Удельное сопротивление грунтов

2.2.4 Специальные пассивные методы защиты кабельных линий, соединительных проводов., позволяющие затруднять доступность их для средств разведки, включают в себя:

– экранирование, для ослабления всех видов излучения;

– применение кабелей с симметричными по сопротивлению жилами, для уменьшения напряженности разностной продольной электрической составляющей электромагнитного излучения за счет разницы в падении напряжения на проводах в паре;

– применение парных кабелей с возможно минимально шагом скрутки, для уменьшения разностного поперечного вектора электромагнитного поля и невозможности реализации оптимальной геометрии разведывательной антенны;

– применение кабелей с сопротивлением изоляции в десятки тысяч МОм для уменьшения токов утечки на соседние пары из-за низкого переходного затухания, и уменьшения токов утечки в экранирующую оболочку по цепи Пикара;

– применение кабелей с бронированной герметичной оболочкой, позволяющей содержать кабель под избыточным воздушным давлением, для поддержания в норме технических параметров и контроля целостности оболочки, а также с целью исключения (затруднения) гальванического подключения к жилам.

Для станционного монтажа и абонентской разводки, основным из вышеназванных требований отвечают симметричные экранированные кабели типа СЭК, ВСЭК, РВШЭ. Для организации внешних линий используются телефонные кабели со звездной скруткой типа ТЗГ, ТЗБ.

2.2.5. Фильтры

Ни одно радиоэлектронное средство или система, имеющие связь с «внешним миром» через специальные (антенны, линии связи) и потенциальные (внешние технологические провода и линии) излучатели, не может быть надежно маскировано от средств радиоэлектронной разведки только электромагнитными экранами. В качестве дополнительной защиты изделий и объектов, для устранения влияния внешних электромагнитных излучений и исключения (ослабления) собственных нежелательных излучений (далее помех) используют электрические фильтры.

Основное назначение фильтров - пропускать только полезный сигнал и отсекать сигналы побочных, непреднамеренных и вторичных излучений в определенном частотном диапазоне, с целью предотвратить, полезные для разведки, излучения в цепи, линии, а через них и в пространство. А так же ограничить возможности радиоэлектронной разведки по снятию информации за счет переизлучений, при проникновении случайных, или активно навязываемых (в направлении объектов разведки) высокочастотных сигналов.

Устанавливаются фильтры в направлении антенно-фидерных устройств и систем телекоммуникаций, в направлении систем электропитания и заземления и т.п. Межблочные фильтры устанавливаются внутри защищаемого оборудования, межсистемные фильтры устанавливаются на объектах, в том числе в экранируемых помещениях, в местах подвода телекоммуникационных проводов, проводов питания и заземления. Затухание, вносимое фильтром, косвенно связано с затуханием, обеспечиваемым экранируемым объектом.

В соответствии с расположением полосы пропускания фильтра относительно полосы подавления помехи в частотном спектре различают четыре класса помехоподавляющих фильтров:

- фильтры нижних частот;

- фильтры верхних частот;

- полосовые фильтры;

- режекторные фильтры.

На рис. 2.6 приведены амплитудно-частотные характеристики основных типов помехоподавляющих фильтров.

Для решения конкретных задач по обеспечению надежности функционирования, совместимости, помехозащищенности аппаратуры чаще всего используют режекторные и полосовые фильтры. Для обеспечения помехозащищенности информационных сигналов и защиты информации обрабатываемой в технических средствах по каналам побочных электромагнитных излучений и наводок, как правило, используются широкополосные LC фильтры нижних частот, а также ферритовые помехоподавляющие изделия, комплексные кабельные изделия с элементами защиты и элементы защиты средств отображения информации (просветленные электромагнитные фильтры – экраны) и др.

Выбор необходимого типа фильтра зависит от электрической характеристики системы, в которую он должен быть установлен, требований по эффективности подавления помех, в том числе по эффективности частоты среза и верхней предельной частоты ослабления, то есть частотных характеристик фильтруемой цепи, а также требований, определенных условиями эксплуатации и от реальных ограничений по установке фильтров в аппаратуре. Все эти факторы увязываются с электрическими характеристиками фильтра.

Возможно применение активных фильтров на основе микросхем (операционных усилителей). Это может быть целесообразно в тех случаях, когда пассивные LC фильтры становятся очень громоздкими при понижении частоты среза до звуковых частот, когда даже при выборе относительно малой емкости (например, 0,01 мкФ) дроссель становится несоизмеримо большого размера и массы. В активном фильтре операционный усилитель преобразует импеданс подключаемой к нему RC цепи так, что устройство ведет себя как индуктивность.

Активные фильтры, приведенные на рис. 2.7, представляют собой устройства, основной частью которых является операционный усилитель, преобразующий импеданс подключенной к нему RC-цепи. так, что все устройство ведет себя как индуктивность.

Однако если активный фильтр включают в цепь питания относительно большой мощности, то транзистор операционного усилителя должен пропускать довольно большой ток, что не всегда возможно. Для фильтрации помех в мощных цепях питания могут быть использованы устройства с частотно-зависимой обратной связью, в цепь которой установлен фильтр НЧ, рассчитанный на небольшую проходящую мощность.

В табл. 2.4. приведены характеристики помехоподавляющих фильтров построенных на реактивных элементах, – LC -фильтров.

Таблица 2.4

Критерии выбора схемы помехоподавляющего фильтра

	Импеданс нагрузки	Крутизна характеристики вносимых потерь
Высокий	Низкий
Импеданс источника	Высокий (> 50 Ом)			20 дБ на декаду
		40 дБ на декаду
		60 дБ на декаду
		80 дБ на декаду
		100 дБ на декаду
Низкий (< 50 Ом)			20 дБ на декаду
		40 дБ на декаду
		80 дБ на декаду
		80 дБ на декаду
	100 дБ на декаду

Фильтр С типа представляет собой фильтр с малой индуктивностью, работающий как проходной конденсатор, шунтирующий помеху на землю. Хорошо работает при высоких импедансах источника и нагрузки. Выше частоты среза крутизна характеристики вносимого затухания составляет 20 дБ на декаду. Следует избегать использования этого фильтра в цепях, в которых возможны перенапряжения или нестационарные процессы.

Фильтр Г-типа следует применять там, где импедансы источника и нагрузки существенно различны. Индуктивность должна быть обращена к низкоомной цепи. Выше частоты среза крутизна характеристики вносимого затухания составляет 40 дБ на декаду.

Фильтр П-типа имеет два проходных конденсатора, шунтирующих помеху на землю и индуктивность между ними. Такой фильтр представляет собой высокое сопротивление по переменному току, как для источника, так и для нагрузки. Больше всего подходит для применения в цепях с высокими, относительно равными по величине импедансами источника и нагрузки. Выше частоты среза крутизна характеристики вносимого затухания составляет 60 дБ на декаду.

Фильтры 2П-типа, 2Т-типа и другие применяются в условиях, сходных с условиями применения П - и Т-типа, но где предъявляются более высокие требования к характеристикам фильтра или требуется эффективное подавление помех в нижней части рабочего диапазона частот до 10 КГц. Применяются многоэлементные композиции из 5 и более индуктивностей и проходных конденсаторов. Большая крутизна характеристик вносимого затухания в таких фильтрах требуется для того, чтобы не допустить вносимого затухания на частотах сетей электропитания, а также в линейных фильтрах предназначенных для телефонных линий и линий передачи данных.

Структуры типа С, П и 2П дают возможность достижения более высокого вносимого затухания в тех случаях, когда сопротивление источника и нагрузки более 50 Ом. Структуры Т и 2Т дают возможность достижения более высокого вносимого затухания в тех случаях, когда сопротивления источника и нагрузки меньше 50 Ом.

При необходимости в электрическую схему сетевых фильтров могут включаться элементы подавления нестационарных процессов.

Если фильтр будет использоваться в основном в сети переменного тока, то имеются требования по максимальному току утечки. Если фильтр будет использоваться в основном в цепи постоянного тока, то он выбирается на соответствие напряжению при постоянном токе. При вероятности возникновения перенапряжений, выбросов тока и других нестационарных процессов на кабелях электропитания рекомендуется на входе фильтра ставить индуктивность (звено Г или Т), которая будет в какой-то мере ослаблять возможные выбросы напряжений, обеспечивая определенную степень защиты конденсаторов, как более чувствительного к нестационарным процессам элемента.

Характеристики реальных фильтров зависят от числа используемых реактивных элементов. Так, например, как видно из табл. 2.4, единичный фильтр из одного параллельного конденсатора или одной последовательной индуктивной катушки может обеспечить затухание лишь 20 дБ на декаду вне полосы пропускания, а LC-фильтр из десяти и более элементов может обеспечить затухание до 200 дБ на декаду и более.

При использовании графиков на рис. 2.8. следует иметь в виду, что:

- из-за паразитной связи между входом и выходом фильтра трудно получить затухание более 100 дБ. В частности, если фильтр неэкранированный, а сигнал подается на него и снимается с помощью неэкранированных соединений, развязка между входом и выходом обычно не превышает 40-60 дБ (особенно у сверхминиатюрных и интегральных фильтров);

- из-за влияния паразитных емкостей и индуктивностей элементов фильтра, даже, несмотря на специальные меры, принимаемые на этапах его проектирования и изготовления, фильтр зачастую не обеспечивает требуемого затухания на частотах, превышающих f ср на две декады. На частотах, превышающих f ср на несколько декад, фильтр может полностью потерять работоспособность.

Фильтры на элементах с сосредоточенными параметрами (LC-фильтры и активные) предназначаются обычно для работы на частотах до 300 МГц.

Фильтры с распределенными параметрами (полосковые, коаксиальные или волноводные) применяются на частотах свыше 1 ГГц.

В диапазоне 300 МГц – 1 ГГц могут использоваться фильтры как одного, так и другого из указанных типов или конструкции, одновременно включающие разнотипные фильтры.

Для примера в табл. 2.5 приведены характеристики некоторых сетевых фильтров.

Таблица 2.5