Программа дисциплины Сверхширокополосные электромагнитные воздействия и защита РЭС

Правительство Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования МИЭМ
"Национальный исследовательский университет
"Высшая школа экономики"

Факультет Электроники и телекоммуникаций

Программа дисциплины

Сверхширокополосные электромагнитные воздействия и защита РЭС

Специальность: 210201.65 Проектирование и технология радиоэлектронных средств

Автор программы: , доктор технических наук, профессор,

*****@***ru

Одобрена на заседании кафедры

Радиоэлектроники и телекоммуникаций «___»____________ 2012 г

Зав. кафедрой

Рекомендована секцией УМС «___»___________ 2012 г

Председатель

Утверждена УС факультета «___»_____________2012 г.

Ученый секретарь

Содержание

Содержание.................................................................................................................. 2

Предисловие................................................................................................................. 3

Учебные материалы по программе............................................................................ 4

Почасовой график лекционного курса и практики................................................. 5

Цель изучения курса.................................................................................................... 7

Контроль....................................................................................................................... 7

Итоговая аттестация.................................................................................................... 7

Предисловие

Лекции по настоящей программе призваны повысить знания студентов в сфере обеспечения электромагнитной устойчивости и стойкости при проектировании узлов, блоков, аппаратуры и систем электронного оборудования, а также при оценке состояния объектов на этапах предварительных и государственных испытаний.

Лекционный курс охватывает следующие профессиональные задачи:

·  обеспечение стойкости объектов в условиях воздействия электромагнитных факторов природного и техногенного происхождения.

·  разработку программ и методик испытаний объектов на стойкость к сверхширокополосному (СШП) электромагнитному импульсу (ЭМИ) с учетом требований национальных и международных стандартов.

·  обоснование технических решений по обеспечению устойчивости и стойкости объектов на основе математических моделей на различных этапах проектирования с использованием инженерных методик расчета.

·  выбор наиболее рациональных с точки зрения защиты от СШП ЭМИ технических решений на всех этапах жизненного цикла изделия;

Повышение квалификации студента направлено на то, чтобы специалист мог в своей профессиональной деятельности:

·  осуществлять сбор, отработку, анализ и систематизацию научно-технической информации по вопросам проектирования электронных средств (ЭС) с учетом воздействия мощных электромагнитных импульсов;

·  изучать специальную литературу и другую научно-техническую информацию, достижения отечественной и зарубежной науки и техники в области испытаний и защиты электронных средств от действия СШП ЭМИ;

·  осуществлять разработку конкурентоспособной продукции, отвечающей стандартизованным требованиям по мощным ЭМИ;

§  проводить выбор методов и средств испытаний РЭС на воздействие СШП ЭМИ;

·  участвовать в экспериментальных исследованиях воздействия мощных электромагнитных полей на аппаратуру, системы и объекты с целью определения их стойкости;

·  рассматривать предложения по совершенствованию конструкции электронных средств, которые направлены на обеспечение требований стандартов, давать заключения о целесообразности использования средств обеспечения стойкости к ЭМИ;

·  участвовать во внедрении разработанных технических решений и проектов, в оказании технической помощи и осуществлении авторского надзора при изготовлении, испытаниях и сдаче в эксплуатацию проектируемых изделий.

Настоящий курс лекций направлен на то, что после его изучения студент будет знать:

·  основные нормативные материалы по вопросам оценки стойкости объектов к СШП ЭМИ;

·  технические характеристики существующей экспериментальной базы ЭМИ;

·  методы и средства повышения стойкости электронного оборудования к внешним электромагнитным воздействиям;

·  методики оценки параметров ЭМИ;

·  специальную научно-техническую литературу по методологии электромагнитной стойкости;

·  проводить измерения параметров СШП ЭМИ и устройств на их основе;

·  использовать пакеты программ по расчету воздействия СШП ЭМИ на РЭС.

Материал лекций построен на основе знаний в области физики возникновения электромагнитного импульса, методов и средств воспроизведения параметров ЭМИ и методов и средств защиты.

В курсе лекций рассматривается 12 основных тем:

1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ЭМИ.

2. ПАРАМЕТРЫ ЭМИ.

3. ВОЗДЕЙСТВИЕ ЭМИ НА РЭС И ЭВС.

4. НАЦИОНАЛЬНЫЕ И МЕЖДУНАРОДНЫЕ СТАНДАРТЫ ПО ЭМИ.

5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ БАЗА ЭМИ.

6. ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ.

7. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ ТОКОВ И НАПРЯЖЕНИЙ.

8. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ ЭНЕРГИЙ.

9. МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ.

10. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ИСПЫТАНИЙ.

11. КОНЦЕПЦИЯ ЗАЩИТЫ.

12. ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО ПРОБЛЕМЕ ЭМИ

Каждая тема включает несколько разделов и заканчивается контрольными вопросами.

Учебные материалы по программе

Учебные материалы по программе включают конспект авторских лекций на бумажном и электронном носителях, учебные пособия по ЭМИ.

Базовые учебники:

1.   МС для разработчиков продукции. - М.: Издательский дом "Технологии", 2004. - 540 с.

2.   , ЭМС и информационная безопасность в системах телекоммуникаций. - М.: Издательский Дом "Технологии", 2005. − 320 с.

3.   , Пожидаев электронных средств от воздействия статического электричества. Учебное пособие для вузов. - М.: Издательский Дом "Технологии", 2005. − 352 с.

4.   . МС для систем и установок. - М.: Издательский Дом "Технологии", 2004 г. - 508 с.

5.   , , Степанов электромагнитный импульс: воздействие на электронные средства и методы защиты - М.: Издательский Дом "Технологии", 2008 г. - 478 с.

6.   , , Резников совместимость технических средств подвижных объектов. Учебное пособие. - М.: МАИ, 2004 г.

Почасовой график лекционного курса и практических занятий

№ п/п	Наименование лекции	Часы
1	Тема 1 СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ЭМИ
	Цель. Задачи. Направления исследований проблемы ЭМИ. Термины, основные понятия. Устойчивость и стойкость технических средств.	2
2	Тема 2 ПАРАМЕТРЫ ЭМИ.
	Описание ЭМИ - обстановки. Источники ЭМИ. Физика образования и общая характеристика ЭМИ. Амплитудно-временные параметры и формы ЭМИ. Энергетический спектр ЭМИ.	2
	Практические занятия по изучению физики образования и параметрам ЭМИ.	2
3	Тема 3 ВОЗДЕЙСТВИЕ ЭМИ НА РЭС И ЭВС.
	Воздействие ЭМИ на технические средства. Наведенные помехи от ЭМИ. Токи и напряжения в элементах РЭС и ЭВС. Классификация ЭМИ – обстановки при воздействии ЭМИ на технические системы. Поражающее действие ЭМИ. Экспериментальные данные по воздействию ЭМИ на системы и объекты.	2
	Практические занятия по расчету воздействия ЭМИ на элементы аппаратуры и технические средства. Инженерные методы расчета.	8
4	Тема 4 СОСТОЯНИЕ РАБОТ ПО РАЗРАБОТКЕ НАЦИОНАЛЬНЫХ И МЕЖДУНАРОДНЫХ СТАНДАРТОВ ПО ЭМИ
	Основные положения. Электромагнитная обстановка. Описание электромагнитной обстановки для излученных и наведенных помех. Классификация условий ЭМИ - обстановки. Требования стандартов по параметрам ЭМИ. Нормы и общие технические требования к средствам защиты для излученных и наведенных помех. Средства измерений и испытаний. Технические требования и методы испытаний для аппаратуры и систем. Направления перспективных исследований по разработке международных стандартов.	2
	Изучение материалов подкомитета 77с – сайт WWW. IEC. CH Практика по изучению стандарта МЭК 61000-2-13.	6
5	Тема 5 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ БАЗА ЭМИ.
	Имитаторы ЭМИ. Концепция развития, принципы построения и требования. Стационарные и подвижные имитаторы. Формирование полей. Современное состояние экспериментальной базы ЭМИ в России и в ведущих странах мира.	4
6	Тема 6 ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ
	Параметры импульсов. Классификация методов измерений. Измерительно-регистрирующие комплексы. Средства измерений параметров нагружения, реакции объектов и аппаратуры. Методы измерения полей в различных временных и амплитудных диапазонах. Требования к средствам измерений	2
7	Тема 7 МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ ПОЛЕЙ, ТОКОВ И НАПРЯЖЕНИЙ.
	Методы измерения больших полей, токов и напряжений. Измерение реакции аппаратуры. Требования и погрешности.	2
8	Тема 8 МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ ЭНЕРГИЙ.
	Пироэлектрические системы. Методы измерения энергий, токов. Требования и погрешности.	2
9	Тема 9 МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ.
	Методики выполнения измерений. Системы и программа измерений. Эталоны. Измерительные генераторы.	2
10	Тема 10 МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ИСПЫТАНИЙ.
	Методы испытаний оборудования и систем. Требования. Воспроизведение полей, токов и напряжений. Прямые и косвенные методы испытаний. Выбор уровней жесткости при испытаниях на стойкость.	2
	Испытания на действие излученных и наведенных помех. Испытательное оборудование.	2
	Системы измерений. Испытательный объем. Испытательные установки для лабораторных и стационарных испытаний.	2
	Методика испытаний. Испытания подвижных и стационарных объектов. Испытания средств защиты. Метрологическое обеспечение испытаний. Схемы испытаний, испытательные приспособления и установки.	2
	Критерии оценки результатов испытаний. Оценка устойчивости. Испытания для обеспечения качества при производстве аппаратуры. Требования к документации. Результаты и отчеты по испытаниям.	2
	Решение практических задач по методам испытаний объектов, изучение стандартов МЭК серии 61000-4 и оборудования отечественных производителей.	10
11	Тема 11 КОНЦЕПЦИЯ ЗАЩИТЫ.
	Управление потоком электромагнитных помех. Принципы защиты. Общие положения. Зонирование.	2
	Защита от излученных и наведенных помех. Сравнительный анализ принципов защиты от ЭМИ. Защитные устройства.	2
	Выбор защитных устройств от излученных и наведенных помех. Требования к средствам защиты от ЭМИ. Схемы защиты. Концепция защиты зданий и аппаратуры от молнии.	2
	Практика конструирования. Методы повышения помехозащищенности: конструктивные, схемные и структурно - функциональные.	4
12	12. ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО ПРОБЛЕМЕ ЭМИ.
	Деловая игра на тему: «Разработка технических систем стойких к воздействию ЭМИ с учетом требований нормативных документов».	4
	Направления перспективных исследований по проблеме ЭМИ. Электромагнитное оружие. Прогнозирование результатов воздействия ЭМИ и решение практических задач по защите от ЭМИ на уровне экспертных оценок. Прием рефератов. Зачеты.	6
	Посещение уникальной экспериментальной базы ЭМИ (по назначению)

Самостоятельная работа - 62 час

Цель изучения курса

Получение необходимого объема теоретических и практических знаний в области защиты электронных средств с учетом требований стандартов по ЭМИ, а также освоение соответствующих методов расчета для решения инженерных задач.

Контроль

Контроль осуществляется путем устного опроса и проверки рефератов, тематика которого согласовывается со слушателем.

Итоговая аттестация

Итоговая аттестация-зачет проводится по итогам устного опроса, проверки рефератов и проведения деловой игры на тему: «Разработка технических систем стойких к воздействию ЭМИ с учетом требований нормативных документов».

Составитель

д. т.н., профессор