Устройство для нарушения работы аппаратуры за счет разложения и восстановления импульсов

Устройство предназначено для нарушения работы аппаратуры, например террористов спецслужбами, включающей три параллельных проводника в диэлектрическом заполнении и ограничитель напряжения между двумя из них, состоит из источника импульса, трех параллельных проводников в диэлектрическом заполнении, два из которых на одном конце электрически соединены с источником импульса, а на другом конце - с двумя проводниками аппаратуры, а третий проводник устройства электрически соединен с третьим проводником аппаратуры. В устройство со стороны источника импульса введен резистор, электрически соединенный со вторым и третьим проводниками устройства, а форма и расположение проводников и диэлектриков в поперечном сечении устройства, относительная диэлектрическая проницаемость диэлектриков и длина проводников устройства выбраны так, что разность полных задержек четной и нечетной мод, возбуждаемых импульсом в проводниках устройства, больше, чем общая длительность импульса, и равна взятой с обратным знаком разности полных задержек четной и нечетной мод, возбуждаемых в проводниках аппаратуры, и импульс источника разлагается в конце устройства на два импульса меньшей амплитуды, чем напряжение срабатывания ограничителя, а в конце проводников аппаратуры восстанавливается в импульс большей амплитуды, чем амплитуда импульсов в конце устройства. Устройство обеспечивает полное разложение импульсов и имеет более широкий диапазон. 3 ил.

 

Изобретение предназначено для нарушения работы электрорадиотехнической аппаратуры (например, террористов спецслужбами), имеющей электрически соединенные с ней три параллельных проводника в диэлектрическом заполнении и защитный ограничитель напряжения между двумя из них.

Известно устройство воздействия на аппаратуру [Газизов Т.Р., Заболоцкий A.M., Бевзенко И.Г., Самотин И.Е., Орлов П.Е., Мелкозеров А.О., Газизов Т.Т., Куксенко С.П., Костарев И.С., патент на полезную модель, дата публикации: 2008.12.20, номер публикации; 79213], выбранное за прототип, состоящее из блока источника импульсных сигналов, внешнего отрезка линии передачи из трех параллельных проводников в диэлектрическом заполнении, блока аппаратуры с внутренним отрезком линии передачи из трех параллельных проводников в диэлектрическом заполнении, отличающееся тем, что разность погонных задержек четной и нечетной мод внешнего отрезка выбрана большей, чем общая длительность импульсного сигнала, и равной взятой с обратным знаком разности погонных задержек четной и нечетной мод внутреннего отрезка.

Недостатком устройства воздействия на аппаратуру является то, что в устройстве не происходит полного разложения и восстановления импульсов длительностью, большей, чем разность погонных задержек четной и нечетной мод.

Заявляемое устройство для нарушения работы аппаратуры, включающей три параллельных проводника в диэлектрическом заполнении и ограничитель напряжения между двумя из них, состоящее из источника импульса, трех параллельных проводников в диэлектрическом заполнении, два из которых на одном конце электрически соединены с источником импульса, а на другом конце - с двумя проводниками аппаратуры, а третий проводник устройства электрически соединен с третьим проводником аппаратуры, отличается тем, что в устройство со стороны источника импульса введен резистор, электрически соединенный со вторым и третьим проводниками устройства, а форма и расположение проводников и диэлектриков в поперечном сечении устройства, относительная диэлектрическая проницаемость диэлектриков и длина проводников устройства выбраны так, что разность полных задержек четной и нечетной мод, возбуждаемых импульсом в проводниках устройства, больше, чем общая длительность импульса, и равна взятой с обратным знаком разности полных задержек четной и нечетной мод, возбуждаемых в проводниках аппаратуры, и импульс источника разлагается в конце устройства на два импульса меньшей амплитуды, чем напряжение срабатывания ограничителя, а в конце проводников аппаратуры восстанавливается в импульс большей амплитуды, чем амплитуда импульсов в конце устройства.

Достоинством заявляемого устройства разложения и восстановления импульсов является то, что в нем могут разлагаться и восстанавливаться импульсы длительностью, меньшей, чем разность не погонных, а полных задержек четной и нечетной мод. Таким образом, длительность импульсов, которые устройство разлагает и восстанавливает, имеет гораздо более широкий диапазон, т.к. она определяется длиной параллельных проводников (поскольку полная задержка равна погонной задержке, умноженной на длину).

Идея изобретения заключается в следующем. Исследования распространения импульса в двух последовательно соединенных отрезках двухпроводной (третий провод опорный) линии показывают, что на стыке отрезков импульс может разлагаться на два импульса и восстанавливаться в конце структуры в один импульс. Результаты компьютерного моделирования явления разложения и последующего восстановления импульса на примере микрополосковой линии (обычной в первом отрезке и с покрывающим диэлектрическим слоем - во втором) приведены на фиг.1. Необходимо отметить, что для полного разложения импульса необходимо, чтобы его длительность была меньше разности задержек мод первого отрезка, а для наиболее полного восстановления необходим одновременный приход мод к концу второго. (Длины отрезков фиг.1 выбирались именно из этих условий.) Примечательно, что исходный импульс разлагается на импульсы примерно в 2 раза меньшей амплитуды, а восстанавливается вплоть до прежней. Аналогичное моделирование (но с треугольным импульсом) выполнено для отрезков трехпроводного плоского кабеля сетевого питания с различными значениями относительной диэлектрической проницаемости внешней изоляции (фиг.2). Как видно из фиг.2, и в такой структуре возможно разложение исходного импульса на два импульса вдвое меньшей амплитуды и последующее восстановление в один импульс прежней амплитуды. Если на стыке отрезков включен между сигнальным и общим проводником защитный прибор, закорачивающий цепь при превышении определенного напряжения на нем, то почти в 2 раза большее напряжение в начале структуры может оказаться на нагрузке в конце структуры, а защитный прибор не сработает. Таким образом, есть основание полагать, что указанное явление разложения и восстановления импульса может иметь место в реальных структурах и быть одной из причин отсутствия срабатывания защитных приборов. Кроме того, если кто-либо знает параметры отрезка 2 и контролирует параметры отрезка 1, то он может организовать кондуктивное намеренное силовое воздействие, таким способом обойдя защиту критичной аппаратуры.

На фиг.3 приведена схема заявляемого устройства. Устройство содержит источник импульса 1, три параллельных проводника в диэлектрическом заполнении 2, резистор 3. Аппаратура 5, нарушение работы которой возможно заявляемым устройством, должна иметь электрически соединенные с ней три параллельных проводника в диэлектрическом заполнении 6 и защитный ограничитель напряжения 4 между двумя из них. Два проводника устройства на одном конце электрически соединены с источником импульса, а на другом конце - с двумя проводниками аппаратуры, а третий проводник устройства электрически соединен с третьим проводником аппаратуры. Резистор устройства электрически соединен со вторым и третьим проводниками устройства.

Техническим результатом является нарушение работы аппаратуры. Технический результат достигается, прежде всего, за счет неоднородности диэлектрического заполнения, в котором размещены три проводника аппаратуры, а также устройства: геометрические параметры проводников и диэлектриков, а также относительная диэлектрическая проницаемость диэлектриков аппаратуры должны быть таковы, что определяемые этими параметрами погонные задержки четной и нечетной мод распространения поперечной электромагнитной волны не равны друг другу, а геометрические параметры проводников и диэлектриков, а также относительная диэлектрическая проницаемость диэлектриков устройства выбираются таким образом, что определяемые этими параметрами погонные задержки четной и нечетной мод распространения поперечной электромагнитной волны также не равны друг другу, но их разность имеет знак, обратный знаку разности погонных задержек четной и нечетной мод аппаратуры. (В однородном диэлектрическом заполнении, т.е. из одного диэлектрика, задержки мод равны друг другу. Кроме того, они могут быть равными и при неоднородном диэлектрическом заполнении, т.е. при наличии более одного диэлектрика, но только при определенном выборе параметров. Указанное неравенство может быть обеспечено в некоторых структурах с существенными потерями в проводниках и диэлектриках за счет различия потерь для каждой моды. Но в заявляемом устройстве такое неравенство обеспечивается именно за счет неоднородности диэлектрического заполнения при соответствующем выборе параметров, т.е. неравенство имеет место даже в случае пренебрежимо малых потерь.) Тогда выбором длины устройства достигается значение полной разности задержек четной и нечетной мод, возбуждаемых в трех проводниках устройства, равное взятой с обратным знаком разности полных задержек четной и нечетной мод, возбуждаемых в трех проводниках аппаратуры. При этом длительность импульса источника выбирается меньше разности полных задержек четной и нечетной мод. Наконец, выбором пары проводников устройства, по которым подается сигнал, получается разложение импульса в конце устройства на два импульса с меньшей амплитудой, чем напряжение срабатывания ограничителя, а в конце проводников аппаратуры эти два импульса восстанавливаются в импульс большей амплитуды, чем амплитуда импульсов в конце устройства. (Разложение и восстановление будут при определенном выборе пары проводников воздействия и могут не быть при другом выборе. Например, для случая расположения проводников в линию, разложение будет при расположении проводников «активный-опорный-пассивный» и не будет при расположении «активный-пассивный-опорный». Кроме того, разложение может быть неполным, например из-за «размывания» импульса вследствие дисперсии, т.е. два импульса могут частично перекрываться, но результирующее напряжение будет меньше, чем при отсутствии разложения.) Резистор устройства улучшает согласование мод в устройстве. (Выбор сопротивления резистора принципиального значения не имеет, поскольку явление разложения и восстановления будет при любом выборе. Если сопротивление резистора выбрано из условия псевдосогласования, т.е. равным соответствующему диагональному значению матрицы характеристических импедансов, то в резисторе будет поглощаться максимальная энергия, а отражения от него будут минимальными, что приведет к минимальным амплитудам импульсов разложения.)

Устройство для нарушения работы аппаратуры, включающей три параллельных проводника в диэлектрическом заполнении и ограничитель напряжения между двумя из них, состоящее из источника импульса, трех параллельных проводников в диэлектрическом заполнении, два из которых на одном конце электрически соединены с источником импульса, а на другом конце - с двумя проводниками аппаратуры, а третий проводник устройства электрически соединен с третьим проводником аппаратуры, отличающееся тем, что в устройство со стороны источника импульса введен резистор, электрически соединенный со вторым и третьим проводниками устройства, а форма и расположение проводников и диэлектриков в поперечном сечении устройства, относительная диэлектрическая проницаемость диэлектриков и длина проводников устройства выбраны так, что разность полных задержек четной и нечетной мод, возбуждаемых импульсом в проводниках устройства, больше, чем общая длительность импульса, и равна взятой с обратным знаком разности полных задержек четной и нечетной мод, возбуждаемых в проводниках аппаратуры, и импульс источника разлагается в конце устройства на два импульса меньшей амплитуды, чем амплитуда импульса в начале устройства и напряжение срабатывания ограничителя, а в конце проводников аппаратуры восстанавливается в импульс большей амплитуды, чем амплитуда импульсов в конце устройства.