Устройство локализации мощных сверхкоротких электромагнитных импульсов

Устройство локализации мощных сверхкоротких электромагнитных импульсов относится к области вычислительной и электрорадиотехники и может быть использовано для защиты кабельных вводов, сигнальных входов (выходов), линий передачи данных, а также цепей электропитания электронного оборудования от воздействия мощных сверхкоротких электромагнитных импульсов. Достигаемым техническим результатом является обеспечение устойчивой работы электронного оборудования при многократном воздействии на него электромагнитных импульсов, имеющих мощную высокочастотную составляющую и крутой передний фронт (единицы-десятки наносекунд) за счет того, что в устройство локализации, содержащее разрядник, выполненный на двух разнополярно включенных зенеровских диодах, дополнительно введены две линейки стабилитронов, два генератора противоимпульса, линия задержки и сумматор, обеспечивающие защиту электронного оборудования от мощных сверхкоротких электромагнитных импульсов. Ил. 1.

Полезная модель относится к области вычислительной и электрорадиотехники и может быть использована для защиты кабельных вводов, сигнальных входов (выходов), линий передачи данных, а также цепей электропитания электронного оборудования (ЭО) от воздействия мощных сверхкоротких электромагнитных импульсов (ЭМИ).

Известен газонаполненный разрядник, патент РФ 2120153, кл. Н01J 17/02. Газонаполненный разрядник, содержащий, по меньшей мере, один электрод, расположенный на меньшем основании конического изолятора, и манжету, одна поверхность которой соединена с торцевой поверхностью конического изолятора, отличающийся тем, что манжета выполнена с дисковым или плоским кольцевым участком, другая поверхность манжеты соединена с внутренней плоской поверхностью электрода, причем электрод, конический изолятор и манжета выполнены из материалов с близкими по значению коэффициентами термического расширения.

За прототип принят газонаполненный разрядник, патент РФ 2096855, кл. H01J 17/00, Н01Т 1/00. Газонаполненный разрядник, содержащий оболочку, образованную металлическим цилиндрическим корпусом и изолятором в виде полого усеченного конуса, два электрода, один из которых расположен на внутренней поверхности одного из торцов корпуса, а другой на меньшем основании конического изолятора, большее основание которого закреплено с другого торца корпуса, причем электрод, расположенный на внутренней поверхности одного из торцов корпуса, выполнен с диаметром рабочей поверхности, по меньшей мере, в 1,5 раза большим, чем диаметр рабочей поверхности электрода, расположенного на коническом изоляторе.

Основным недостатком аналога и прототипа является высокая инерционность их срабатывания и, как следствие, низкая эффективность выполнения функции защиты кабельных вводов, сигнальных входов (выходов), линий передачи данных и цепей электропитания ЭО от воздействия ЭМИ, имеющих мощную высокочастотную составляющую и крутой передний фронт (единицы-десятки наносекунд), а также ухудшение функциональных характеристик данных разрядников при неоднократных воздействиях ЭМИ на защищаемое ЭО.

Целью полезной модели является обеспечение устойчивой работы ЭО при многократном воздействии на него мощных сверхкоротких ЭМИ.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство локализации (УЛ) мощных сверхкоротких ЭМИ, содержащее разрядник, выполненный на двух разнополярно включенных зенеровских диодах, дополнительно введены две линейки стабилитронов, два генератора противоимпульса, линия задержки и сумматор, обеспечивающие защиту ЭО от мощных сверхкоротких ЭМИ.

Функциональная схема УЛ мощных сверхкоротких ЭМИ (далее УЛ) приведена на Фиг.1 и содержит: разрядник (DD1) - 1, две линейки стабилитронов (DD2 и DD3) - 2 и 3, два генератора противоимпульса (ГПИ-1 и ГПИ-2) - 4 и 5, линию задержки (ЛЗ) - 6, сумматор - 7.

Принцип работы УЛ заключается в следующем:

Под действием поля ЭМИ во входной цепи ЭО наводится электродвижущая сила (ЭДС), которая воздействует на УЛ, при этом разрядник - 1 обеспечивает защиту от действия переднего фронта ЭМИ путем сброса его энергии на "землю" (первый этап локализации ЭМИ).

Однако возможна ситуация, при которой часть энергии ЭМИ поступит на вход ЭО. Поэтому для повышения эффективности УЛ в данных условиях в схему защиты введены две линейки из n-стабилитронов каждая - 2 и 3, два генератора противоимпульса - 4 и 5, линия задержки - 6 и сумматор - 7. При этом потенциал ЭМИ с выхода разрядника - 1, в зависимости от полярности воздействующего импульса, поступит на вход соответствующей линейки стабилитронов - 2 и 3, выступающих в роли ограничителей напряжения и вентильных устройств, запускающих генераторы противоимпульса. Причем, ЭДС с выхода линейки стабилитронов - 2 будет запущен генератор противоимпульса - 4, а ЭДС с выхода линейки стабилитронов - 3 будет запущен генератор противоимпульса - 5. Импульсы напряжения соответствующих полярностей и уровней с генераторов противоимпульса подаются на сумматор, на котором производится их сложение в противофазе с остаточным потенциалом ЭМИ, поступающим на сумматор с выхода разрядника - 1 (второй этап локализации ЭМИ).

Возвращение УЛ в исходное состояние происходит автоматически при прекращении действия ЭМИ (спаде напряжения до рабочего уровня).

Эффективность от использования такого предложения будет заключаться в повышении устойчивости функционирования ЭО при многократном воздействии на него мощных сверхкоротких ЭМИ.

Устройство локализации мощных сверхкоротких электромагнитных импульсов, содержащее разрядник, отличающееся тем, что дополнительно введены две линейки стабилитронов, два генератора противоимпульса, линия задержки и сумматор, при этом разрядник выполнен на двух разнополярно включенных зенеровских диодах и его выход подключен к входу линии задержки и входам обеих линеек стабилитронов, входы сумматора подключены через соответствующие генераторы противоимпульса к выходам каждой из линеек стабилитронов и непосредственно к выходу линии задержки.