ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. ISSN 1684-1719. 2020. № 9
Оглавление выпускаТекст статьи (pdf)
DOI https://doi.org/10.30898/1684-1719.2020.9.7
УДК 621.391.82: 004.3: 681.139.3
Моделирование электромагнитных помех в линиях связи СКУД на основе частотного анализа электростатического разряда
М. С. Шкиндеров, Р. М. Назаров
Казанский национальный исследовательский технический университет им. А. Н. Туполева – КАИ, 420111, г. Казань, ул. К. Маркса, д.10
Статья поступила в редакцию 9 сентября 2020 г.
Аннотация. Система контроля и управления доступом – это совокупность технических средств, направленных на контроль входа и выхода в помещение с целью обеспечения безопасности и регулирования посещения определённого объекта. Сбои в работе элементов системы контроля из-за электромагнитных помех может привести к снижению безопасности охраняемого объекта. Одним из наиболее распространённых источников помех в области эксплуатации системы контроля является электростатический разряд. При электростатическом разряде возникают быстрые переходные процессы со спектром частот до 1 ГГц. В данной статье проведен временной и частотный анализ импульса тока электростатического разряда с различных источников. Приведены примеры моделирования электромагнитных помех в линии связи при воздействии электростатического разряда. Исследована эффективность переноса электромагнитных помех от электростатического разряда на линии связи различной длины.
Ключевые слова: система контроля и управления доступом, электростатический разряд, электромагнитная помеха, частотный анализ, моделирование.
Abstract. An access monitoring and control system is a set of technical means aimed at controlling the entrance and exit to the premises in order to ensure safety and regulate visits to a particular facility. Malfunctions of the control system elements due to electromagnetic interference can lead to a decrease in the safety of the protected object. One of the most common sources of interference in control system operation is electrostatic discharge. Electrostatic discharge causes rapid transients with a frequency spectrum up to 1 GHz. This article provides time and frequency analysis of an electrostatic discharge current pulse from various sources. Examples of modeling electromagnetic interference in a communication line under the influence of an electrostatic discharge are given. The efficiency of transmission of electromagnetic interference from electrostatic discharge on communication lines of various lengths has been investigated.
Key words: access monitoring and control system, electrostatic discharge, electromagnetic interference, frequency analysis, modeling.
1. Ворона В.А., Тихонов В.А. Системы контроля и управления доступом. М.: Горячая линия-Телеком, 2010. – 272 с.
2. Access Control Technologies Handbook, Washington, U.S. Department of Homeland Security. – 2015. – 56 p.
3. ГОСТ Р 51241-2008. Средства и системы контроля и управления доступом. Классификация. Общие технические требования. Методы испытаний. М.: Стандартинформ, 2009. – 63 c.
4. Кирпичников А.П., Ляшева С.А., Шлеймович М.П. Обнаружение и сопровождение объектов в бортовых системах обработки изображений // Вестник казанского технологического университет. – 2014. – №13. – С. 331-334.
5. Гут Р.В., Кирпичников А.П., Ляшева С.А., Шлеймович М.П. Методы ранговой фильтрации в системах видеонаблюдения // Вестник технологического университета. – 2017. – №17. – С. 71-73.
6. Шлеймович М.П., Ляшева С.А., Кирпичников А.П. Вычисление признаков изображений на основе вейвлет-преобразования // Вестник Казанского технологического университета. – 2015. –№18. – С. 223-228.
7. Обухов А.В., Ляшева С.А., Шлеймович М.П. Методы автоматического распознавания автомобильных номеров // Вестник чувашского университета. – 2016. –№3. – С. 201-208.
8. Williams T. EMC for Product Designers. Boston: Newnes, 2016. 574 p.
9. Gizatullin R.M., Suetina T.A. Noise Immunity of Computer Equipment with Dynamic Changes in Power Supply Voltage // 2019 International Multi-Conference on Industrial Engineering and Modern Technologies (FarEastCon), Vladivostok, Russia, 2019, pp. 1-4.
https://doi.org/10.1109/FarEastCon.2019.8934266
10. Гизатуллин З.М. Электромагнитная совместимость электронных средств объектов электроэнергетики при внешних электромагнитных воздействиях по сети питания // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. – 2007. – №9-10. – С. 37-45.
11. Гизатуллин З.М., Гизатуллин Р.М., Зиатдинов И.Н. Анализ функционирования вычислительной техники при воздействии электромагнитных помех по сети электропитания // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. – 2015. – №7-8. – С. 98-105.
12. Гизатуллин З.М., Набиев И.И., Шкиндеров М.С. Помехоустойчивость локальных вычислительных сетей при внешних электромагнитных воздействиях // Телекоммуникации. – 2017. – №2. – С. 41-47.
13. Гизатуллин З.М., Нуриев М.Г., Гизатуллин Р.М. Физическое моделирование помехоустойчивости электронных средств при электромагнитном воздействии индустриальных макроисточников // Радиотехника и электроника. – 2018. – №1. – С. 97-102.
14. Гизатуллин З.М., Гизатуллин Р.М., Шкиндеров М.С., Нуриев М.Г., Салимов Р.И. Моделирование электромагнитных помех в неэкранированной витой паре при внешних электромагнитных воздействиях // Журнал радиоэлектроники. – 2016. – №12. – http://jre.cplire.ru/jre/dec16/1/text.pdf
15. Гизатуллин З.М., Фазулянов Ф.М., Шувалов Л.Н., Гизатуллин Р.М. Целостность информации в USB флэш-накопителе при воздействии импульсного магнитного поля // Журнал радиоэлектроники. 2015. – №8. – http://jre.cplire.ru/jre/aug15/8/text.pdf
16. Гизатуллин З.М., Нуриев М.Г., Шкиндеров М.С., Назметдинов Ф.Р. Простая методика исследования электромагнитного излучения от электронных средств // Журнал радиоэлектроники. – 2016. – №9. – http://jre.cplire.ru/jre/sep16/8/text.pdf
17. Шкиндеров М.С., Гизатуллин З.М. Информационная безопасность вычислительной техники при воздействии преднамеренных электромагнитных помех // Информация и безопасность. – 2017. – №3. – С. 452-455.
18. Гизатуллин З.М. Исследование эффективности экранирования корпуса персонального компьютера при преднамеренных электромагнитных воздействиях // Вестник Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева. – 2008. – №1. – С. 28-31.
19. Сафина Р.М., Шкиндеров М.С. Повышение помехоустойчивости системы контроля и управления доступом при воздействии электростатического разряда. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2020. №8. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2020.8.10
20. Boxleither W. Electrostatic discharge and electronic equipment: a practical guide for designing to prevent ESD problems. New York: IEEE press, 1988. 118 p.
21. Кириллов В.Ю., Марченко М.В., Томилин М.М. Стендовые испытания элементов и устройств космических аппаратов на воздействие электростатических разрядов // Вестник Московского авиационного института. 2017. – № 4. – С. 170-175.
22. Гизатуллин З.М., Гизатуллин Р.М. Экспериментальные исследования помехоустойчивости персонального компьютера при импульсном разряде статического электричества // Вестник Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева . – 2011. – №3. – С. 78-83.
23. Кузнецов В.В., Кечиев Л.Н. Исследование стойкости печатных узлов к воздействию электростатического разряда // Технологии электромагнитной совместимости. – 2013. – №1. – С. 29-38.
24. Гизатуллин З.М. Электромагнитная совместимость электронно-вычислительных средств при воздействии электростатического разряда // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. – 2009. – №1-2. – С. 104-112.
25. Кузнецов В.В., Кечиев Л.Н., Абрамешин А.Е. Экспериментальное исследование формы тока ЭСР при разряде с печатной платой // Технологии электромагнитной совместимости. – 2014. – №1. – С. 46-52.
26. Кириллов В.Ю., Томилин М.М. Расчет напряженности электрического и магнитного полей от электростатических разрядов // Технологии электромагнитной совместимости. – 2017. – №2. – С. 15-24.
27. Кечиев Л.Н., Пожидаев Е.Д. Защита электронных средств от воздействия статического электричества. М.: Издательский дом «Технологии», 2005. – 352 с.
28. Шкиндеров М.С., Гизатуллин З.М. Исследование функционирования системы контроля и управления доступом в условиях воздействия электростатических разрядов // Радиотехника и электроника. – 2018. – №11. – C. 1181-1187.
29. Gizatullin Z.M., Shkinderov M.S. Research of Noise Immunity of Computing Equipment under Exposure of Electrostatic Discharge // Proceedings of 2019 International Russian Automation Conference (RusAutoCon), Sochi, Russia, 2019, pp. 1-5. DOI: 10.1109/RUSAUTOCON.2019.8867761
30. Gizatullin R.M., Gizatullin Z.M., Shkinderov M.S., Khuziyakhmetova E.A. The Analysis of the Noise Immunity of an Electronic Device under the Action of Electrostatic Discharge // 2018 14th International Scientific-Technical Conference on Actual Problems of Electronic Instrument Engineering (APEIE) – 44894, Novosibirsk, Russia, Vol. 1, Part 3, pp. 332-335. DOI: 10.1109/APEIE.2018.8545943
31. Шкиндеров М.С., Нуриев М.Г., Гизатуллин З.М. Сквозное прогнозирование помехоустойчивости систем контроля и управления при внешних электромагнитных воздействиях // Вестник Казанского государственного энергетического университета. – 2016. – №2. – С. 26-37.
32. ГОСТ Р 20009-2000. Совместимость технических средств электромагнитная. Технические средства охранной сигнализации. Требования и методы испытаний. М.: Издательство стандартов, 2001. – 12 с.
33. ГОСТ 30804.4.2-2013. Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к электростатическим разрядам. Требования и методы испытаний. М.: Стандартинформ, 2013. – 46 с.
34. Хабигер Э. Электромагнитная совместимость. Основы её обеспечения в технике. – М.: Энергоатомиздат, 1995. – 295 с.
35. Huang J., Deng Q., Liu P. The study of transient fields generated by typical ESD models // Proceedings of the 4th International Conferences Application Electrostatics. – Dalian, 2001. – P. 585–588.
36. Балюк Н.В., Кечиев Л.Н., Степанов П.В. Мощный электромагнитный импульс: воздействие на электронные средства и методы защиты. – М.: ООО «Группа ИДТ», 2007 – 478 с.
37. Жечев Е.С., Черникова Е.Б., Белоусов А.О., Газизов Т.Р. Экспериментальные исследования зеркально-симметричного модального фильтра во временной и частотной областях // Системы управления, связи и безопасности. – 2019. – № 2. – С. 162-179.
38. Chernikova E.B., Belousov A.O., Gazizov T.R., Zabolotsky A.M. Using reflection symmetry to improve the protection of radio-electronic equipment from ultrashort pulses // Symmetry. – 2019. – No. 7. – pp. 883.
Для цитирования:
Шкиндеров М.С., Назаров Р.М. Моделирование электромагнитных помех в линиях связи СКУД на основе частотного анализа электростатического разряда. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2020. №9. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2020.9.7