В.Ф. Дмитриков1, А.А. Вялов2, А.К. Неволин3, А.Ю. Петроченко4, Д.В. Шушпанов5

1,3,5 Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций
им. проф. М.А. Бонч-Бруевича (Санкт-Петербург, Россия)

2 АО «НПП «Исток» им. А.И. Шокина» (г. Фрязино, Моск. обл., Россия)

4 АО «Концерн «НПО «Аврора» (Санкт-Петербург, Россия)

1 Dmitrikov_VF@mail.ru, 5 dimasf@inbox.ru

Постановка проблемы. На современном этапе развития энергетически высокоэффективных технологий – импульсных устройств и систем усиления информационных сигналов и преобразования электрической энергии всё острее проявляется проблема электромагнитной совместимости (ЭМС) информационно-вычислительной техники и радиоэлектронных средств (РЭС). Одна из важнейших проблем ЭМС обусловлена наличием кондуктивных электромагнитных помех (ЭМП), распространяющихся по проводам. Устранение этой проблемы осуществляется применением фильтров радиопомех (ФРП), локализующих ЭМП в месте её возникновения. Дальнейшее развитие функциональной РЭС (чувствительность, расширения частотного диапазона в десятки тысяч раз) требуют развития теории проектирования, новых принципов построения для обеспечения новых требований к ФРП.

Цель. Разработать ФРП с перекрытием частотного диапазона 9 кГц – 100 МГц (11000 раз) ослаблением ЭМП 50–60 дБ на отечественной электронной компонентной базе с помощью новых принципов проектирования ФРП: синтеза структурно-параметрических электрических схем замещения дросселей и конденсаторов ФРП; исследования устойчивости системы «ФРП – преобразователь», обусловленной отрицательной вещественной составляющей комплексного входного сопротивления импульсного преобразователя напряжения с отрицательной обратной связью.

Результаты. Разработана методика проектирования широкополосного ФРП с перекрытием защищаемого частотного диапазона от ЭМП в 11000 раз (9 кГц – 100 МГц). Проведены исследования и сравнительный анализ частотных характеристик ослабления симметричных и несимметричных ЭМП фильтрами радиопомех: однозвенными и двухзвенными Т-, П- и Г-образного прямого и обращенного типа с учетом и без учета токов утечки, а также с учетом внутренних и внешних параметров фильтра.

Практическая значимость. Разработанный ФРП с частотным диапазоном 9 кГц – 100 МГц используется в новых радионавигационных системах. Предложенная методика проектирования ФРП и методики создания поведенческих моделей конденсаторов и дросселей будут расширены на другие группы конденсаторов и дросселей.

Дмитриков В.Ф., Вялов А.А., Неволин А.К., Петроченко А.Ю., Шушпанов Д.В. Особенности проектирования высокочастотного фильтра радиопомех в диапазоне частот 9 кГц – 100 МГц // Электромагнитные волны и электронные системы. 2024. Т. 29. № 4. С. 36−53. DOI: https://doi.org/10.18127/j15604128-202404-04

1. Суровцев Р.С., Карри С., Скорняков И.А. Комплексное исследование влияния дополнительных опорных проводников на характеристики полосковых устройств с модальным разложением на основе витка меандровой линии // Электромагнитные волны и электронные системы. 2024. Т. 29. № 2. С. 30−43. DOI 10.18127/j15604128-202402-04.
2. Лернер И. М., Файзуллин Р. Р., Хайруллин А. Н., Шушпанов Д.В., Ильин В.И., Рябов И.В. Повышение удельной пропускной способности как фундаментальная проблема теории связи. Стратегия развития в постшенноновскую эпоху. Часть 1. Ретроспективный обзор методов приема и обработки сигналов в частотно-селективных каналах связи при скоростях передачи информации выше скорости Найквиста // Успехи современной радиоэлектроники. 2023. Т. 77. № 1. С. 37–50. DOI 10.18127/j20700784-202301-02.
3. Lerner I.M., Khairullin A.M. Resolution time theory in the topic of broadband communications. Algorithm for data dependent jitter and capacity estimations with polynomial time execution // T-Comm. 2023. V. 17. № 5. P. 48–57. DOI 10.36724/2072-8735-2023-17-5-48-57.
4. Хайруллин А.Н., Лернер И.М., Аюпов Т.А. Алгоритм оценки пропускной способности на базе теории разрешающего времени с линейной вычислительной сложностью для частотно-селективных каналов связи и АИМ-n-сигналов // Радиотехника. 2024. Т. 88. № 1. С. 31−43. DOI 10.18127/j00338486-202401-04.
5. Векслер Г., Недочетов В., Пилинский В. Подавление электромагнитных помех в цепях электропитания. Киев: Техника. 1990. 165 с.
6. Ланцов В., Эраносян С. Электромагнитная совместимость импульсных источников питания. Часть 2 // Силовая электроника. 2007. № 11. С. 82–88.
7. Сергеев В.В., Замулин О.Л., Шушпанов Д.В., Павлов А.В. Расчет сетевого фильтра радиопомех для источника бесперебойного питания // Практическая силовая электроника. 2011. № 2(42). С. 23–36.
8. Дмитриков В.Ф., Шушпанов Д.В. Устойчивость и электромагнитная совместимость устройств и систем электропитания. М.: Горячая линия-Телеком. 2019. 540 с.
9. Дмитриков В.Ф., Шушпанов Д.В., Петроченко А.Ю., Караев Ф.Ш. Исследование влияния паразитных параметров дросселей и конденсаторов, заземления, эквивалента сети и источника питания на ослабление ФРП // Материалы XIX Междунар. науч.-технич. конф. «V научный форум телекоммуникации: теория и технологии ТТТ-2021». Самара: Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики. 2021. С. 274–275.
10. Дмитриков В.Ф., Петроченко А.Ю., Исаев В.М., Шушпанов Д.В. Особенности проектирования сетевых фильтров радиопомех в широком диапазоне частот с учетом эквивалентных схем замещения конденсаторов и дросселей // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2020. Т. 23. № 4. С. 85–96. DOI 10.18469/1810-3189.2020.23.4.85-96.
11. Дмитриков В.Ф., Фрид Л.Е., Кушнерев Д.Н., Чмутин Д.С. Синтез эквивалентных частотных схем замещения дросселя // Практическая силовая электроника. 2017. № 2(66). С. 5–11.
12. Дмитриков В.Ф., Исаев В.М., Куневич А.В. Разработка поведенческих моделей конденсаторов и дросселей с учетом частотных свойств диэлектрической и магнитной проницаемости диэлектриков и магнетиков // Наноиндустрия. 2020. Т. 13. № S4(99). С. 372–373. DOI 10.22184/1993-8578.2020.13.4s.372.373.
13. Дмитриков В.Ф., Шушпанов Д.В. Эквивалентная схема замещения дросселя, намотанного на феррите, в широком диапазоне частот (0 Гц – 500 МГц) // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2021. Т. 24. № 4. С. 25–45. DOI 10.18469/1810-3189.2021.24.4.25-45.
14. Дмитриков В.Ф., Шушпанов Д.В., Фоченков Э.А. Эквивалентная схема замещения дросселя на нанокристаллическом сердечнике с большой магнитной проницаемостью // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2022. Т. 25. № 4. С. 100–121. DOI 10.18469/1810-3189.2022.25.4.100-121.
15. Дмитриков В.Ф., Шушпанов Д.В. Эквивалентная схема замещения диэлектрика в широком диапазоне частот (0 Гц – 500 МГц) // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2022. Т. 25. № 3. С. 43–57. DOI 10.18469/1810-3189. 2022.25.3.43-57
16. Белецкий А.Ф. Теория линейных электрических цепей: Учебник. Изд. 2-е. СПб.: Лань. 2009. 544 с.
17. ГОСТ Р 52745-2021. Комплексная система контроля качества. Оценка соответствия материалов, полуфабрикатов и иной продукции, используемых при изготовлении изделий авиационной и иной техники гражданского, оборонного и двойного применения, на предприятиях-поставщиках. Общие требования. М.: Российский институт стандартизации. 2021. 18 с.