2 цель исследований

ПРОТОКОЛ
исследований работы электростатических средств обнаружения:
«ГЮРЗА-027П», «ГЮРЗА-035П», «ГЮРЗА-050П» в условиях воздействия
электромагнитных полей радиолокационных станций
2004 год
Содержание
1 ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2 ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЙ
3 ОЦЕНИВАЕМЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ
4 ПАРАМЕТРЫ НАГРУЖЕНИЙ
5 УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
6 РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОВЕДЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Изделие «ГЮРЗА-027П»
Изделие «ГЮРЗА-050П»
Изделие «ГЮРЗА-035П»
7. ВЫВОДЫ
2
3
3
3
4
5
5
6
7
8
1
1
ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Изделия производства ООО «Фракталь-СБ» 142205 Московская обл. г.
Серпухов ул. Физкультурная д. 6.
1.1
Охранный объемный электростатический извещатель «Гюрза-027П»
общепромышленного исполнения, предназначенный для организации охраны помещений и локальных зон внутри них:
1.1.1 Принцип действия изделия основан на регистрации изменений электрического поля, возникающих в месте расположения чувствительного элемента –
электростатической антенны (далее – антенны) при перемещении носителя электрических зарядов («нарушителя») по охраняемому объему (зоне).
1.1.2 В качестве чувствительного элемента (или антенны) может быть использован любой изолированный провод или металлический элемент конструкции
защищаемого предмета или интерьера. Использование антенны в качестве чувствительного элемента позволяет формировать зону охраны, исходя из конкретных условий объекта.
1.1.3 Изделие в стандартной комплектации поставки состоит из блока обработки сигналов (БОС), кабеля связи и оконечного устройства. Чувствительный
элемент (электростатическая антенна) выполняется из любого изолированного
провода и в комплект поставки не входит.
1.1.4 Извещатель имеет контроль целостности чувствительного элемента
(электростатической антенны) и выдает тревожное извещение при нарушении целостности линии подключения антенн и самих антенн, или коротком замыкании в
линии, или коротком замыкании антенны на землю.
1.2
Охранный поверхностный пьезоэлектрический извещатель «ГЮРЗА050П» общепромышленного исполнения, предназначенный для охраны отдельных предметов массой от 0,05кг, а также оконных и дверных проемов, оконных
решеток и т.п.
1.2.1 Принцип действия изделия основан на регистрации сигналов, возникающих в чувствительных элементах (сенсорах) при механическом воздействии
на охраняемые объекты, взаимодействующие с ними.
1.2.2 Изделие в стандартной комплектации состоит из блока обработки
сигналов (БОС), чувствительного элемента (сенсоры СП-1, СПК-1, СПП-1, и СПВ1), регулятора чувствительности сенсора (в случае подключения ко входу БОС
более одного сенсора) и оконечного устройства.
1.2.3 Извещатель имеет контроль целостности чувствительного элемента
и кабеля связи.
1.3
Извещатель охранный периметровый трибоэлектрический «ГЮРЗА035П» общепромышленного исполнения.
1.3.1 Извещатель предназначен для охраны территорий от несанкционированного проникновения через периметровое ограждение методом перелезания
без применения технических средств. Изделие также обеспечивает защиту от несанкционированного проникновения через гибкие ограждения типа проволочных
сеток, колючей проволоки и т.п. методом нарушения целостности элементов
ограждения. При маскируемом исполнении под жестяной крышей (козырьком)
позволяет осуществлять охрану крыш (окон), однако для обеспечения вибрации
необходимо подкладывать резиновые прокладки под жесть.
1.3.2 Принцип действия изделия основан на регистрации зарядов, возникающих в чувствительном трибоэлектрическом кабеле, смонтированном на охраняемом ограждении, при механическом воздействии на это ограждение (вибрации, удары и т.п.). При этом чувствительный элемент должен быть жестко скреплен с ограждением.
1.3.3 Чувствительным элементом служит кабель телефонный ТППэп-
10х2х0,5 или аналогичный, обладающий трибоэлектрическими свойствами (далее
- трибокабель).
1.3.4 Изделие в стандартной комплектации состоит из блока обработки
сигналов (БОС), чувствительного элемента и оконечного устройства.
1.3.5 Извещатель имеет контроль целостности чувствительного элемента.
2 ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1 Испытания изделий электромагнитными полями имитаторов СВЧ импульсно-периодического действия (~ 10 см Fнес=3.06 ГГц) и (~ 3 см Fнес=9.4
ГГц) экспериментально-испытательной базы ЦФТИ МО РФ проводилось с целью
оценки устойчивости их работы и стойкости в условиях имитации воздействия
ЭМП штатных РЛС аэродромов: (2710-3100 МГц) и (9170-9570 МГц), работающих
в импульсном режиме излучения.
2.2 Импульсная плотность потока излучения на удалении 1 м от среза рупорных антенн имитаторов РЛС 1 и РЛС 2 составляет 30 Вт/см2 и 40 Вт/см2, соответственно.
3 ОЦЕНИВАЕМЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ
3.1. Показателем, характеризующим стойкость изделий (см. Таблицу 1 и 2),
являлось отсутствие факта срабатывания во время и после воздействия ЭМП
РЛС, при отсутствии штатных воздействий.
4 ПАРАМЕТРЫ НАГРУЖЕНИЙ
4.1 Параметры нагружения изделий ЭМП РЛС и РПС представлены в таблице 3.
Таблица 1 – Требования по стойкости ОВВТ к действию
электромагнитных полей РПС и РЛС (ГОСТ РВ 20.39.308-98)
Диапазон* чаПараметр
Наземная
Морская
Авиационная
стот, МГц
техника
техника
техника
1,5 – 30
Напряженность
50
1500
50
30 – 300
электрического
25
500
25
поля, В/м
300 – 3000
Плотность потока
10
200
50
2
3000 – 30000
энергии, Вт/м
2,5
3000
200
30000 - 300000
5
ТТЗ
ТТЗ
* Номиналы поддиапазонов (см. таблицу 1) определяют дискретные значения частот, на которых необходимо производить нагружение аппаратуры. Шаг
дискретизации в диапазоне частот f выбирают в пределах от 0,1f до 0,2f. При
этом, если известны резонансные частоты контролируемой аппаратуры, допускается проведение испытаний только на этих частотах. Аппаратуру следует подвергать воздействию в трех взаимно перпендикулярных направлениях. Время облучения аппаратуры в каждом ее положении, при каждом режиме работы и на каждой дискретной частоте должно быть не менее 1 минуты на частотах до 300 МГц и
не менее 5 минут на частотах свыше 300 МГц.
3
Таблица 2 – Требования по стойкости ОВВТ к воздействию СВЧ оружия импульсно-периодического действия (по РД В 319.03.36-2002)
СтеНесущая Длительность
Частота поСредняя плотность потопень
средняя
огибающей
вторения имка излучаемой энергии,
жесткочастота,
импульса на
пульсов в сеПср, Вт/м2
сти
F, ГГц
уровне 0.5,
рии, fслед, Гц
tимп, нс
1
0.3…3
0.1…5
500
30
2
0.3…3
70
300
10
3
3…40
70
300
700
Таблица 3 - Параметры нагружения изделий
Несущая частота - F нес/ длительность радиоимпульсов - tимп Импульсная/средняя
Имитатор
/ частота следования пачки ра- плотность потока
диоимпульсов - f след/ скважность энергии на удалении
– Q= 1/( f след* tимп)
1 м,
Вт/см2
F нес= 3.06 ГГц tимп= 1 мкс
30/0.015
РЛС 1
f след = 500 Гц Q = 2000
РЛС 2
F нес= 9.4 ГГц tимп= 0.8 мкс
60/0.02
f след = 400 Гц Q = 3125
4.2
Импульсная плотность потока энергии ЭМП в месте размещения изделий оценивалась предварительным промером диаграммы направленности излучателя моделирующих установок РЛС. В процессе испытаний параметры излучения контролировались по току магнетрона излучателя.
4.3
Пересчет импульсной плотности потока излучаемой энергии Пимп
[Вт/см2] на среднюю плотности потока за период воздействия Пср [Вт/м2] осуществляется по выражению - Пср=104*Пимп/Q.
4.4
Измерения параметров диаграммы направленности излучателя моделирующей установки производились с использованием измерительного комплекса «АПЕРТУРА-2000» экспериментально-испытательной базы ЦФТИ МО РФ.
5 УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
5.1 Исследования на действие ЭМП РЛС проводились на моделирующих
установках РЛС, входящих в состав экспериментальной базы ЦФТИ МО РФ. Схема нагружения представлена на рисунке 1. Корпуса изделий – заземлены, питание – 24 В от источника постоянного тока ТБП-52, шлейфы сигнализации и питания выполнены из экранированных проводов. Режим чувствительности – максимальный.
5.3 Схема контроля состояния объекта исследования при воздействии
представлена на рисунке 2. Контролю подвергалось изменение значение сопротивления исполнительной цепи (в нормальном состоянии  2 кОм).
4
Lуд
Блок обработки
сигнала
Оконечное
устройство
Рисунок 1. Схема нагружения изделий
БОС
Рисунок 2. Схема контроля состояния изделий
6 РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОВЕДЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
В результате исследований изделий установлены следующие минимальные значения импульсной плотности потока излучения, при которой зафиксированы факты сбоев работы и отсутствие устойчивой обнаруживающей способности:
Изделие «ГЮРЗА-027П»
- в положении изделия лежа, вектор Пойтинга лежит в плоскости крышки
корпуса, кабельные вводы перпендикулярны вектору электрической составляющей и направлены в сторону рупора.
6.1
При облучении в течение 30 секунд электромагнитными полями имитатора РЛС 1 с импульсной плотностью потока излучаемой энергии Пимп= 60
Вт/см2, при расположении среза рупора на удалении Lуд = 0.8м от крайней плос5
кости изделия зафиксированы сбои в работе (сопротивление исполнительной цепи изделия с 2 кОм уменьшилось 5 Ом). Средняя плотность потока составила 
192 Вт/м2. Повторное и трехкратное облучение также привело к устойчивым эффектам сбоев. Кроме этого фиксировались факты срабатываний при коммутации
исполнительных цепей излучателя, но только при удалении его от изделия не более 1.5 м. Во всех случаях изделие восстанавливает нормальный режим работы.
6.2
При облучении в течение 35 секунд электромагнитными полями имитатора РЛС 2 с импульсной плотности потока излучаемой энергии Пимп= 10
Вт/см2, зафиксированы сбои в работе. Средняя плотность потока составила Пср
50 Вт/м2. Повторное и трехкратное облучение также привело к устойчивым эффектам сбоев. Кроме этого фиксировались факты срабатываний при коммутации
исполнительных цепей излучателя, но только при удалении его от изделия не более 1.3 м. Во всех случаях изделие восстанавливает нормальный режим работы.
- После 24 часов после операций п.п. 6.1 и п.п. 6.2 в положении изделия
стоя, вектор Пойтинга перпендикулярен плоскости крышки корпуса, кабельные
вводы расположены на линии оси симметрии рупора и перпендикулярны вектору
электрической составляющей.
6.3
При облучении в течение 60 секунд электромагнитными полями имитатора РЛС 2 с импульсной плотностью потока излучаемой энергии Пимп= 250
Вт/см2, при расположении среза рупора на удалении Lуд = 0.25м от крайней плоскости изделия зафиксирован однократный сбой в работе. После этого изделие
восстанавливает нормальный режим работы. Средняя плотность потока составила  1250 Вт/м2. Дальнейшее увеличение амплитуды не привело к фактам ложных
срабатываний.
6.4
В случае облучения изделия после 24 часов после выполнения операций п.п. 6.1…6.2 электромагнитными полями установки РЛС 1 фактов ложных
срабатываний не было зарегистрировано вообще.
Изделие «ГЮРЗА-050П»
- в положении изделия лежа, вектор Пойтинга лежит в плоскости крышки
корпуса, кабельные вводы перпендикулярны вектору электрической составляющей и направлены в сторону рупора.
6.5
При облучении в течение 35 секунд электромагнитными полями имитатора РЛС 1 с импульсной плотностью потока излучаемой энергии Пимп= 50
Вт/см2, при расположении среза рупора на удалении Lуд = 0.9м от крайней плоскости изделия зафиксированы сбои в работе. Средняя плотность потока составила  160 Вт/м2. Повторное и трехкратное облучение также привело к устойчивым
эффектам сбоев. Кроме этого фиксировались факты срабатываний при коммутации исполнительных цепей излучателя, но только при удалении его от изделия не
более 1.4 м. Во всех случаях изделие восстанавливает нормальный режим работы.
6.6
При облучении в течение 40 секунд электромагнитными полями имитатора РЛС 2 с импульсной плотности потока излучаемой энергии Пимп= 12
Вт/см2, зафиксированы сбои в работе. Средняя плотность потока составила  60
Вт/м2. Повторное и трехкратное облучение также привело к устойчивым эффектам сбоев. Кроме этого фиксировались факты срабатываний при коммутации исполнительных цепей излучателя, но только при удалении его от изделия не более
1.3 м. Во всех случаях изделие восстанавливает нормальный режим работы.
6.7
В положении изделия стоя, вектор Пойтинга перпендикулярен плоскости крышки корпуса, кабельные вводы расположены на линии оси симметрии
рупора и перпендикулярны вектору электрической составляющей зафиксированы
факты срабатываний на примерно таких же уровнях воздействия, что и п.п. 6.5 и
6
6.6.
Изделие «ГЮРЗА-035П»
- в положении изделия лежа, вектор Пойтинга лежит в плоскости крышки
корпуса, кабельные вводы перпендикулярны вектору электрической составляющей и направлены в сторону рупора.
6.8
При облучении в течение 45 секунд электромагнитными полями имитатора РЛС 1 с импульсной плотностью потока излучаемой энергии Пимп= 50
Вт/см2, при расположении среза рупора на удалении Lуд = 0.9м от крайней плоскости изделия зафиксированы сбои в работе. Средняя плотность потока составила  160 Вт/м2. Повторное и трехкратное облучение также привело к устойчивым
эффектам сбоев. Кроме этого фиксировались факты срабатываний при коммутации исполнительных цепей излучателя, но только при удалении его от изделия не
более 1.3 м. Во всех случаях изделие восстанавливает нормальный режим работы.
6.9
При облучении в течение 50 секунд электромагнитными полями имитатора РЛС 2 с импульсной плотности потока излучаемой энергии Пимп= 15
Вт/см2, при расположении среза рупора на удалении Lуд = 1.5м от крайней плоскости изделия зафиксированы сбои в работе. Средняя плотность потока составила  75 Вт/м2. Повторное и трехкратное облучение также привело к устойчивым
эффектам сбоев. Кроме этого фиксировались факты срабатываний при коммутации исполнительных цепей излучателя, но только при удалении его от изделия не
более 1.7 м. Во всех случаях изделие восстанавливает нормальный режим работы.
- в положении изделия стоя, вектор Пойтинга перпендикулярен плоскости
крышки корпуса, кабельные вводы расположены на линии оси симметрии рупора
и перпендикулярны вектору электрической составляющей:
6.10 При облучении в течение 40 секунд электромагнитными полями имитатора РЛС 2 с импульсной плотностью потока излучаемой энергии Пимп= 170
Вт/см2, зафиксированы сбои в работе. Средняя плотность потока составила  550
Вт/м2. Повторное и трехкратное облучение также привело к устойчивым эффектам сбоев. Кроме этого фиксировались факты срабатываний при коммутации исполнительных цепей излучателя, но только при удалении его от изделия не более
0.3 м. Во всех случаях изделие восстанавливает нормальный режим работы.
6.11 При облучении в течение 50 секунд электромагнитными полями имитатора РЛС 2 с импульсной плотности потока излучаемой энергии Пимп= 20
Вт/см2, зафиксированы сбои в работе. Средняя плотность потока составила  110
Вт/м2. Повторное и трехкратное облучение также привело к устойчивым эффектам сбоев. Кроме этого фиксировались факты срабатываний при коммутации исполнительных цепей излучателя, но только при удалении его от изделия не более
1 м. Во всех случаях изделие восстанавливает нормальный режим работы.
6.12 Результаты сравнения реальных уровней стойкости изделий с требованиями по стойкости (Таблица 1 и 2) представлены в Таблице 4.
7
Таблица 4 – Сравнительный анализ результатов испытаний и требований НТД
Установка,
РД В ГОСТ РВ 20.39.308-98 Гюрза-035П
Гюрза- ГюрзаНесущая ча- 319.03 в диапазоне 3…30 ГГц,
050П
027П
2
стота
.36Пср, Вт/м
(лежа) (лежа)
2002,
Назе МорАвиа- Стоя Лежа
Вт/м2
мная ская
ционная
РЛС 1
550
160
160
192
Fнес=9.4 ГГц
30-700
2.5
3000
200
РЛС 2
110
75
60
50
Fнес=3.06 ГГц
7. ВЫВОДЫ
7.1.
Результаты испытаний электростатических изделий «ГЮРЗА» показали их высокую стойкость к действию ЭМП РЛС и РПС. Экспериментально определенная оценка их стойкости в диапазоне 3…30 ГГц, где работают штатные РЛС
аэродромов, превышает как минимум в 20 раз требования по стойкости, заданные
военными НТД для наземной техники (ГОСТ РВ 20.39.308-1998).
7.2.
Различие в уровнях воздействия в зависимости от повышения значения несущей частоты обусловлено влиянием скин-эффекта и проникновением
СВЧ энергии в более низкие слои изделия, где расположены полупроводниковые
пленочные элементы изделия блока обработки сигнала.
7.3.
Вследствие того, что БОС изделий располагаются в помещениях, где
за счет проведения защитных мероприятий (экранировка и т.п.) значительно
снижены уровни внешних ЭМП РЛС и РПС, можно гарантировать устойчивую работу данных изделий на объектах со сложной электромагнитной обстановкой, где
характерны ЭМП СВЧ диапазона.
7.4.
Для повышения стойкости изделий, а именно для снижения уровня
воздействия на внутренние цепи требуется максимально уменьшить электрические неоднородности металлического корпуса в виде щелей и отверстий и доработать их в следующих направлениях: а) металлизация уплотнительной резинки
крышки корпуса; б) замена пластмассовых корпусов разъемов на металлические.
Заместитель начальника 6 отдела НИЦ
Начальник 34 отдела
_____________________
_____________________
Начальник лабораторий 34 отдела
_____________________
Старший научный сотрудник 34 отдела
Старший научный сотрудник 34 отдела
_____________________
_____________________
8