О РЕЗУЛЬТАТАХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ НАРУШЕНИЯ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ КОМПОНЕНТОВ БЕСПИЛОТНЫХ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ ОТ ПРЕДНАМЕРЕННЫХ ДЕСТРУКТИВНЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ

Александр Н. Шемонаев, Константин А. Епифанцев, Леонид Н. Кессаринский, Михаил Ю. Пончаков

Аннотация


Целью настоящей работы является анализ и оценка чувствительности (возможности возникновения сбоя, отказа) электронных блоков беспилотных транспортных средств, в т.ч. функционирующих в условиях «умного города», к воздействию деструктивного электромагнитного воздействия. В ходе выполнения исследования разработаны источники радиочастотных помех для экспериментального наблюдения обратимых и необратимых сбоев функционирования отдельных электронных компонентов и целых блоков беспилотного транспортного средства. Экспериментально зафиксированы необратимые сбои (отказы), которые происходили ввиду повреждения полупроводниковых приборов в составе исследуемого блока управления двигателем автомобиля. Исследованы причины, механизмы повреждений, способы защиты и испытаний на стойкость к электромагнитному воздействию электронных компонентов. По результатам исследования сделан вывод, во-первых, о высокой (с тенденцией к постепенному повышению) чувствительности современных автомобильных электронных блоков к воздействующим деструктивным электромагнитным воздействиям, а во-вторых, что стойкость блока аппаратуры определяется тремя факторами: 1) характеристиками воздействия (частотным составом, энергией, длительностью импульса и др.), 2) местом расположения блока, а также экранирующими и антенными свойствами конструктивных элементов транспортного средства (в привязке к характеристикам воздействия), 3) стойкости комплектующих электронных компонентов, определяющих сбои и отказы блока. Сведения, изложенные в данной статье, могут быть использованы в деятельности технических комитетов по стандартизации.


Ключевые слова


отказ, преднамеренные деструктивные электромагнитные воздействия, радиочастотные помехи, беспилотное транспортное средство, тиристорный эффект, электронный компонент.

Полный текст:

PDF

Литература


1. Urbancokova, H. (2015). Stopping of transport vehicles using the power electromagnetic pulses. In PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY. V. 1, Issue 8, p. 103–106. Wydawnictwo SIGMA-NOT, sp. z.o.o.
DOI: https://doi.org/10.15199/48.2015.08.25.

2. Yao C., Dong S., Zhao Y., Mi Y. and Li C. A Novel Configuration of Modular Bipolar Pulse Generator Topology Based on Marx Generator With Double Power Charging. IEEE Transactions on Plasma Science. V. 44, no. 10, p. 1872–1878, Oct. 2016.
DOI: 10.1109/TPS.2016.2542103.

3. Lynn C., Neuber A., Matthews E., Walter J. and Kristiansen M. A low impedance 500kV 2.7kJ Marx generator as testbed for vacuum diodes. IEEE International Power Modulator and High Voltage Conference, Atlanta, GA, USA. 2010, p. 417–420.
DOI: 10.1109/IPMHVC.2010.5958383.

4. Kekez M.M. Details of HPM Generation in Atmospheric Air Using the Laser and Klystron Terminology. IEEE Transactions on Plasma Science. V. 40, no. 6, p. 1656–1660, June 2012.
DOI: 10.1109/TPS.2012.2191163.

5. Харлов, А.В. Многокулонные газовые разрядники и их применение в импульсной технике (обзор). Приборы и техника эксперимента. 2021, № 1, с. 5–29.
DOI: https://doi.org/10.31857/s0032816220060099. – EDN: PHHRDK.

6. Efremov A. and Alexeenko V. Formation of Bipolar High-Voltage Pulses of Nanosecond Duration in the Electric Circuits with a Single Spark Gap. 7th International Congress on Energy Fluxes and Radiation Effects (EFRE), Tomsk, Russia. 2020, p. 267–271.
DOI: 10.1109/EFRE47760.2020.9242086.

7. Xiao R., Cheng R., Chen K., Wang J. and Shi Y. A Cross-Band High-Power Microwave Generator With Wide Frequency Tunability Based on a Relativistic Magnetron and a Radial Transit-Time Oscillator. IEEE Transactions on Electron Devices. V. 71, no. 1, p. 840–845, Jan. 2024. DOI: 10.1109/TED.2023.3336636.

8. Fang X., Qin F., Zhang Y., Lei L., Xu S. and Wang D. A Rectangular Vane-Type Relativistic Magnetron With Diffraction Output. IEEE Transactions on Plasma Science. V. 49, no. 6, p. 1812–1817, June 2021.
DOI: 10.1109/TPS.2021.3081628.

9. Hamid, F., Yahya, A., Tan, T. S., & You, K. Y. (2020). Conceptual Design of Electromagnetic Pulse for Denied Vehicular Access Application. In Journal of Physics: Conference Series. V. 1529, Issue 4, p. 042107. IOP Publishing. DOI: https://doi.org/10.1088/1742-6596/1529/4/042107.

10. Efanov V., Komashko A., Yarin P., Kriklenko A. and Savastianov N. High Voltage and High PRF Picosecond FID Pulse Generators. IEEE International Power Modulators and High-Voltage Conference, Las Vegas, NV, USA. 2008, p. 382–382.
DOI: 10.1109/IPMC.2008.4743666.

11. Efanov V. and Efanov M. Gigawatt All Solid State FID Pulsers with Nanosecond Pulse Duration. IEEE International Power Modulators and High-Voltage Conference, Las Vegas, NV, USA. 2008, p. 381–381.
DOI: 10.1109/IPMC.2008.4743665.

12. Grekhov, I.V. Power semiconductor electronics and pulse technology. Her. Russ. Acad. Sci. 78, 22–30 (2008).
DOI: https://doi.org/10.1134/S1019331608010036.

13. Bushlyakov A.I. et al. Solid-State SOS-Based Generator Providing a Peak Power of 4 GW. IEEE Transactions on Plasma Science. V. 34, no. 5, p. 1873–1878, Oct. 2006.
DOI: 10.1109/TPS.2006.881300.

14. Усыченко В.Г., Сорокин Л.Н. Стойкость сверхвысокочастотных радиоприемных устройств к электромагнитным воздействиям. М.: Радиотехника, 2017. – 288 с.

15. Shemonaev A., Anikin A., Epifantsev K. and Skorobogatov P. Latch-up in Integrated Circuits Under Single and Periodic Electrical Overstress. Moscow Workshop on Electronic and Networking Technologies (MWENT), Moscow, Russian Federation. 2022, p. 1–7. DOI: 10.1109/MWENT55238.2022.9802266.




DOI: http://dx.doi.org/10.26583/bit.2025.1.12

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.