. для ВУЗов. М.: Изд-во МГТУ им.Н.Э.Баумана, 2000. - 360 с.

64. Норенков И. П. Средства автоматизации в радиоэлектронике // Приложение к журналу «Информационные технологии». 2001. - №8. -24 с.

65. Норенков И.П, Федорук В.Г, Чермошенцев С.Ф. Решение задач проектирования радиоэлектронных схем методами логического программирования // Радиотехника. 1989. №2. - С. 76-78.

66. Обеспечение электромагнитной безопасности при эксплуатации компьютерной техники: Справочное руководство / А. И. Афанасьев, В. И. Долотко, В. В. Карнишин и др. Фрязино: Изд-во ГННП «Циклон-ТЕСТ», 1999,- 120 с.

67. Обзор методов измерений для оценки электромагнитной совместимости и электромагнитных помех / М. Т. Ma, М. Канда, M.JI. Кроффорд, Э. Б. Ларсен // Тр. ин-та инженеров по электротехнике и радиоэлектронике. 1985. - Т. 73, № з. - с. 5-31.

68. Петровский В.В, Петровский В.И. Помехи в технологии обеспечения информационной безопасности. Казань.: Изд-во Казан, гос. техн. унта, 2004. - 282 с.

69. Потапов Ю. Обзор систем электромагнитного моделирования // EDA Express. 2001,- №3.- С. 9-15.

70. Проблемы электромагнитной совместимости технических средств / Сб. науч. докл. Всерос. симпозиума М.: Изд-во «МГИЭМ», 2002. - 82 с.

71. РазевигВ. Д., Курушин А. А. Среда проектирования Microwawe Office. -М.: Солон, 2003.-335 с.

72. Расчет электромагнитных полей с помощью программного комплекса Ansys: Учебное пособие / под ред. Ю.А.Казанцева. М.Издательство МЭИ, 2003.- 100 с.

73. Рюли А.Э., Дитлоу Г.С. Схемотехнический анализ, логическое моделирование и верификация СБИС // Тр. ин-та инженеров по элетротехнике и радиоэлектронике. 1983. - Т.71, №1. - С.42-60.

74. Самарский А. А., Николаев Е. С. Методы решения сеточных уравнений. М.: Наука, 1978. - 592 с.

75. Сильвестер П., Феррари Р. Метод конечных элементов для радиоинженеров и инженеров-электриков. М.:Мир, 1986. - 229 с.

76. Слипченко А. А., Филатов В. Н. Решение прямой задачи частотного зондирования для двухслойной среды // Геология и геофизика. 1987. -№ 5. - С. 130-133.

77. Сподобаев Ю.М. Разработка методов анализа и системы автоматизированного прогнозирования в окружающей среде электромагнитных полей технических средств радиосвязи, радиовещания и телевидения: Авторефер. дис. . докт. техн. наук. -Самара, 1994.-50 с.

78. Степанов П.В. Методология предупреждения угроз информационной безопасности техническими средствами в телекоммуникационной инфраструктуре интеллектуального здания: Авторефер. дис. . докт. техн. наук. Москва, 2001. - 50 с.

79. Технология и автоматизация производства радиоэлектронной аппаратуры: Учебник для вузов / И.П.Бушминский, О.Ш.Даутов, А.П.Достанко и др.; Под ред. А.П. Достанко, Ш.М. Чабдарова. М.: Радио и связь, 1989. - 624 с.

80. Трубицын А. В. Классификация методов защиты от электромагнитных полей / Моск. ин-т радиотехн, электрон, и автомат. М, 1996. - 10 с.-Деп. в ВИНИТИ 20.06.96, № 2051-В96.

81. Уайт Д. Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств и непреднамеренные помехи. В 3-х вып. Вып.З. Измерение электромагнитных помех и измерительная аппаратура: пер. с англ. -М.: Сов.радио, 1979.-464 с.

82. Федорова Э. А, Фарзан P. X. Методы и алгоритмы численного исследования электромагнитных полей в слоистых средах // Математические модели в геофизике. Будапешт, 1980.

83. Фелсен JI, Маркувиц Н. Излучение и рассеяние волн. М.Мир, 1978.-Т.1.-552 с.

84. Хабигер Э. Электромагнитная совместимость. Основы ее обеспечения в технике / Пер. с нем. И. П. Кужекина; под ред. Б. К. Максимова. М.: Энергоатомзидат, 1995. -295 с.

85. Чермошенцев С. Ф. Электромагнитная совместимость печатных плат цифровых электронных средств // Информационные технологии. -2001.-№4 .-С. 17-25.

86. Чермошенцев С. Ф, Агапов С. В. Модель электромагнитного излучения цифровых печатных плат // Электромагнитная совместимость технических средств и биологических объектов: Сб. докл. V Рос. науч.-техн. конф. С.-Пб, 1998. - С. 231-233.

87. Чермошенцев С.Ф. Автоматизация проектирования печатных плат цифровых электронных средств с учетом электромагнитной совместимости: Авторефер. дис. . докт. техн. наук. М, 2005. - 34 с.

88. Чермошенцев С.Ф. Агапов С.В. Анализ электромагнитных излучений цифровых печатных плат электронных средств // Проблемы энергетики: Тез. докл. республ. научн. конф. Казань, КФ МЭИ, 1997. -С.17-18.

89. Чермошенцев С.Ф. Информационные технологии электромагнитной совместимости электронных средств. Казань, Изд-во Казан, гос. техн. ун-та, 2000.- 152 с.

90. Чермошенцев С.Ф. Синтез критических наборов сигналов помехоустойчивых цифровых узлов при автоматизированном проектировании // Вестник КГТУ им. А.Н. Туполева. 1998. - №1. -С. 39-41.

91. Чехун В. Ф., Сидорук Ю. К., Булькевич Р. И. Влияние электромагнитных полей крайне низкой частоты на биологические объекты // Радиоэлектроника. 1996. - Т. 39, № 7-8. - С. 13-25.

92. Чунаев B.C. Функции переключения и их применение для описания логических схем во времени. М.: Изд-во ИТМ и ВТ, 1975. - 12 с.

93. Шабров А.В. Восприимчивость модулей ЭВА к импульсному электромагнитному полю: Авторефер. дис. . канд. техн. наук. -Казань, 1993.- 16 с.

94. Шваб А. Электромагнитная совместимость / Пер. с нем. В. Д. Мазина и С.А.Спектора, 2-е изд., перераб. и доп.; под ред. И. П. Кужекина. М.: Энергоатомиздат, 1998.-480 с.

95. Шевель Д.М.Электромагнитная безопасность. Киев: ВЕК+, 2002. -432 с.

96. Электромагнитная обстановка и оценка влияния ее на человека / А.Ф. Дьяков, И. И. Левченко, О. А. Никитин и др. // Электричество -1997,-№5.-С. 2-10.

97. Электромагнитная совместимость и электромагнитная экология: Сб. науч. докл. IV Междунар. симпозиума. С.-Пб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2001.-488 с.

98. Электромагнитная совместимость: Сб. науч. докл. VII Рос. научн-техн. конф. С.-Пб.: Изд-во ВИТУ, 2002. - 583 с.

99. ЭМС для разработчиков продукции/ Т.Уильямс М.: Технологии, 2003.-540 с.

100. A transmitting boundary for transient wave analysis / Z. P. Liao, H. L. Wong, B.-P. Yang, Y.-F. Yuan // Sci. Sin, Ser.A. 1984. - Vol. 27, № 10. -P. 1063-1076.

101. Abarbanel S, Gottlieb D. A mathematical analysis of the PML method // J.Comput. Phys. 1997. - Vol. 134. - P. 357-363.

102. Advances in understanding of E.M.emissions from computing devices / E. Cipollone, F. Bevacqua, L. Venditti, A. Morvidueel // IEEE Nat. Symp. Electromagn. Compat, Denver, Colo: Symp. Rec. New York, 1989. -№ 47.-P. 360-362.

103. An expert system approach to EMC modeling / T. Hubing, J. Drewniak, T. Van Doren, N. Kashyap // The Proc. of the IEEE International Symposium in Electromagnetic Compatibility. 1996. -P.200-203.

104. Anderson W. L. Numerical integration of related Hankel Transforms of Order 0 and 1 by Adaptive Digital Filtering // Geophysics. 1983. -Vol. 44.-P. 1287-1305.

105. Berenger J.-P. A perfectly matched layer for the absorption of electromagnetic waves // J.Comput.Phys. 1994. - Vol. 114, № 2. -P. 185-200

106. Cerri G, Leo De R, Mariani V. Radiated emission estimation by measurement of magnetic near fields // Proc. 12 th Int. Zurich Symp. and Techn. on EMC. Zurich, 1997. - P.447-452.

107. Characteristics of electromagnetic disturbance from microwave ovens and interference with digital radio communications systems / Yamanaka Y, Miyamoto S, Shinozuka T, MorinadaN. // J. Commun. Res. Lab. 1995. -Vol. 42, №3.-P. 211-223.

108. Chave A. D. Numerical Integration of a Hankel transforms by quadrature and continued fraction expansion // Geophysics. 1983. - Vol. 48. -P. 1671-1086.

109. Chew W. С., Weedon W. H. A 3D perfectly mathed medium from modified Maxwell's equations with strethed coordinates // Microwave Opt. Technol. Left. 1994. - Vol. 7, № 9. - P. 599-604.

110. D. Theune, R. Thiele, W. John, T. Lengauer. Robust methods for EMC-Driven routing. // IEEE Trans, on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems. Vol.13,1994. -P.1366-1378.

111. Designing EMC-free multilayered substrates within the mentor graphics cad system. / H. Mission, S. Charruau, J. C. Moulondo, A. Touboul. // International Symposium in Microelectronics-1993. P. 597-604.

112. Dvorak S. L. Application of the Fast Fourier Transform to the Computation of the Sommerfeld Integral for a Vertical Electric Dipole Abov a Half-Space // IEEE Transactions Antennas and Propagation. 1992. - № 7. - Vol. 40. -P. 798-805.

113. Eck W. Electromagnetic Radiation from Video Display Units: an Eaves -dropping Risk? // Computers &Security. 1985. - № 4. - P. 269 - 286.

114. EMC-Driven midway routing on PCBs / H. Schmidt, D. Theune, R. Thiele, T. Lengauer // The Proc. of the IEEE International Symposium in Electromagnetic Compatibility 1995. - P. 486-491.

115. Engquist В., Majda A. Absorbing boundary conditions for the numerical simulation of the waves // Math.Comput. 1977. - Vol. 31. - P. 629-651.

116. Evaluation of hardsys: a simple EMI expert system / J. LoVetri, A. Podgorski // . The Proc. of the IEEE International Symposium in Electromagnetic Compatibility 1990.

117. Evaluation of Sommerfeld Integrals Using Chebyshev Decomposition // IEEE Transactions Antennas and Propagation. 1993. - № 2. - Vol. 41. -P. 159-164.

118. Getz R., Moeckel B. Understanding and Eliminating EMI in Microcontroller Applications // National Semiconductor Application Note 1050 August 1996.-22 P.

119. Goldman M. Forward modelling for frequency domain marine electromagnetic system // Geophysical Procpecting. 1987. - Vol. 35 -P. 1042-1064.

120. Hidgon R. L. Absorbing boundary conditions for the wave equation // Math.Comput. 1987. - Vol. 49, № 7. - P. 65-90.

121. Hidgon R.L. Absorbing boundary conditions for difference approximations to the multi dimensional wave equation // Math. Comput. 1986. - vol.47, №10,- P.437-459.

122. Hubing N. H, Kaufman J. F. Modeling the Electromagnetic Radiation from Electrically Small Table-Top Products // IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility. 1989. - Vol. 31, № 1. -P. 74-82.

123. Isernia T, Leone, Pierri R. Radiation pattern evaluation from near-field intensities on planes // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. -1996. Vol. 44, № 5. - P. 701-710.

124. Kami Y. Mechanism of Electromagnetic Radiation from a Transmission Line // IEICE Trans Commun. 1992. - Vol. E75-B, № 3. - P. 115-123.

125. Katz D. S, Thiele E. T, Taflove A. Validation and extension to three dimensions of the Berenger PML absorbing boundary condition for FD-TD meshes // IEEE Microwave Guide Wave Lett. 1994. - Vol. 4, № 8. -P. 268-270.

126. Keys R. G. Absorbing boundary conditions for acoustic media // Geophysics. 1985.- Vol. 50, № 6. - P. 892-902.

127. Kolodziejski J.F, Lotnikow A. Electromagnetic Emissions of Integrated Circuits and PCB // IEEE EMC Society newsletter. 2004. - N.201. -P.34-39.

128. Lindman E. L. "Free-Space" boundary conditions for the time dependent wave equation // J. Comput. Phys. 1975. - Vol. 18. - P. 66-78.

129. Longman I. M. Note a method for computing infinite integrals of oscillatory function // Proc. Cambrige Phil. Soc. 1956. - Vol. 52. - P.764-768.

130. Naishadham К. Stability considerations in the application of PML absorbing boundary condition to FDTD simulatio of microwave circuits // IEEE MTT-S Int. Microwave Symp. 1996. - Vol. 2, № 6. - P. 581-584.

131. Numerical Techniques for Microwave and Millimeter Wave Passive Structures / ed T. Itoh. New York: Wiley. - 1989. - 700 p.

132. Oliver J. C. On the synthesis of extract free space absorbing boundary conditions for the finite-difference time-domain method // IEEE Trans. Antennas and Propagation. 1992. - Vol. 40. - P. 456-459.

133. Petre P., Sarkar Т.К. Planar near-field to far-field transformation using an array of dipole probes // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. -1994. Vol. 42, № 8. - P. 534-537.

134. Sacks Z. S., Kingsland D. M., Lee R. A perfectly matched layer anisotropic absorber for use as an absorbing boundary condition // IEEE Trans. Antennas and Propagation. 1995. - Vol. 43, № 12. - P. 1460-1463.

135. Schmulders P. The Threat of Information Theft by Reception of Electromagnetic Radiation from RS-232 Cables // Computers &Security. -1990.-№ 9.-P. 53-58.

136. Teixeira F. L., Chew W. C. Systematic derivation of anisotropic PML absorbing media in cilindrical and spherical coordinates // IEEE Microwave Guided Wave Lett. 1997. -Vol. 7, № 11. - P. 371-373.

137. Thomas D. W. P., Christopoulos C., Pereira E. T. Calculation of Radiated Electromanetic Fields from Cables Using Time-Domain Simulation // IEEE Transactions on Electromagnetic Compability. 1994. - Vol. 36., № 3. -P. 201-205.

138. Valek M. Leone M., Schmiedl F. Analysis of the Electromagnetic Radiation Behaviour of Motherboard-Subboard Structures Валек

139. Weiss R. 64-bit DRAMs. 1-GHz microprocessors expected by 2010 // Computer Design. 1995. - Vol.34. - N.5. - P.50-52

140. Ziolkowski R. W. The design' of Maxwellian absorbers for numerical boundary condition // IEEE Trans. Antennas and Propagation. 1997. -Vol. 45, №4.-P. 656-671.