Необходимость защиты электронных компонентов от электромагнитных импульсов очень остро стоит перед мировым научным сообществом. От этого зависит эффективность практически любого оборудования, особенно космических спутников и беспилотных летательных аппаратов. Основная проблема заключается в том, что любые способы защиты означают дополнительные затраты на производство, а также делают оборудование более громоздким, рассказал Tomsk.ru заведующий кафедрой телевидения и управления ТУСУР Тальгат Газизов
Ученые Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники разработали метод модального резервирования, который позволяет достичь высокого уровня защиты без дополнительных затрат. Суть метода заключается в том, что для защиты используются уже имеющиеся, резервные, проводники. Изначально они являются просто запасными деталями, которые необходимы в случае отказа основных компонентов. Но благодаря свойству, обнаруженному учеными ТУСУРа, запасные проводники становятся защитными фильтрами, потому что их электромагнитные взаимосвязи позволяют разложить воздействующий на аппаратуру импульс помехи на несколько импульсов в несколько раз меньшей амплитудой.
«Изначально у каждого проводника была функция только передавать сигнал, а в модальном резервировании каждый проводник превращается в фильтр. И откуда бы не взялась помеха, проводник будет ослаблять сигнал по мере распространения. Каждый проводник становится защитником за 0 рублей и 0 граммов по массе. Защита из ничего. В решении изобретательских задач есть такой принцип – идеального конечного результата. Самой надежной деталью является та деталь, которой нет, а функция ее выполняется. И в данном случае у нас нет специального защитного устройства, а его функции выполняются каждым проводником», – рассказал заведующий кафедрой телевидения и управления Тальгат Газизов.
Данный метод исследуется уже несколько лет, на его разработку получено несколько грантов, а результат работы воплотился в ряде полученных патентов. Новый грант от РНФ в размере 7 миллионов ежегодно, получен на продолжение проекта под названием «Многокритериальная оптимизация порядка переключения после отказов при многократном модальном резервировании цепей».
В ходе предыдущей работы ученые выявили ряд новых задач, которые и планируется решить в ближайшие годы в рамках полученного гранта. Так, предстоит выявить и исследовать новые структуры связанных проводников, позволяющих модальному резервированию с удалением проводников каналов друг от друга для повышения живучести, например, обстреливаемого беспилотного летательного аппарата. Также планируется получение крайне важного равенства ослабления вредного воздействия числу каналов при модальном резервировании, за счет новых печатных и кабельных структур с симметрией из 6, 8, 12 и 16 проводников. Будут исследованы изменения характеристик многократного модального резервирования при экстремальных (от -50 до +150 градусов Цельсия) температурах. Наконец, ученые планируют упросить монтаж компонентов и удешевить способы реализации за счет использования и оптимизации новой, недавно запатентованной структуры печатной платы.
