Метод определения коэффициента трансформации тока в бортовой кабельной сети космических аппаратов
Диссертация
Здесь следует подчеркнуть следующее. Если расчетный уровень помехи больше, реального, то на разработку и изготовление электронного блока, стойкого к повышенному уровню помех, необходимо затратить больше средств. В том случае, если расчет покажет заниженное значение помехи на входе электронного блока, то изготовленный по такому ТЗ электронный блок не будет обладать достаточной помехоустойчивостью… Читать ещё >
Содержание
- 1. Электромагнитные помехи в бортовой кабельной сети космического аппарата, вызываемые электростатическими разрядами
- 1. 1. Пути проникновения электромагнитных наводок в кабельные системы
- 1. 2. Классификация рецепторов-помех
- 1. 3. Методы расчета наводок в БКС
- 1. 4. Воздействие разрядов на кабельные экраны
- 1. 5. Экспериментальное определение наводок в кабельных системах
- 1. 6. Постановка задачи
- 2. Модель воздействия электростатических разрядов на бортовую кабельную сеть космических аппаратов
- 2. 1. Дифференциальная зарядка поверхности космических аппаратов
- 2. 2. Бортовые кабельные системы на поверхности космических аппаратов
- 2. 3. Электромагнитная наводка от ЭСР во фрагментах БКС, проложенных по внешней поверхности КА.'
- 2. 4. Магнитная связь между поверхностью КА и экраном кабеля."
- 2. 5. Магнитная связь между экраном кабеля и заключенным в него проводником
- 2. 6. Паразитные сигналы в бортовой кабельной сети КА от ЭСР.*
- 2. 7. Передаточное полное сопротивление кабеля с плетеным^краном
- 2. 8. Аналитический расчет двумерной картины растекания токов по поверхности плоской проводящей пластины от ЭСР
- 2. 9. Экспериментальная проверка результатов расчета растекания токов по поверхности плоской проводящей пластины от ЭСР
- 2. 10. Выводы
- 3. Метод определения коэффициента трансформации тока в напряжение наводки во фрагментах бортовой кабельной сети космического аппарата
- 3. 1. Испытательный стенд для определения коэффициента трансформации тока в напряжение наводки во фрагментах бортовой кабельной сети КА
- 3. 2. Зависимость напряжения наводки в кабеле от расстояния до макетного стола измерительного стенда."
- 3. 3. Зависимость напряжения наводки в кабеле от длины и ширины макетного стола измерительного стенда
- 3. 4. Зависимость частоты напряжения наводки от длины кабеля
- 3. 5. Зависимость напряжения наводки от числа слоев оплетки кабеля
- 3. 6. Выводы
- 4. Исследование электромагнитных наводок от электростатических разрядов во> фрагментах бортовой кабельной сети космических аппаратов
- 4. 1. Методика проведения автономных испытаний фрагментов БКС на стойкость к воздействию ЭСР
- 4. 2. Алгоритм проведения испытаний БКС на стойкость к воздействию ЭСР
- 4. 3. Результаты измерений коэффициентов трансформации тока в напряжение наводки во фрагментах бортовой кабельной сети КА
- 4. 4. Выводы.'
Список литературы
- Mulholland, J.E., «The Measurement of Solar Array Discharges in a Simulated Space Environment», IEEE Transactions on electromagnetic compatibility, Vol. 36, NO. 2, May 1994, pp. 97−103.
- Wenaas, E.P., «Spacecraft Charging Effects by the High-Energy Natural Environment», IEEE Transactions on Nuclear Science, Vol. NS-24, Dec. 1977, pp. 2281−2284.
- Vance E.F., «Shielding Effectiveness of Braded-Wire Shields», IEEE Transactions on * *
- Electromagnetic Compatibility, Vol. EMC-17, NO. 2, May 1975, pp. 71−77.
- Woods, A.J. and Weenas, E.P., «Spacecraft Discharge Electromagnetic Interference Coupling Models», Journal of Spacecraft and Rockets, 1985, Vol. 22, NO. 3, pp. 265 281.
- Treadaway, M.J. et al., «Experimental Verification of an ECEMP Spacecraft Discharge Coupling Model», IEEE Transactions on Nuclear Science, Vol. NS-27, Dec. 1980, pp. 1776−1779.
- Новиков JI.C., «Физические механизмы радиационной электризации космических ' аппаратов», Космонавтика и ракетостроение. № 1, 2003, с. 15−24.
- Frankel, S., «Terminal Response of Braided-Shield Cables to External Monochromatic Electromagnetic Fields», IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility, Vol. EMC-16, NO. 1, February 1974, pp. 4−16.
- Смайт В., «Электростатика и электродинамика», И*Л, М, 1964.
- Ефимов И.Е., Останькович Г. А., «Радиочастотные линии передачи», Связь, М. 1977.
- Генри У. Отт, «Методы подавления шумов и помех в электронных системах», М.: Мир, 1979
- Knowles, E.D. and Olson L.W., «Cable Shielding Effectiveness Testing», IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility, Vol. EMC-16, NO. 1, February 1974, pp.16−23.
- Reddy, J., «Electron Irradiation Tests on European Meteorological Satellite», Proceedings of Spacecraft Charging Technology Conference, Colorado Springs, Colo., Nov. 1980, AFGL-TR-81−0270, 1981, pp. 835−855.
- Balmain, K.G., and Dubois, G.R., «Surface Discharges on Teflon, Mylar and Kapton», IEEE Transactions on Nuclear Science, Vol. NS-26, Dec., 1979, pp. 5146−5151.
- Hazelnot, R.C. et al., «Measurement of Particle Emission from Discharge Sites in Teflon Irradiated by High-Energy Electron Beams», IEEE Transactions on Nuclear Science, Vol. NS-26, Dec. 1979, pp. 5141−5145.
- Higgins, D.F., «Analytic Calculations of the Electromagnetic Fields from a Highly Space-Charge-Limited SGEMP Boundary Layer», AFWL Theoretical Note 286, Aug. ' 1976.
- Schelkunoff, S.A., «The Electromagnetic Theory of Coaxial Transmission Lines and Cylindrical Shields», Bell Sys. Tech. J., Vol. 13, pp. 532−579, Oct. 1934.
- Cohn, S.B., «Determination of Aperture Parameters by Electrolytic Tank Measurements»,-Proc. IRE, Vol. 39, Nov. 1951, pp. 1416−1421.
- Montgomery, C.G., Dicke, R.H. and Purcell, E.M., «Principles of Microwave Circuits», •MIT Rad. Lab. Ser., (McGraw-Hill, New-York, 1948), Vol. 8, pp. 176−179.
- Salt, H., «The Surface Transfer Impedance of Coaxial Cables», IEEE, EMC Symposium Record, 1968.i
- Bridges, J.E., and Miller, D.A., «Standard EMC Cable Parameter Measurements», IEEE, Southeastern Electromagnetic Compatibility Symposium Record, 1969.
- Merewether, D.E., and Ezell, T.F., «The Effect of Mutual Inductance and Mutual Capacitance on the Transient Response of Braided-Shield Coaxial Cables», IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility, Vol. 18, pp. 15−20, 1976.
- Lee, K.S.H., and Baum, C.E., «Application of Modal Analysis to Braided-Shield Cables», IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility, Vol. 17, pp. 159−169, Aug. 1975.
- Casey, K.F., «On the Effective Transfer Impedance of Thin Coaxial Cable Shields», IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility, Vol. 18, pp. 110−117, Aug. 1975.
- Wenaas, E.P., Treadaway, M.J., Flanagan, T.M., Mallon, C.E., and Denson, R., «High-Energy Electron-Induced Discharges in Printed Circuit Boards,» IEEE Transactions on Nuclear Science, Vol. NS-26, Dec. 1979, pp. 5152−5155.
- Woods, A.J. et al., «Model of Coupling of Discharges into Spacecraft Structures», Proceedings of Spacecraft Charging Technology Conference, Colorado Springs, Colo!, Nov. 1980, AFGL-TR-81−0270, 1981, pp.745−754.
- Krugel, L., «Shielding action of outer conductors of flexible coaxial cable», (Abschirmwirkung von Aussenleitern flexibler Koaxialkabel), Telefunken-Zeitung, vol. 29, pp. 256−266, Dec. 1956.
- Krugel, L., «Multiple shielding of flexible coaxial cable», (Mehrfachschirmung flexibler Koaxialkabel), Teleiunken-Zeitung, vol.30, pp. 207−214, Sept. 1957."
- Salt, H., «The surface transfer impedance of coaxial cables», IEEE, EMC Symposium Record, 1968.
- Oakley, R.J., «Surface transfer impedance measurements A practical aid to communication cable shielding design», presented at the 18th International Wire and Cable Symposium at Atlantic City, N.J., Dec. 1969.
- Bridges, J.E., and Miller, D.A., «Standard EMC cable parameter measurements», 1969 IEEE Southeastern Electromagnetic Compatibility Symposium Record.
- Miller, D.A., and Toulios, P.P., «Penetration of coaxial cables by transient fields», IEEE EMC Symposium Record.
- Madle, P.J., «Attenuation testing of shielded cables and packages», TRW Inter-Office Correspondence 69−7231.11 -25, Oct. 1969.
- Vance, E.F., «Cable transfer impedance measurements», Tech. Memo, No. TM-25- Stanford Research Institute, Oct. 1973.
- Higgins, D., «SGEMP' Leakage Through Satellite Cable Shields: The Importance of Transfer Admittance Coupling and Its Implications on Testing», IEEE Transactions on Nuclear Science, Vol. NS-27, Dec. 1980, pp. 1589−1593.
- Vance, E.F., «Coupling to Shielded Cables», John Wiley & Sons, New York, 1978.
- Casey, K.F., Vance, E.F., «EMP Coupling Through Cable Shields», IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility, Vol. EMC-20, Feb.1978, pp. 100−106.
- Madle, P.J., «Cable and Connector Shielding Attenuation and Transfer Impedance Measurements Using Quadraxial and Quintaxial Test Methods», IEEE Electromagnetic Compatibility Symposium Record, pp. 4Bibl-b5, 1975.
- Vance, E.F., and Wadsworth, W.C., «Cable shield test facility», Tech. Memo, No. TM-25: Stanford Research Institute, Oct. 1973.
- Vance, E.F., «Direct voltage and current injection», Sensor and Simulation Notes, Note 205, AFWL, Kirtland AFB, NM? Sept. 1974.
- Robl, R.F., and Schatz, E.R., «A free-space method for measuring coaxial cable shielding effectiveness», in Proc. 4th Conf. Radio Interference Reduction and Electronic Compatibility, p. 372, Oct. 1958.
- Allen, J.A., «A proposed standard for testing the shielding effectiveness of coaxial cables and shielding material», in Proc. 6th Conf. Radio Interference Reduction and Electronic Compatibility, p. 372, Oct. 1960.
- Jarva, W., «Shielding tests for cables and small enclosures in 1 to 10 GHz range», IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility, Vol. EMC-12, pp. 12−24, Feb. 1970.
- Nano, E., «Measurement of coaxial cablc immunity from an electromagnetic field in the. VHP range», in 1971 IEEE Electromagnetic Compatibility Symposium Record, p. 77.
- Whitmer, R.M., «Cable shielding performance and CW response», IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility, Vol: EMC-15, pp. 180−187, Nov. 1973.
- McDowell, C.N., and Bernstein, M.J., «Surface transfer impedance measurements on subminiature coaxial cables», IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility, Vol.. EMC-15, pp. 188−190, Nov. 1973.
- Vance, E.F., «Prediction of transients in buried shielded cables», Interim Technical Report, Contract DAE A 18−71-A-0204, Stanford Research Institute, Mar. 1973.
- Harrison, C.W., Jr., and King, R.W.P., «Excitation of a coaxial line through a transverse ' slot», IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility., Vol. EMC-14, pp. 107−112, Nov. 1972.
- Taylor, C.D., and Harrison, C.W., Jr., «On the excitation of a coaxial line by an incident field propagating through a small aperture in the sheath», IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility, Vol. EMC-15, pp. 127−131, Aug. 1973.
- Chang, D.C., Harrison, C.W., Jr., and Taylor, C.D., «Note regarding the propagation of electromagnetic fields through slots in cylinders», IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility, Vol. EMC-15, pp. 152−154, Aug. 1973.
- Vance, E.F., «Comparison of electric and magnetic coupling through braided-wire shields», Tech. Memo No. TM-18, Stanford Research Institute, Feb. 1972.
- Delogne, P., and Safak, M., «Electromagnetic theory of leaky coaxial cable», The Radio and Electronics Engineer (Jour, of the Inst, of Elect, and Rad. Eng., London), Vol. 45, pp. 233−240, May. 1975.
- Wait, J.R., and Hill, D.A., «Electromagnetic fields of a dielectric coated coaxial cable with an interrupted shield-quasi-static approach», IEEE Trans. Antennas Propagat., Vol. AP-23, pp. 679−682, Sept. 1975.
- ГОСТ 11 326.0 78. Кабели радиочастотные.
- Бурдин В.А., Андреев В. А., Способ определения сопротивления и проводимости связи кабельных экранов // Патент на изобретение № 2 013 779, МПК G01R27/04, опубл. 30.05.1994.
- Кармашев В. С., Электромагнитная совместимость технических средств. Справочник. М.: Научно-производственный центр НОРТ, 2001.
- Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к электростатическим разрядам. Требования и методы испытания: ГОСТ Р 51 317.4.299. Введен 01.01.2001. М.: Изд-во стандартов, 2000.
- Гизатуллин 3. М., Классификация механизмов воздействия электростатического разряда на цифровые элементы печатных плат электронных средств // XII
- Туполевские чтения: Сборник тезисов международной молодежной научно-технической конференции. Казань, 2004. с. 154−156. ,
- Джоввет Ч. Э., Статическое электричество в электронике / Пер. с англ. В. А. Воротинского, В. А. Каверзнева. М.: Энергия, 1980. 135 с.
- Гизатуллин 3. М., Моделирование поведения цифровых элементов при воздействии электростатического разряда // Электронное приборостроение.-2002. № 26. с. 98 107.
- Fujjwara О. An Analytical Approach to Model Indirect Effect Caused by Electrostatic Discharges // IEICI Transactions on Commun. 1996. Vol. E-79-B. N 4. P. 67−75.
- Pommerenke D. ESD: What has been achieved, what is less, well understood? // Proceedings of the 13th International Symposium on Electromagnetic Compatibility. ' Zurich, 1999. P. 77−82.
- Юркевич JI. В., Гердлер О. С., Анализ использования специализированного программного обеспечения в области ЭМС // Проблемы электромагнитной совместимости технических средств: Сборник докладов всероссийского симпозиума. М., 2002. с. 74−82.
- Самарский А. А., Николаев Е. С., Методы решения сеточных уравнений. М.: Наука, 1978. 592 с.
- Сильвестер П., Феррари Р., Метод конечных элементов для радиоинженеров и инженеров-электриков. М.: Мир, 1986. 229 с.
- Бреббия К., Теллес Ж., Вроубел Л., Методы граничных элементов. М.: Мир, 1987. 524 с.
- Чермошенцев С. Ф., Гизатуллин 3. М., Моделирование влияния разряда статического электричества на элементы печатных плат электронных средств // Вестник КГТУ им. А. Н. Туполева. 2000. № 2. с. 22−26.
- 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.
- Centola F., Pommerenke D., Kai W. ESD excitation model for susceptibility study // Proceedings of the ШЕЕ International. Symposium* on Electromagnetic Compatibility. Boston, 2003. P. 58−63.
- Pommerenke D., Van Doren Т., Kai W. ESD currents and fields on the VCPand HCPmodeled using quasi-static approximations // Proceedings of the IEEE International
- Symposium on Electromagnetic Compatibility, Minneapolis, 2002. P. 81−86.
- Huang Y., Wu T. Numerical and experimental investigation of noise coupling perturbed by ESD currents on printed circuit boards // Proceedings of the IEEE International Symposium on Electromagnetic Compatibility. Boston, 2003. P. 43−47.
- Уилльямс Т., ЭМС для разработчиков продукции / Перевод с англ/ В. С. Кармашев, Л. Н. Кечиев. М.: Изд. дом «Технологии», 2003. 540 с.
- Granger J.P., Ferrante J.G. Electrostatic-Discharge Coupling in Spacecraft Electronics // • ESA Journal 1987, Vol. 11. pp. 19−30.
- Агапов В.В., «Аналитический расчет картины растекания тока по поверхности плоской проводящей пластины», Научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых специалистов МИЭМ, Тезисы докладов. М.: МИЭМ, 2007.
- Королев H.A., Никитенко В. Р., Агапов В. В., Тютнев А. П., «К вопросу о критериях реализации квазиравновесного транспорта в полимерах»/Радиационная физика твердого тела. Труды XVII международного совещания. Севастополь. 2007.
- Агапов В.В., «Методика проведения автономных испытаний БКС на стойкость к воздействию ЭСР», Научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых специалистов МИЭМ, Тезисы докладов. М.: МИЭМ, 2008.
- Агапов В.В., «Экспериментальное определение эффективности экранирования фрагментов кабельных систем космических аппаратов», Радиационная физика твердого тела. Труды XVIII международного совещания. Севастополь. 2008. стр. 378−382.
- Агапов В.В., «Исследование экранирующих характеристик БКС при импульсном воздействии», Научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых специалистов МИЭМ. Тезисы докладов. М.: МИЭМ, 2009.
- Агапов В.В., «Метод определения помех от электростатических разрядов в бортовой кабельной сети космических аппаратов», Радиационная физика твердого тела. Труды XIX международного совещания. Севастополь. 2009.
- Агапов В.В., «Испытательный стенд для определения помех от электростатических разрядов в кабелях космических аппаратов», Технологии ЭМС № 2 (29), М.: Изд-во «Технологии», 2009. с. 72−75.
- Кечиев JI.H., «Проектирование печатных плат для цифровой быстродействующей аппаратуры», М.: Изд-во «Технологии», 2007.
- Вэнс Э.Ф., «Влияние электромагнитных полей на экранированные кабели», М.: Радио и связь, 1982.
- Соколов А.Б., «Обеспечение стойкости бортовой радиоэлектронной аппаратуры космических аппаратов к воздействию электростатических разрядов», Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук, М.: МИЭМ, 2009.'
- Доронин А.Н., Тютнев А. П., Саенко B.C., й др. «Проводимость внешних диэлектрических покрытий космических аппаратов при воздействии космических, ионизирующих излучений» // Перспективные материалы, 2001, № 2, стр. 15−21.
- Бабкин Г. В, Морозов Е. П., «Активная защита космических, аппаратов, от статического электричества в орбитальных условиях: Справочное руководство для конструкторов», Королев. Моск. обл.: ЦНИИМАШ, 2000.
- Ferness Tim., «The Cosmic Knock-out», Flight International, Oct. 2−8, 1996.
- Wrenn, G.L., Smith, R.J.K., «Probability Factors Governing ESD Effects in Geosynchronous Orbit», IEEE Transactions on Nuclear Sciene, 1996, vol. 43, No. 6, pp. 2783−2788.
- Frederickson, A.R., «Upsets Related to Spacecraft Charging», IEEE Transactions on Nuclear Science, 1996, vol. 43, No. 2.
- NASA-NDBK-4002., «Avoiding Problems Caused by Spacecraft On-Orbit Internal Charging Effects (NASA Technical Handbook)», NASA, 1999, Feb. 17.
- Попов Г. В., Бабкин Г. В., Дегтярев В. И. и др., «Геофизическое прогнозирование уровня радиационной электризации космических аппаратов в орбитальных условиях. Руководство для конструкторов», ЦНИИМАШ, 1993.
- Space Physics. 1981. Vol. 19. № 4. pp. 577−616.
- Cho, M., Kim, J., Hosoda, S., Nozaki, Y., Miura, Т., Iwata, Т., «Electrostatic Discharge Ground Test of a Polar Orbit Satellite Solar Panel», IEEE Transactions on Plasma Science, Vol. 34, NO. 5, pp. 2011−2030.
- Kawasaki, Т., Hosoda, S., Kim, J., Toyoda, K., Cho, M., «Charge Neutralization via Arcing on a Large Solar Array in the GEO Plasma Environment», IEEE Transactions on Plasma Science, Vol. 34, NO. 5, pp. 1979−1985.
- Brandhorst, Jr., H.W., Best, S.R., Rodiek, I.A., O’Neil, M.I., Eskenazi, M.I., Ferguson, D.C., «Advances in Radiation-Tolerant Solar Arrays for SEP Missions», The 30-th International Electric Propulsion Conference, Florence.
- Акишин А.И., Новиков JI.С., «Электризация космических аппаратов», М. Знание, серия «Космонавтика, астрономия», № 6, 1985, с. 73.
- Акишин А.И., «Электроразрядный механизм радиационных аномалий ИСЗ», ФХОМ, № 4, 2002, с. 44−50.
- Акишин А.И., Новиков JI.C., «Воздействие окружающей среды на материалы космических аппаратов», М. Знание, серия «Космонавтика, астрономия», № 4, 1983, с. 64.
- Акишин А.И., «Имитация и природа радиационных сбоев в оборудовании ИСЗ», ФХОМ, № з, ¿-ООО, с. 24−31.
- Акишин А.И., Новиков JI.C., «Физические процессы на поверхности 'искусственных спутников Земли», М.: Изд-во МГУ, 1987.
- Акишин А.И., «Электроразрядная деградация геостационарных и полярных ИСЗ», Труды X Межвузовской научной школы молодых специалистов «Концентрированные потоки энергии в космической технике электронике, экологии и медицине», М., 2009.