500 руб
Журнал «Электромагнитные волны и электронные системы» №3 за 2026 г.
Статья в номере:
Экспериментальное подтверждение перспективности применения структур со ступенчатым импедансом для подавления сверхширокополосных помех
Тип статьи: научная статья
DOI: https://doi.org/10.18127/j15604128-202603-06
УДК: 621.396.41
Ключевые слова: Электромагнитная совместимость радиоэлектронные средства полосковые устройства преднамеренное электромагнитное воздействие сверхширокополосная помеха
Авторы:

П.В. Микола1, И.А. Иванцов2, Р.С. Суровцев3, Е.С. Жечев4

1–4Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники (г. Томск, Россия)

1mikolapavell@gmail.com, 2ilia.a.ivantsov@tusur.ru, 3roman.s.surovtsev@tusur.ru, 4zhechev75@gmail.com

Аннотация:

Постановка проблемы. Защита радиоэлектронных средств (РЭС) от преднамеренных электромагнитных воздействий (ПдЭМВ) сегодня является одной из актуальных задач электромагнитной совместимости. Технологический прогресс не только увеличил количество потенциальных целей, но и сделал их восприимчивыми к влиянию ПдЭМВ из-за стремления к миниатюризации и функциональности РЭС. Согласно нормативным документам Международной электротехнической комиссии, излучение источников ПдЭМВ, как правило, является сверхширокополосным (СШП), однако в настоящее время возросла вероятность применения источников широкополосного и узкополосного излучения. Разнообразие источников и развитие технологий генерации ПдЭМВ лишь подчеркивает необходимость поиска способов обеспечения эффективной защиты. Потенциалом обладают устройства защиты на основе связанных линий с модальным разложением. Разложение возможно благодаря различию фазовых скоростей распространения составляющих, а ослабление – за счет уменьшения их амплитуды.

Цель. Оценить эффективность подавления СШП-помех с использованием прототипа витка меандровой линии из двух отрезков со ступенчатым импедансом.

Результаты. Изготовлен прототип витка меандровой линии из двух отрезков со ступенчатым импедансом и выполнено его комплексное исследование во временной и частотной областях. Приведены оценки эффективности прототипа (на основе
N-норм) по сравнению с другими известными решениями. Выявлено, что отражения от неоднородностей могут рассматриваться, как ресурс для дополнительного подавления СШП-помех. За счет моделирования подход апробирован на примере витка меандровой линии из двух отрезков с разными параметрами. Доказано, что предложенный подход применим для ослабления СШП-помех.

Практическая значимость. Результаты исследования показывают возможность проектирования устройств на основе витка меандровой линии со ступенчатым импедансом для подавления СШП-помех в различных системах РЭС.

Страницы: 49-60
Для цитирования

Микола П.В., Иванцов И.А., Суровцев Р.С., Жечев Е.С. Экспериментальное подтверждение перспективности применения структур со ступенчатым импедансом для подавления сверхширокополосных помех // Электромагнитные волны и электронные системы. 2026. Т. 31. № 3. С. 49−60. DOI: https://doi.org/10.18127/j15604128-202603-06

Список источников
  1. Sabath F. What can be learned from documented Intentional Electromagnetic Interference (IEMI) attacks? // XXXth URSI General Assembly and Scientific Symposium. Istanbul, Turkey. 2011. P. 1–4. DOI 10.1109/URSIGASS.2011.6050718.
  2. Kim S.-G., Lee E., Yook J.-G., Hong I.-P. Review of Intentional Electromagnetic Interference on UAV Sensor Modules and Experimental Study // Sensors. 2022. V. 22. № 6. P. 2384. DOI 10.3390/s22062384.
  3. Усыченко В.Г., Сорокин Л.Н., Сасункевич А.А. Зависимость обратимых и необратимых отказов полупроводниковых приборов от частоты следования мощных импульсных электромагнитных помех // Радиотехника и электроника. 2023. Т. 68. № 12. С. 1221–1229. DOI 10.31857/S0033849423120197.
  4. Беккиев А.Ю., Борисов В.И. Оценка помехозащищенности каналов радиосвязи в условиях действия помех от средств радиоэлектронной борьбы // Радиотехника и электроника. 2019. Т. 64. № 9. С. 891–901. DOI 10.1134/S0033849419080035.
  5. Radasky W.A., Wik M.W. IEC standardisation of immunity to high power transient phenomena // Proceedings. Asia-Pacific Conference on Environmental Electromagnetics. Shanghai, China. 2000. P. 344–346. DOI 10.1109/CEEM.2000.853962.
  6. Wik M.W., Radasky W.A. Intentional electromagnetic interference (IEMI) – Background and status of the standardization work in the international electrotechnical commission (IEC) // 7th General Assembly of International Union of Radio Science (URSI). Maastricht, Netherlands. 2002. P. 1–4.
  7. Lehr J., Ron P. Foundations of Pulsed Power Technology. Hoboken, USA, Wiley. 2017. 648 p.
  8. Devaraj L., Ruddle A.R., Duffy A.P. Electromagnetic Risk Analysis for EMI Impact on Functional Safety with Probabilistic Graphical Models and Fuzzy Logic // IEEE Letters on Electromagnetic Compatibility Practice and Applications. 2020. V. 2. № 4. P. 96–100. DOI 10.1109/lemcpa.2020.3017483.
  9. Karri S.H., Zhechev Y.S., Surovtsev R.S., Malygin K.P., Kokolov A.A. Application of meander lines for improving microcontroller reliability under influence of repeating UWB interference pulses // Russian Physics Journal. 2025. V. 68. № 7. P. 1037–1044. DOI 10.1007/s11182-025-03526-9.
  10. Lavau L.C., Suhrke M., Knott P. Susceptibility of Sensors to IEMI Attacks // Joint IEEE International Symposium on Electromagnetic Compatibility Signal and Power Integrity, and EMC Europe. 2021. P. 533–537. DOI 10.1109/EMC/SI/PI/EMCEurope52599. 2021.9559197.
  11. Radasky W.A. Fear of frying electromagnetic weapons threaten our data networks. Here's how to stop them // IEEE Spectrum. 2014. V. 51. № 9. P. 46–51. DOI 10.1109/MSPEC.2014.6882988.
  12. Wang X.-C., Sun Y.-Y., Zhu J.-H., Lou Y -H., Lu W.-Z. Folded Feedthrough Multilayer Ceramic Capacitor EMI Filter // IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility. 2017. V. 59. № 3. P. 996–999. DOI 10.1109/TEMC.2016.2621186.
  13. Baek J.-E., Cho Y.-M., Ko K.-C. Analysis of Design Parameters Reducing the Damage Rate of Low-Noise Amplifiers Affected by High-Power Electromagnetic Pulses // IEEE Transactions on Plasma Science. 2018. V. 46. № 3. P. 524–529. DOI 10.1109/TPS. 2018.2794973.
  14. Dai X., Feng W., Che W. Investigation and Improvements of UWB Microstrip Delay Lines // IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology. 2021. V. 11. № 8. P. 1292–1300. DOI 10.1109/tcpmt.2021.3100140.
  15. Huang L., Zhang S. Ultra-Wideband Ridged Half-Mode Folded Substrate-Integrated Waveguide Filters // IEEE Microwave and Wireless Components Letters. 2018. V. 28. № 7. P. 579–581. DOI 10.1109/LMWC.2018.2835666.
  16. Radonić V., Crnojević-Bengin V. Super-compact stopband filter based on grounded patch resonator // Electronics Letters. 2010. V. 46. № 2. P 146–147. DOI 10.1049/el.2010.3081.
  17. Packiaraj D., Vinoy K.J., Ramesh M., Kalghatgi A.T. Analysis of multi-conductor coupled microstrip lines with an aperture in the ground plane for the design of a broadband filter // Journal of Electromagnetic Waves and Applications. 2013. V. 27. № 7. P. 856–867. DOI 10.1080/09205071.2013.789410.
  18. Wu X., Li Y., Liu X. Quasi-Reflectionless Microstrip Bandpass Filters with Improved Passband Flatness and Out-of-Band Rejection // IEEE Access. 2020. V. 8. P. 160500–160514. DOI 10.1109/access.2020.3021314.
  19. Gazizov A.T., Zabolotsky A.M. Gazizov T.R. UWB Pulse Decomposition in Simple Printed Structures // IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility. 2016. V. 58. № 4. P. 1136–1142. DOI 10.1109/TEMC.2016.2548783.
  20. Zhechev Y.S., Murmansky M.S., Vlasov S.V., Trubcheninov V.A., Kuzmin N.O., Pavlov N.S. High-Efficiency Low-Pass Reflectionless Filter Based on Modal Decomposition and Electromagnetic Absorber // IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology. 2024. V. 14. № 5. P. 938–944. DOI 10.1109/TCPMT.2024.3383840.
  21. Ivantsov I.A., Mikola P.V., Surovtsev R.S. Reflections in a Meander Line Turn of Two Segments as a Resource for Suppressing UWB Excitations // IEEE 24th International Conference of Young Professionals in Electron Devices and Materials (EDM). Novosibirsk, Russian Federation. 2023. P. 410–413. DOI 10.1109/EDM58354.2023.10225165.
  22. Самойличенко М.А., Жечев Е.С., Газизов Т.Р. Экспериментальное исследование электрических характеристик модального фильтра на двухсторонней печатной плате // Радиотехника и электроника. 2023. Т. 68. № 11. С. 1131–1139. DOI 10.31857/ S0033849423070094.
  23. Surovtsev R.S., Mikola P.V., Karri S., Ivantsov I.A. Using Reflections in a Meander Line Turn of Two Segments for Suppressing UWB Excitations // IEEE Electromagnetic Compatibility Magazine. 2024. V. 13. № 1. P. 51–60. DOI 10.1109/MEMC.2024.
  24. Demakov A.V., Komnatnov M.E. TEM cell for Testing Low-profile Integrated Circuits for EMC // 21st International Conference of Young Specialists on Micro/Nanotechnologies and Electron Devices. 2020. P. 154–158. DOI 10.1109/EDM49804.2020.9153508.
  25. IEC 61967-2 Integrated circuits – Measurement of electromagnetic emissions, 150 kHz to 1 GHz. Part 2: Measurement of radiated emissions, TEM cell and wideband TEM cell method. 2005.
  26. IEC 62132-2 Integrated circuits – Measurement of electromagnetic immunity. Part 2: Measurement of radiated immunity, TEM cell and wideband TEM cell method. 2010.
  27. IEEE Standard 1597.1-2022. Standard for Validation of Computational Electromagnetics Computer Modeling and Simulations.
  28. 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.
  29. Khalaj-Amirhosseini M., Taskhiri M.-M. Twofold Reflectionless Filters of Inverse-Chebyshev Response with Arbitrary Attenuation // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 2017. V. 65. № 11. P. 4616–4620. DOI 10.1109/TMTT.2017.2716940.
  30. Jin X.-H., Huang X.-D., Ren Q., Cheng C.-H. Four-Port Symmetrical Reflectionless Lumped Filter/Diplexer: Prototype and Design Table // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 2021. V. 69. № 4. P. 2211–2219. DOI 10.1109/TMTT.2021. 3056405.
  31. Samoylichenko M.A., Zhechev Y.S., Kosteletskii V.P., Gazizov T.R. Electrical Characteristics of a Modal Filter with a Passive Conductor in the Reference Plane Cutout // IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility. 2021. V. 63. № 2. P. 435–442. DOI 10.1109/TEMC.2020.3011407.
  32. Malygin K.P., Nosov A.V. Experimental Confirmation of Ultrashort Pulse Decomposition in Folded Meander Microstrip Lines // IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility. 2024. V. 66. № 2. P. 599–605. DOI 10.1109/TEMC.2023.3328551.
  33. Wang Y., Yu M., Ma K. A Compact Low-Pass Filter Using Dielectric-Filled Capacitor on SISL Platform // IEEE Microwave and Wireless Components Letters. 2021. V. 31. № 1. P. 21–24. DOI 10.1109/LMWC.2020.3038705.
  34. IEC. 61000-1-5 Electromagnetic Compatibility (EMC). Part 1-5: High Power Electromagnetic (HPEM) Effects on Civil Systems.
Дата поступления: 15.12.2025
Одобрена после рецензирования: 26.01.2026
Принята к публикации: 28.04.2026