Выявление новых подходов к совершенствованию полосковых устройств защиты радиоэлектронной аппаратуры на основе модальной фильтрации

Проект направлен на решение актуальной задачи электромагнитной совместимости (ЭМС) – защиты радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) от преднамеренных и непреднамеренных электромагнитных помех, в частности сверхкоротких импульсов (СКИ). В последнее время повысился интерес к возможности применения в РЭА полосковых и микрополосковых линий (МПЛ) передачи в качестве защитных устройств. К их достоинствам относят простоту конструкции, надежность, малую стоимость, возможность автоматизированного производства, практически неограниченный срок службы, функционирование в широком диапазоне напряжений. К новым устройствам защиты на основе связанных линий относятся модальные фильтры (МФ), которые облают всеми выше изложенными достоинствами. Сегодня двухсторонние печатные платы (ПП) применяются для широкого круга современных изделий, как специального назначения, так и в бытовой технике. Столь широкое распространение объясняется меньшими трудозатратами при проектировании и разводке ПП и более простой, по сравнению с многослойными ПП, технологией изготовления. Во всех ПП есть полигоны схемной земли, которые можно использовать дополнительно. Предлагается исследовать конструкции МФ с использованием полигонов земли. Использование этого ресурса в МФ позволит их реализовывать не только как отдельные защитные устройства, но интегрировать в двусторонние ПП. Также такое исследование расширит получение дополнительных преимуществ от полигонов земли, не занимая дополнительную площадь устройствами защиты. Немаловажно исследование, в новых конструкциях МФ с полигонами, дополнительных импульсов, которые позволят улучшить защиту от СКИ. Научная новизна проекта заключается в детальном исследовании: прохождения СКИ по защитным структурам с полигонами земли и несколькими каскадами различных МФ; появления дополнительных импульсов в таких конфигурациях МФ; возможности интеграции исследуемых конфигураций МФ в ПП; расширения использования полигонов земли в ПП. Важным является тщательный выбор параметров для получения оптимальной помехозащищенности, поэтому будет использоваться параметрическая оптимизация эвристическим поиском и генетическим алгоритмом (ГА) по различным критериям (амплитудным, временным, стоимостному и массогабаритному). Для решения задач проекта предполагается использовать квазистатическое и электродинамическое моделирование численными методами. Полученные результаты позволят расширить арсенал устройств защиты от СКИ новыми устройствами с использованием полигонов при оптимальных параметрах. Исследование МФ с использованием полигонов земли позволит расширить возможности использования этого мало исследованного ресурса в ПП. Детальное исследование дополнительных импульсов позволит усовершенствовать МФ и усилить защиту от СКИ. Также в некоторых МФ (двухсторонне-симметричный МФ и зеркально-симметричный МФ с добавлением пассивных проводников) возможно использовать нижний слой МФ как резервный, из-за зеркального расположения всех проводников. Новые исследования позволят подготовить актуальную и сильную диссертационную работу.