मानक इलेक्ट्रॉनिक सर्किट की विद्युत चुम्बकीय प्रतिरक्षा का निर्धारण करने के लिए एक कम-तकनीकी DEW जेनरेटर का डिज़ाइन और परीक्षण

अमूर्त:

यह आलेख विद्युत ऊर्जा नेटवर्क के सभी बुनियादी तत्वों के संचालन पर उच्च-शक्ति विद्युत चुम्बकीय वातावरण (एचपीईएम) के प्रभाव का वर्णन करता है। फ़्रीक्वेंसी बैंड को HPEM वातावरण के लिए परिभाषित किया गया है। ध्यान विशेष रूप से निर्देशित ऊर्जा हथियारों (DEWs) और जानबूझकर विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप (IEMI) पर केंद्रित है। ई-फील्ड स्तर और DEW या IEMI जनरेटर एंटीना एपर्चर से लक्ष्य दूरी के संदर्भ में DEW और IEMI जनरेटर का वर्गीकरण भी वर्णित है। इस लेख का मुख्य ध्यान मानक इलेक्ट्रॉनिक सर्किट की विद्युत चुम्बकीय प्रतिरक्षा को निर्धारित करने के लिए उपयोग किए जाने वाले कम-तकनीकी DEW जनरेटर के डिजाइन और परीक्षण पर है।

इसके अलावा, ई-फील्ड के खिलाफ पर्याप्त सुरक्षा के बिना एक साधारण इलेक्ट्रॉनिक सर्किट के लिए विद्युत चुम्बकीय प्रतिरक्षा का सत्यापन भी समझाया गया है। इस लेख का नतीजा गलती से मुक्त संचालन, परीक्षण किए गए सर्किटों के खराब होने वाले राज्यों और सर्किटों के अपरिवर्तनीय विनाश के लिए ई-फील्ड सीमाओं का निर्धारण है। मापे गए ई-फ़ील्ड की तुलना बेसिक माइक्रोवेव रेडिएशन थ्योरी और COMSOL मल्टीफ़िज़िक्स सॉफ़्टवेयर (COMSOL, Inc. 100 डिस्ट्रिक्ट एवेन्यू बर्लिंगटन, MA 01803 USA) में सिमुलेशन परिणामों से की गई थी।

प्रतिरक्षा शरीर की रक्षा तंत्र है। शरीर बाहर से आक्रमण करने वाले किसी भी बाहरी पदार्थ की पहचान कर सकता है और उसे समाप्त कर सकता है;

पुरानी, ​​​​क्षतिग्रस्त, मृत, पतित स्व-कोशिकाएं और शरीर में उत्परिवर्तित और वायरस-संक्रमित कोशिकाओं को पहचानने और उनसे निपटने की क्षमता। कब

जब रोग प्रतिरोधक क्षमता कम होती है तो आसानी से बीमारियों का शिकार हो जाते हैं। कम प्रतिरक्षा के मुख्य प्रभावित कारक आयु कारक हैं: जीवन में दो प्रतिरक्षा कारक हैं।

कम प्रतिरक्षा के चरण, अर्थात् बचपन और वृद्धावस्था। हमारे शोध में, हमने पाया कि हमारा सिस्टैंच डेजर्टिकोला प्रतिरक्षा बढ़ा सकता है, सिस्टैंच डेजर्टिकोला पॉलीसेकेराइड्स और वर्बास्कोसाइड हृदय और मस्तिष्क के ऊतक एंजाइमों की गतिविधि को बढ़ा सकते हैं, पेरिटोनियल कोशिकाओं के फागोसाइटोसिस और लिम्फोसाइटों के प्रसार प्रतिक्रिया को बढ़ा सकते हैं, जिससे प्रतिरक्षा में वृद्धि हो सकती है।

सिस्टेन्च डेजर्टिकोला पूरक उत्पाद पर क्लिक करें

कीवर्ड:

उच्च-शक्ति विद्युत चुम्बकीय (एचपीईएम) पर्यावरण; निर्देशित ऊर्जा हथियार (DEW); जानबूझकर विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप (आईईएमआई); विद्युत चुम्बकीय प्रतिरक्षा मैग्नेट्रॉन; दखल अंदाजी; एंटीना; अनुकूलन; विद्युत चुम्बकीय प्रतिरक्षा।

1 परिचय

एक बिजली बिजली नेटवर्क में उत्पादन, पारेषण, वितरण और उपयोगकर्ता या उपभोक्ता के मूल तत्व होते हैं। बड़े बिजली संयंत्रों को प्रत्येक दिन के लिए अनुमानित बिजली की जरूरतों के आधार पर निर्धारित किया जाता है, और उपभोक्ता के लिए सर्वोत्तम मूल्य और विश्वसनीयता परिणाम प्राप्त करने के लिए विश्व नीलामी आयोजित की जाती है। अधिक पारिस्थितिक बिजली स्रोतों जैसे कि सौर प्रणाली [1,2], पवन फार्म [3,4], आदि का उपयोग करने की बढ़ती प्रवृत्ति के कारण, इसकी संरचना [5,6] के संदर्भ में ट्रांसमिशन नेटवर्क पर बहुत अधिक मांग रखी गई है। ], स्थिरता [7], अनुकूलन [8-10] और हस्तक्षेप के खिलाफ अंतिम ग्राहक की आवश्यकताओं को सुरक्षित करना [11–13]।

प्रत्येक बड़ी बिजली कंपनी का एक नियंत्रण केंद्र होता है जो अपने मौजूदा और विविध संचार नेटवर्क के माध्यम से उत्पन्न और उपयोग की गई शक्ति को संतुलन में रखने के लिए काम करता है। इसके अलावा, वे दोष या उपकरण विफलताओं के मामले में प्रतिक्रिया देने के लिए सबस्टेशनों में नियंत्रण इलेक्ट्रॉनिक्स की स्थितियों का ट्रैक रखने के लिए अन्य संचार नेटवर्क का उपयोग करते हैं। इलेक्ट्रॉनिक सूचना और संचार प्रणालियों वाले ये सभी नेटवर्क HPEM वातावरण के प्रभावों के प्रति संवेदनशील हैं।

HPEM वातावरण में लाइटनिंग इलेक्ट्रोमैग्नेटिक पल्स (LEMP), एक्सट्रीम जियोमैग्नेटिक स्टॉर्म इफेक्ट, न्यूक्लियर इलेक्ट्रोमैग्नेटिक पल्स (NEMP), हाई-एल्टीट्यूड इलेक्ट्रोमैग्नेटिक पल्स (HEMP), और हाई-पॉवर रेडियो फ्रीक्वेंसी (HPRF) घटनाएं शामिल हैं, जिनमें डायरेक्टेड एनर्जी वेपन्स (DEWs) शामिल हैं। जानबूझकर विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप (IEMI)। सुरक्षा के क्षेत्र में प्रयुक्त शब्द DEW है; नागरिक शब्दावली में, प्रयुक्त शब्द निर्देशित ऊर्जा (डीई) है। विशेष रूप से, DEWs और IEMI वर्तमान में विद्युत ऊर्जा नेटवर्क में इलेक्ट्रॉनिक और सूचना प्रणाली के कामकाज के लिए एक बड़ा खतरा हैं, साथ ही साथ अन्य राज्य के बुनियादी ढांचे [14,15] में भी।

DEWs और IEMI एक स्पंदित विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र बनाते हैं जिसे इलेक्ट्रोमैग्नेटिक पल्स (EMP) कहा जाता है, जो इलेक्ट्रॉनिक सर्किट के खराब होने या यहां तक ​​कि विनाश का कारण बन सकता है। इस क्षेत्र में तेजी से अनुसंधान विकास के कारण छोटे कॉम्पैक्ट उपकरण बनाए जा सकते हैं। ये उपकरण रक्षा और सुरक्षा तकनीक में उपयोग के लिए बहुत आकर्षक हैं, लेकिन आतंकवादियों द्वारा इनका दुरुपयोग भी किया जा सकता है। DEWs और IEMIs का विशिष्ट उपयोग विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र उत्पन्न करने की विधि और प्रयुक्त आवृत्ति बैंड पर भी निर्भर करता है। DEWs और IEMI आमतौर पर निम्नलिखित मोड में काम करते हैं:

1 एकल आवृत्ति के कई चक्रों के साथ एक एकल पल्स (एक तीव्र नैरोबैंड संकेत जिसमें कुछ आवृत्ति चपलता हो सकती है)।

2 एक फट जिसमें कई स्पंद होते हैं, प्रत्येक स्पंद में एक आवृत्ति के कई चक्र होते हैं।

3 एक अल्ट्रा-वाइड-बैंड (UWB) ट्रांसिएंट पल्स (100 मेगाहर्ट्ज से कई गीगाहर्ट्ज तक वर्णक्रमीय सामग्री)।

4 कई विकीर्ण या आयोजित UWB दालों का फटना।

DEW और IEMI सिग्नल इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों [16,17] में विकिरण या चालन में प्रवेश कर सकते हैं। चित्रा 1 एचपीईएम वातावरण के अलग-अलग घटकों की आवृत्ति बैंड दिखाता है। यह आंकड़ा [14] से लिया गया था। वर्णक्रमीय घनत्व को ऊर्ध्वाधर अक्ष पर प्लॉट किया जाता है। इकाई वी / एम / हर्ट्ज है।

DEW और IEMI वातावरण में, लक्ष्य से DEW या IEMI जनरेटर की दूरी पर ई-फ़ील्ड की निर्भरता पर विचार करना महत्वपूर्ण है। इस क्षेत्र में अक्सर उपयोग किया जाने वाला पैरामीटर आरई है; अन्य प्रकाशनों में, जिसे योग्यता का कारक (FOM) भी ​​कहा जाता है, इकाई वोल्ट (V) है। यह पैरामीटर ट्रांसमिटिंग जेनरेटर एंटीना से ई-फील्ड ई और दूरी आर के उत्पाद का प्रतिनिधित्व करता है।

DEW और IEMI जनरेटर, संवेदनशील इलेक्ट्रॉनिक्स युक्त प्रौद्योगिकी के कार्य को जानबूझकर बाधित करने में उपयोग के लिए उपयुक्त हैं, उनकी जटिलता के स्तर के अनुसार विभाजित किया जा सकता है और इस प्रकार उनकी उपलब्धता इस प्रकार है [16,18-22]:

1 लो-टेक जनरेटर rE' 1 kV (जैसे, माइक्रोवेव ओवन)।

2 मध्यम-तकनीकी जनरेटर दस से सैकड़ों केवी (उदाहरण के लिए, संशोधित रडार ट्रांसमीटर)।

3 हाई-टेक जनरेटर आरई 'इकाइयों एमवी (विशेष प्रौद्योगिकियों) का क्रम।

प्रासंगिक आवृत्ति बैंड में इलेक्ट्रॉनिक डिवाइस (लक्ष्य) के स्थान पर ई-फ़ील्ड स्तर इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम के व्यवधान या विनाश के लिए निर्णायक है। गतिविधियों में व्यवधान या लक्ष्य के विनाश को लंबी दूरी से संचालित उच्च तकनीक या मध्यम तकनीक जनरेटर या लक्ष्य के करीब स्थित कम तकनीक जनरेटर द्वारा प्राप्त किया जा सकता है। वर्तमान में, DEW और IEMI जनरेटर के लिए एक बहुत ही आकर्षक स्थान ऑनबोर्ड मानव रहित हवाई वाहन (UAV) है। प्रोजेक्ट चैंप [23,24] एक यूएवी पर DEW या IEMI जनरेटर के परिणाम दिखाता है जिससे उच्च दक्षता व्यवधान या इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम का विनाश होता है।

निम्न खंड एक कम तकनीक वाले DEW जनरेटर के डिजाइन और परीक्षण से संबंधित हैं, जिसका उपयोग मानक इलेक्ट्रॉनिक सर्किटों की विद्युत चुम्बकीय प्रतिरक्षा को निर्धारित करने के लिए किया गया था। जनरेटर के शक्ति तत्व के रूप में एक मैग्नेट्रॉन का उपयोग किया गया था। इसके बाद, ई-फील्ड के प्रभावों के खिलाफ अतिरिक्त सुरक्षा के बिना इलेक्ट्रॉनिक सर्किट के विद्युत चुम्बकीय प्रतिरक्षा का मापन किया जाता है। परिणाम दोष मुक्त संचालन के लिए ई-फ़ील्ड सीमा का निर्धारण और सर्किट के अपरिवर्तनीय विनाश के लिए परीक्षण किए गए सर्किट और ई-फ़ील्ड स्तर के दोष राज्यों के लिए है।

2. मैग्नेट्रॉन के साथ लो-टेक DEW जेनरेटर की अवधारणा

आमतौर पर माइक्रोवेव ओवन में उपयोग किए जाने वाले मैग्नेट्रॉन को एस-बैंड (चित्रा 2) में संचालित माइक्रोवेव पावर जनरेटर का उत्पादन करने के लिए चुना गया था।

उच्च शक्ति (टाइप 2M219J) के साथ उच्च आवृत्ति दोलनों के स्रोत के रूप में माइक्रोवेव पावर जनरेटर में एक मैग्नेट्रॉन का उपयोग किया गया था। यह मैग्नेट्रॉन आमतौर पर माइक्रोवेव ओवन में विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा के स्रोत के रूप में उपयोग किया जाता है। तालिका 1 निर्माता कैटलॉग शीट से मैग्नेट्रॉन विनिर्देश दिखाता है।

2.1। माइक्रोवेव पावर जेनरेटर का मूल कनेक्शन

जेनरेटर ऑपरेशन के मौलिक सिद्धांत को निम्नलिखित ब्लॉक आरेख (चित्रा 3) के अनुसार वर्णित किया जा सकता है। माइक्रोवेव पावर जनरेटर 230 VAC वितरण नेटवर्क से अलग से संचालित होता है। यह बिजली आपूर्ति उच्च वोल्टेज ट्रांसफॉर्मर (एमओटी) के साथ एक एसी/डीसी स्टेप-अप कनवर्टर द्वारा संचालित होती है, जिसका आउटपुट मैग्नेट्रॉन को शक्ति देने के लिए 4.2 केवीडीसी है। फ़नल ऐन्टेना का उपयोग करके, विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा को वांछित दिशा में अंतरिक्ष में विकीर्ण किया जाता है।

चित्रा 3. माइक्रोवेव पावर जनरेटर का मूल ब्लॉक आरेख।

इस सर्किट की कुल दक्षता लगभग 55 प्रतिशत थी, और माइक्रोवेव जनरेटर की समग्र दक्षता बढ़ाने के लिए पावर माइक्रोवेव जनरेटर की समग्र अवधारणा को बदलने और अनुकूलित करने के लिए अतिरिक्त प्रयास किए गए थे।

2.2। माइक्रोवेव पावर जेनरेटर का अनुकूलन

जनरेटर के निरंतर संचालन को प्राप्त करने के लिए, संपूर्ण कनेक्शन के लिए एक नई अवधारणा को डिजाइन करना महत्वपूर्ण था। इसके अलावा, आकस्मिक बिजली के झटके को रोकने के लिए एक नई जनरेटर अवधारणा को डिजाइन करते समय ऑपरेटर सुरक्षा को संबोधित करना अनिवार्य था।

हमारे अनुप्रयोग के उपयोग के संदर्भ में मैग्नेट्रॉन का परीक्षण करते समय, कूलिंग को हल करना एक चुनौती साबित हुई। इसके अलावा, मैग्नेट्रॉन को ज़्यादा गरम करने से इसकी दक्षता काफी कम हो गई। इसलिए, संपूर्ण जनरेटर अवधारणा में संशोधन करना पड़ा। चित्रा 4 पूरी शक्ति पर 90 एस के बाद गर्म मैग्नेट्रॉन दिखाता है।

एक कार्यात्मक माइक्रोवेव पावर जनरेटर को डिजाइन करते समय, विभिन्न भागों (घटकों) को व्यवस्थित करना महत्वपूर्ण था ताकि वे एक दूसरे के साथ हस्तक्षेप न करें, न केवल ईएमआई के संदर्भ में बल्कि मुख्य रूप से तापमान के संदर्भ में भी (चित्र 5)।

2.3। अनुकूलित माइक्रोवेव पावर जेनरेटर का विवरण

जनरेटर की बिजली आपूर्ति औद्योगिक नेटवर्क 230 वीएसी / 50 हर्ट्ज से है। चित्रा 6 डिजाइन संशोधनों के बाद जेनरेटर की आंतरिक व्यवस्था दिखाता है। संख्या (1) जनरेटर सुरक्षा और नियंत्रण तत्वों को इंगित करता है। जब फ़्यूज़ और नियंत्रण चालू होते हैं, तो आइसोलेटिंग ट्रांसफॉर्मर (2) पर वोल्टेज लगाया जाता है, जो दो हाई-वोल्टेज ट्रांसफॉर्मर (3) की आपूर्ति करता है, जिसका आउटपुट वोल्टेज 2 × 2.1 kVAC हाई-वोल्टेज रेक्टिफायर (5) से जुड़ा होता है। उच्च-वोल्टेज कैपेसिटर 2 × 50 µF (4) के माध्यम से। इसे एक उच्च-वोल्टेज आइसोलेटिंग ट्रांसफार्मर (6) के माध्यम से मैग्नेट्रॉन (7) तक भेजा जाता है। मैग्नेट्रॉन को एक विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए पंखे (8) द्वारा ठंडा किया जाता है, जहाँ हवा को सीधे वेंटीलेटर के माध्यम से मैग्नेट्रॉन के कूलिंग सिस्टम के पंखों में प्रवाहित किया जाता है। यह मैग्नेट्रॉन कूलिंग सॉल्यूशन पूरे जनरेटर के निरंतर संचालन को सुनिश्चित करता है। इसके अलावा, जनरेटर एक सुरक्षा उपकरण से लैस है जो ओवरहीटिंग की स्थिति में जनरेटर को बंद कर देगा। इस सुरक्षा उपकरण में थर्मल सेंसर (थर्मल फ़्यूज़) होते हैं, जो जनरेटर के थर्मली स्ट्रेस्ड तत्वों से जुड़े होते हैं।

माइक्रोवेव पावर जनरेटर के सभी घटकों को ईएमआई पर उनके प्रभाव को कम करने के लिए व्यवस्थित किया जाता है। हालांकि, सबसे महत्वपूर्ण पहलू डिजाइन के दौरान घटकों की नियुक्ति इस तरह से थी कि वे तापमान के मामले में एक-दूसरे के साथ हस्तक्षेप न करें। सबसे अधिक ऊष्मीय रूप से भरा हुआ घटक मैग्नेट्रॉन और पावर ट्रांसफार्मर (MOT) है। तस्वीर से साफ है कि ये दोनों एक दूसरे से काफी दूरी पर हैं. चित्रा 7 पूरी शक्ति के 10 मिनट के बाद अनुकूलित माइक्रोवेव पावर जनरेटर के सभी अलग-अलग घटकों का थर्मल आरेख दिखाता है। टेस्टो [25] से एक थर्मल कैमरे का उपयोग करके सभी तापमान माप किए गए थे।

बेहतर कूलिंग डिज़ाइन का उपयोग करके, हम मैग्नेट्रॉन के मापदंडों (उच्च तापमान के कारण आवृत्ति और दक्षता में परिवर्तन) को बदले बिना निरंतर माइक्रोवेव पावर जनरेटर ऑपरेशन प्राप्त करने में सक्षम थे। इसका मतलब है कि मैग्नेट्रॉन का तापमान 50 ◦C (चित्र 8) तक का निरंतर तापमान था। इसने पूरे सिस्टम की स्थिरता सुनिश्चित की। इसके अलावा, नई व्यवस्था ने पावर माइक्रोवेव जनरेटर दक्षता को 55 से 75 प्रतिशत तक बढ़ा दिया।

चित्र 9a एक मानकीकृत R32 वेवगाइड दिखाता है, जिसमें मैग्नेट्रॉन एंटीना के लिए एक ओपनिंग बनाई गई थी। चित्र 9बी पूरी शक्ति के 10 मिनट के बाद वेवगाइड के अंदर का तापमान दिखाता है। प्रस्तावित शीतलन के लिए धन्यवाद, यह तापमान 80 ◦C से ऊपर नहीं बढ़ा। क्योंकि मैग्नेट्रॉन वेवगाइड से दृढ़ता से जुड़ा हुआ है, इस बिंदु पर तापमान उच्चतम था क्योंकि वेवगाइड का केवल एक हिस्सा ठंडा किया गया था, बिना मैग्नेट्रॉन एंटीना को सीधे ठंडा किए। हालाँकि, इस तापमान ने पावर माइक्रोवेव जनरेटर (तालिका 2) के कार्य और मापदंडों को प्रभावित नहीं किया।

चित्रा 10 एक माइक्रोवेव पावर जनरेटर को एक मानकीकृत आर 32 वेवगाइड और एंटीना सहित प्रेषित सिग्नल का विश्लेषण करने के लिए आवश्यक घटकों को दिखाता है। नंबर (1) एक मैग्नेट्रॉन के साथ ईएमआई माइक्रोवेव पावर जनरेटर को इंगित करता है, और नंबर (2) एक वेवगाइड टैप है। शाखा एक क्रॉस वेवगाइड है, जिसमें थ्रू-कैविटी इस तरह से बनती है कि ट्रांसमिशन की आगे की दिशा में विद्युत चुम्बकीय तरंग बिना क्षीणन के होती है, और क्रॉस दिशा में क्षीणन गुहा के आकार के अनुसार होता है। 30 dB क्षीणन [26–29] के साथ दो समान वेवगाइड नल वेवगाइड मार्ग से जुड़े थे।

हालाँकि, यह विचार करना महत्वपूर्ण था कि 30 dB नल में कितनी शक्ति थी। यदि शक्ति अभी भी बहुत अधिक थी, तो एक अतिरिक्त शक्ति क्षीणक को जोड़ना आवश्यक था जो शक्ति को पर्याप्त रूप से कम करेगा और मापने वाले उपकरणों की रक्षा करेगा। इन वेवगाइड टैप्स से जुड़े वेवगाइड-मैचेड लोड होते हैं, जिन्हें नंबर (3) के रूप में चिह्नित किया जाता है। इनका उद्देश्य दिए गए दिशा में वेवगाइड पथ को अनुकूलित करना था। इसके अलावा, एक एंटीना जुड़ा हुआ है, जिसे नंबर (4) के रूप में चिह्नित किया गया है। एंटीना ने आवश्यक दिशा में अंतरिक्ष में विद्युत चुम्बकीय तरंग के संचरण का आश्वासन दिया। विधानसभा का अंतिम भाग एक समाक्षीय केबल के लिए वेवगाइड कपलिंग (5) है। इस युग्मन के कारण, हम विभिन्न प्रकार के माप उपकरणों (ऑसिलोस्कोप, स्पेक्ट्रम विश्लेषक, बिजली मीटर, आदि) को जोड़ सकते हैं।

3. ईएमपी के लिए इलेक्ट्रॉनिक सर्किट की प्रतिरक्षा का परीक्षण

विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र (ईएमपी) में इलेक्ट्रॉनिक सर्किट के परीक्षण के लिए एक विशेष परीक्षण साइट ईएमपी (चित्रा 11) में इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के परीक्षण के लिए नामित प्रयोगशाला में स्थापित की गई थी। इस प्रयोगशाला में दीवारों पर विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा के प्रतिबिंब को कम करने के लिए दीवारों पर विशेष प्लेटें हैं (चित्र 12)

जनरेटर एंटीना के विकिरण पैटर्न के अक्ष में परीक्षण किए गए इलेक्ट्रॉनिक सर्किट को एक विशेष स्टैंड पर रखा गया था। स्टैंड को धीरे-धीरे जनरेटर के एंटीना की ओर ले जाया गया। 1.1 से 0.25 मीटर तक एंटीना की दूरी के लिए परीक्षण किया गया था। प्रत्येक स्थिति के लिए, जनरेटर द्वारा परीक्षण किए गए इलेक्ट्रॉनिक सर्किट को 2 एस के लिए विकिरणित किया गया था। जनरेटर द्वारा बनाए गए ई-फ़ील्ड को प्रत्येक स्थिति के लिए मापा गया था। उसी समय, परीक्षण किए गए इलेक्ट्रॉनिक सर्किट के संचालन को प्रत्येक स्थिति में सत्यापित किया गया था। मापा शक्ति स्तर को समायोजित करने के लिए ई-फील्ड माप के लिए एक एटेन्यूएटर के साथ एक आस्तीन द्विध्रुवीय एंटीना (चित्रा 13ए) का उपयोग सेंसर के रूप में किया गया था। सिग्नल स्तरों को मापने के लिए एक आर एंड एस आरटीओ 1044-4GHz-20 एक ऑसिलोस्कोप (चित्र 13बी) के साथ जीएसए/एस का उपयोग किया गया था।

NE555P (NE555P एक एकीकृत सर्किट है जो आमतौर पर टाइमर या विभिन्न आयताकार संकेतों के जनरेटर के रूप में उपयोग किया जाता है) एकीकृत सर्किट को सेमीकंडक्टर पावर माइक्रोवेव जनरेटर के हमारे वास्तविक डिजाइन को शक्ति देने के लिए चुना गया था। इस एकीकृत सर्किट के साथ एक आयताकार पल्स जनरेटर को इकट्ठा किया गया था, जिसमें आवृत्ति को बदलने के लिए एक पोटेंशियोमीटर का उपयोग किया गया था। एकीकृत परिपथ (आईसी) की सही कार्यक्षमता की दृष्टि से जांच करने के लिए, यह सर्किट प्रकाश उत्सर्जक डायोड (एलईडी) से लैस था। बैटरी चालित NE555P परीक्षण सर्किट विभिन्न दूरियों पर EMP के संपर्क में था।

मापे गए ई-फ़ील्ड स्तरों की तुलना इलेक्ट्रोमैग्नेटिक वेव रेडिएशन के सरलीकृत सिद्धांत के आधार पर बनाए गए ई-फ़ील्ड वितरण से की गई थी। ई-फील्ड जनरेटर के एक पिरामिड हॉर्न एंटीना के लिए मापदंडों की गणना समीकरणों (1) और (2) द्वारा की गई थी।

सिमुलेशन 200 से 1000 डब्ल्यू की सीमा में जनरेटर शक्तियों के लिए किया गया था। इन शक्तियों के लिए, एंटीना एपर्चर से दूरी पर ई-फील्ड की निर्भरता प्राप्त की गई थी। मापने वाले कक्ष के आयामों और विद्युत चुम्बकीय प्रतिरक्षा के अपेक्षित स्तर के संबंध में, Pgen=200 W का चयन किया गया था। इस शक्ति का उपयोग परीक्षण परिपथों के विद्युत चुम्बकीय प्रतिरक्षा को मापने के लिए किया गया था। सिमुलेशन परिणाम चित्र 14 में प्रदर्शित किए गए हैं।

चित्रा 15 गणना (समीकरण (1) और (2)) और सिमुलेशन द्वारा प्राप्त दूरी पर ई-फील्ड निर्भरता के आई घटकों को दर्शाता है। चित्र 15ए आई घटक का पूर्ण दृश्य दिखाता है, जिसमें वेवगाइड ज़ोन में ई-फ़ील्ड, पिरामिडल हॉर्न एंटीना ज़ोन और रिएक्शन ज़ोन शामिल हैं। चित्रा 15बी मापा क्षेत्र में आई घटक का विस्तृत दृश्य दिखाता है।

5. चर्चा

NE555P परीक्षण सर्किट बैटरी चालित था और विभिन्न दूरियों पर EMP के संपर्क में था। तालिका 3 आईसी एनई555पी सर्किट की ईएमपी प्रतिरक्षा के परिणाम दिखाती है।

परीक्षित आईसी 220 वी/एम से कम या बराबर ई-फील्ड के साथ माइक्रोवेव विकिरण में दोष के बिना संचालित होता है। इसने बड़े ई-फील्ड स्तरों के लिए दोष दिखाया। जब माइक्रोवेव की शक्ति बंद कर दी गई, तो परीक्षण किया गया आईसी बिना किसी विफलता के फिर से संचालित हुआ। जब माइक्रोवेव विकिरण ई-फील्ड 1700 V/m से अधिक या उसके बराबर था, तो परीक्षण किया गया IC नष्ट हो गया था।

चित्र 16a NE555P IC द्वारा उत्पन्न एक संकेत दिखाता है जो EMP के संपर्क में नहीं था। चित्रा 16बी आईसी एनई555पी का उपयोग करके एक संकेत दिखाता है जो कुछ दूरी पर ईएमपी के संपर्क में था<2.5 m from the antenna.

चित्र 16 दिखाता है कि एक उच्च ईएमपी के संपर्क में आने वाला एक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण ठीक से काम करना बंद कर देता है। चित्रा 16बी साबित करता है कि आईसी एनई555पी का उपयोग करने वाला एक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण माइक्रोवेव पावर जनरेटर एंटीना से एक निश्चित दूरी पर पूरी तरह से अनुपयोगी था।

{{0}} की दूरी पर। माइक्रोवेव पावर जनरेटर एंटीना से 25 मीटर, एलईडी सहित पूरे इलेक्ट्रॉनिक उपकरण को अपरिवर्तनीय रूप से क्षतिग्रस्त कर दिया गया था। यह विनाश 0.25 मीटर की दूरी पर ईएमपी के संपर्क में आने वाले इलेक्ट्रॉनिक उपकरण के 2 एस के भीतर हुआ। चित्रा 17 नष्ट एलईडी एनपी सेमीकंडक्टर जंक्शन का एक विस्तृत दृश्य दिखाता है।

इसके अलावा, ईएमपी के दौरान इलेक्ट्रॉनिक सर्किट अत्यधिक गर्म हो गया। चित्रा 18 एक गर्म इलेक्ट्रॉनिक सर्किट का तापमान प्रोफ़ाइल दिखाता है जो 2 एस के लिए 1.1 मीटर के स्रोत (मैग्नेट्रॉन) से दूरी पर ईएमपी के संपर्क में था। IC NE555P को हरे फ्रेम द्वारा चिह्नित किया गया है।

जब इलेक्ट्रॉनिक सर्किट को माइक्रोवेव पावर जनरेटर एंटीना से थोड़ी दूरी (25 सेमी) पर ईएमपी के संपर्क में लाया गया, तो सभी निष्क्रिय घटक (रेसिस्टर, कैपेसिटर, कॉइल, आदि), जिनसे पूरे इलेक्ट्रॉनिक सर्किट को इकट्ठा किया गया था, वे भी नष्ट हो गए। . चित्र 19 अपरिवर्तनीय विनाश के बाद रोकनेवाला का एक विस्तृत दृश्य दिखाता है। यह अवरोधक IC NE555P के साथ इलेक्ट्रॉनिक उपकरण का हिस्सा था, जिसे माइक्रोवेव पावर जनरेटर एंटीना से 0.25 मीटर की दूरी पर 2 s के लिए EMP के संपर्क में लाया गया था।

परीक्षण किए गए आईसी में विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के प्रभावों के खिलाफ अतिरिक्त सुरक्षा नहीं थी। यदि विद्युत चुम्बकीय प्रतिरक्षा के उच्च स्तर की आवश्यकता होती है, तो विभिन्न प्रकार के परिरक्षित बाड़ों या परिरक्षित बक्से का उपयोग किया जा सकता है, जो अन्य विशेषताओं जैसे कि विभिन्न प्रकार के परिरक्षित दरवाजे, ईएमआई/आरएफआई (ईएमआई - विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप/आरएफआई - रेडियोफ्रीक्वेंसी हस्तक्षेप) द्वारा पूरक हैं। शील्डेड वेवगाइड एयर वेंट्स, वेवगाइड फीड-थ्रू और समान। बिजली आपूर्ति लाइनों को विशेष उच्च-आवृत्ति फिल्टर (आरएफ फिल्टर) के माध्यम से जोड़ा जाना चाहिए। परिरक्षित कैबिनेट और बक्सों से डेटा संचरण के लिए वेवगाइड फिल्टर के साथ फाइबर-ऑप्टिक अनुप्रयोगों का अक्सर उपयोग किया जाता है। विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के प्रभाव से इलेक्ट्रॉनिक सर्किट की सुरक्षा के लिए तत्वों के विशिष्ट उदाहरण पाए जा सकते हैं, उदाहरण के लिए, [31] में।

6। निष्कर्ष

इस पत्र में, हमने विशेष रूप से DEWs और IEMIs में गंभीर HPEM खतरों की शुरुआत की, और वर्तमान और भविष्य के विद्युत ऊर्जा नेटवर्क पर उनके संभावित प्रभावों पर चर्चा की। लेख ने ई-क्षेत्र स्तर और DEW या IEMI जनरेटर एंटीना एपर्चर से लक्ष्य की दूरी के संदर्भ में DEW और IEMI जनरेटर के मूल वर्गीकरण का वर्णन किया। एक साधारण इलेक्ट्रॉनिक सर्किट IC NE555P के लिए एक इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इम्युनिटी मापन किया गया था, जिसमें ई-फील्ड के प्रभावों के खिलाफ अतिरिक्त सुरक्षा नहीं थी। इसका उपयोग धारा 2 में वर्णित कम-तकनीकी जनरेटर के परीक्षण के लिए किया गया था। जब माइक्रोवेव विकिरण ई-फ़ील्ड> 220 V/m तक पहुँच गया तो परीक्षण किए गए IC में खराबी दिखाई दी। जब माइक्रोवेव विकिरण 1700 V/m से अधिक या उसके बराबर ई-फ़ील्ड तक पहुँच गया, तो परीक्षण किया गया IC नष्ट हो गया। मापे गए ई-फ़ील्ड स्तरों की तुलना इलेक्ट्रोमैग्नेटिक वेव रेडिएशन के सरलीकृत सिद्धांत के आधार पर बनाए गए ई-फ़ील्ड वितरण से की गई थी और COMSOL मल्टीफ़िज़िक्स में सिमुलेशन का उपयोग करके सत्यापित किया गया था। परीक्षण किया गया आईसी मध्य-स्तर के एकीकरण के साथ एक प्रतिरोधी सर्किट था। आधुनिक आईसीएस जैसे बहुत बड़े पैमाने पर एकीकरण और अल्ट्रा-बड़े पैमाने पर एकीकरण अनजाने में विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप और जानबूझकर विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप के लिए कम प्रतिरोधी हैं।

इस प्रकार, विद्युत शक्ति नेटवर्क में उपयोग किए जाने वाले इलेक्ट्रॉनिक सर्किटों की विद्युत चुम्बकीय प्रतिरक्षा को बढ़ाने के लिए वर्तमान और भविष्य में भी इसकी आवश्यकता है। समाधान आईसी, डेटा लाइनों और पावर लाइनों की लगातार विद्युत चुम्बकीय ढाल है।

लेखक योगदान:

अवधारणा, एलडी, आरके, और एमपी; कार्यप्रणाली, एलडी, आरके, एमपी; सत्यापन, एमपी, आरके; औपचारिक विश्लेषण, एलडी, एमपी और आरके; जांच, एलडी, आरके, और एमपी; लेखन- मूल मसौदा तैयार करना, एलडी, आरके और एमपी; लेखन-समीक्षा और संपादन, एलडी, आरके और एमपी; विज़ुअलाइज़ेशन, एलडी, एमपी; पर्यवेक्षण, एलडी; परियोजना प्रशासन, एलडी, आरके सभी लेखकों ने पांडुलिपि के प्रकाशित संस्करण को पढ़ लिया है और उससे सहमत हैं।

अनुदान:

शोध को कोई बाहरी धन नहीं मिला।

संस्थागत समीक्षा बोर्ड का वक्तव्य:

लागू नहीं।

सूचित सहमति वक्तव्य:

लागू नहीं।

डेटा उपलब्धता विवरण:

लागू नहीं।

स्वीकृतियां:

इस पत्र में प्रस्तुत कार्य को चेक गणराज्य के रक्षा मंत्रालय - रक्षा विकास कार्यक्रम "AIROPS" के विश्वविद्यालय द्वारा समर्थित किया गया है।

हितों का टकराव:

ऑथर ने किसी हित संघर्ष की घोषणा नहीं की है।

संदर्भ

1. कैस्टिलो-कैगिगल, एम.; मतल्लानास, ई.; कैमानो-मार्टिन, ई.; मार्टिन, ए.जी. स्वार्मग्रिड: मल्टीफ्रीक्वेंसी एजेंट समन्वय के आधार पर वितरित ऊर्जा संसाधनों के साथ मांग-पक्ष प्रबंधन। एनर्जीज 2018, 11, 2476. [क्रॉसरेफ]

2. लियू, डब्ल्यू.; गुओ, डी.; जू, वाई।; चेंग, आर.; वांग, जेड।; ली, वाई। इंटेलिजेंट स्टेट स्पेस रिडक्शन और छद्म-अनुक्रमिक मोंटे कार्लो सिमुलेशन के आधार पर फोटोवोल्टिक पावर स्टेशनों के साथ पावर सिस्टम्स की विश्वसनीयता का आकलन। एनर्जीज 2018, 11, 1431. [क्रॉसरेफ]

3. ओचोआ, डी.; मार्टिनेज, कमजोर और पृथक विद्युत प्रणालियों में आवृत्ति नियंत्रण बढ़ाने के लिए एस प्रस्ताव: सैन क्रिस्टोबल द्वीप-इक्वाडोर के विंड-डीजल पावर सिस्टम के लिए आवेदन। ऊर्जा 2018, 11, 910. [क्रॉसरेफ]

4. हू, एच.; वांग, एक्स।; पेंग, वाई।; ज़िया, वाई।; यू, एम।; वेई, डब्ल्यू। स्थिरता विश्लेषण और स्थिर विद्युत भार के साथ मेश्ड डीसी वितरित पावर सिस्टम्स के लिए आभासी हार्मोनिक प्रतिरोध के आधार पर स्थिरता वृद्धि। ऊर्जा 2017, 10, 69. [क्रॉसरेफ]

5. फारिया, पी.; स्पिनोला, जे.; वैले, जेड। वितरित ऊर्जा संसाधन निर्धारण और एकत्रीकरण मांग प्रतिक्रिया कार्यक्रमों के संदर्भ में। एनर्जीज 2018, 11, 1987. [क्रॉसरेफ]

6. कैसाडो-वारा, आर.; वेले, जेड।; प्रीतो, जे.; स्मार्ट बिल्डिंग में आईओटी नेटवर्क के लिए कोरचाडो, जेएम फॉल्ट-टॉलरेंट टेम्परेचर कंट्रोल एल्गोरिथम। ऊर्जा 2018, 11, 3430. [क्रॉसरेफ]

7. हू, डी.; पेंग, वाई।; वी, डब्ल्यू।; हू, वाई। डीसी माइक्रोग्रिड में आभासी प्रतिबाधा समायोजन के साथ आवेश संतुलन की स्थिति के लिए द्वितीयक नियंत्रण वितरित किया। ऊर्जा 2020, 13, 408. [क्रॉसरेफ]

8. सिंह, एम.; झा, आरसी ऑब्जेक्ट-ओरिएंटेड यूजेबिलिटी इंडिसेज फॉर मल्टी-ऑब्जेक्टिव डिमांड साइड मैनेजमेंट यूजिंग टीचिंग-लर्निंग बेस्ड ऑप्टिमाइजेशन। ऊर्जा 2019, 12, 370. [क्रॉसरेफ]

9. गलवान, एल.; नवारो, जेएम; गलवान, ई.; कैरास्को, जेएम; अल्कांतारा, ए। एक नई प्राथमिकता-आधारित स्मार्ट ग्रिड नियंत्रण विधि का उपयोग करके ऊर्जा भंडारण का इष्टतम निर्धारण। ऊर्जा 2019, 12, 579. [क्रॉसरेफ]

10. कोत्सलोस, के.; मिरांडा, आई.; सिल्वा, एन.; कम वोल्टेज वितरण नेटवर्क में कई वितरित ऊर्जा संसाधनों के समन्वित संचालन के लिए लेइट, एच। ए क्षितिज अनुकूलन नियंत्रण ढांचा। ऊर्जा 2019, 12, 1182. [क्रॉसरेफ]

11. शोकरी गजफौदी, ए.; प्रीतो, जे.; एजेंट-आधारित स्थानीय विद्युत व्यापार के लिए कोर्चाडो, जेएम आभासी संगठन संरचना। एनर्जीज 2019, 12, 1521. [क्रॉसरेफ]

12. सुजानोवा, पी.; रिक्टारिकोवा, एम.; सोटो मेयर, टी.; हैदर, ए। एक स्वस्थ, ऊर्जा कुशल और आरामदायक इनडोर पर्यावरण, एक समीक्षा। एनर्जीज 2019, 12, 1414. [क्रॉसरेफ]

13. फैया, आर.; फारिया, पी.; वेले, जेड।; एक आवासीय घर में इष्टतम बैटरी ऊर्जा भंडारण अनुसूची को ध्यान में रखते हुए स्पिनोला, जे। डिमांड रिस्पांस ऑप्टिमाइजेशन पार्टिकल स्वार्म एल्गोरिथम का उपयोग करना। एनर्जीज 2019, 12, 1645. [क्रॉसरेफ]

14. रैडस्की, डब्ल्यूए; होड, आर। स्मार्ट ग्रिड पर तीन हाई पावर इलेक्ट्रोमैग्नेटिक (एचपीईएम) खतरों के प्रभावों का अवलोकन। इलेक्ट्रोमैग्नेटिक कम्पैटिबिलिटी-ईएमसी यूरोप, रोम, इटली पर अंतर्राष्ट्रीय संगोष्ठी की कार्यवाही में, 17-21 सितंबर 2012।

15. कप्पनमैन, जेजी; रैडस्की, डब्ल्यूए; गिल्बर्ट, जेएल; एरिनमेज़, एलए एडवांस्ड जियोमैग्नेटिक स्टॉर्म फोरकास्टिंग: ए रिस्क मैनेजमेंट टूल फॉर इलेक्ट्रिक पावर सिस्टम ऑपरेशंस। आईईईई ट्रांस। प्लाज्मा विज्ञान। 2000, 28, 2114–2121। [क्रॉसरेफ]

16. गिरि, डीवी हाई-पावर इलेक्ट्रोमैग्नेटिक रेडिएटर्स: नॉनलेथल वेपन्स एंड अदर एप्लिकेशन; हार्वर्ड यूनिवर्सिटी प्रेस: ​​कैम्ब्रिज, एमए, यूएसए, 2004; आईएसबीएन 978-0-674-01569-2।

17. गिरि, डीवी; होड, आर.; सब्बाथ, एफ। इलेक्ट्रॉनिक्स पर हाई-पावर इलेक्ट्रोमैग्नेटिक (एचपीईएम) वातावरण के निहितार्थ। आईईईई इलेक्ट्रोमैगन। कॉम्पैक्ट। पत्रिका। 2020, 9, 37–44। [क्रॉसरेफ]

18. अंतर्राष्ट्रीय विद्युत तकनीकी आयोग। 61000-2-13:2005|IEC वेबस्टोर|विद्युत चुम्बकीय संगतता, EMC, स्मार्ट सिटी।

19. गिरि, डीवी; टेशे, एफएम; बॉम, सीई हाई-पावर इलेक्ट्रोमैग्नेटिक (एचपीईएम) रेडिएटिंग और कंडक्टिंग सिस्टम का अवलोकन। यूआरएसआई रेडियो विज्ञान। साँड़। 2006, 2006, 6-12।

20. मोर्टन, डी.; बैनिस्टर, जे.; लेविन, जे.; नफ़, टी.; स्मिथ, आई.; स्जे, एच.; वारेन, टी.; गिरि, डीवी; मोरा, सी.; पावलिंको, जे.; और अन्य। ए 2एमवी,<300ps Risetime, 100Hz Pulser for Generation of Microwaves. In Proceedings of the 2010 IEEE International Power Modulator and High Voltage Conference, Atlanta, Georgia, 23–27 May 2010.

21. मोर्टन, डी.; बैनिस्टर, जे.; दासिल्वा, टी.; लेविन, जे.; नफ़, टी.; स्मिथ, आई.; स्जे, एच.; वारेन, टी.; गिरि, डीवी; मोरा, सी.; और अन्य। HPM WBTS, एक ट्रांसपोर्टेबल हाई-पावर वाइड-बैंड माइक्रोवेव स्रोत। 2010 IEEE इंटरनेशनल पावर मॉड्यूलेटर और उच्च वोल्टेज सम्मेलन, अटलांटा, जॉर्जिया, 23-27 मई 2010 की कार्यवाही में।

22. बॉम, सीई; बेकर, डब्ल्यूएल; बल्कि, डब्ल्यूडी; लेहर, जेएम; ओ'लफलिन, जेपी; गिरि, डीवी; स्मिथ, आईडी; आल्टेस, आर.; फॉकलर, जे.; मैकलेमोर, डीएम; और अन्य। झटका: एक अत्यधिक निर्देशक, बहुत गहन, आवेग-जैसा रेडिएटर। प्रक्रिया। आईईईई 2004, 92, 1096-1109। [क्रॉसरेफ]

23. बोइंग: चैंप-लाइट्स आउट। ऑनलाइन उपलब्ध: https://www.boeing.com/features/2012/10/bds-champ-10-22-12.पेज (16 अप्रैल 2021 को देखा गया)।

24. मीडिया, ओ. रेथियॉन ईएमपी हथियार का परीक्षण बोइंग, यूएसएएफ रिसर्च लैब-मिलिट्री एंबेडेड सिस्टम्स द्वारा किया गया।

25. टेस्टो 865 थर्मल इमेजर|थर्मल इमेजर|तापमान|पैरामीटर|टेस्टो इंटरनेशनल।

26. मिश्रा, डी। रेडियो-फ्रीक्वेंसी और माइक्रोवेव कम्युनिकेशन सर्किट: विश्लेषण और डिजाइन; विले: न्यूयॉर्क, एनवाई, यूएसए, 2001; आईएसबीएन 978-0-471-41253-3।

27. डनस्मोर, जेपी हैंडबुक ऑफ माइक्रोवेव कंपोनेंट मेजरमेंट्स: विथ एडवांस्ड वीएनए टेक्निक्स, दूसरा संस्करण।; जॉन विली एंड संस: होबोकन, एनजे, यूएसए, 2020; आईएसबीएन 978-1-119-47713-6।

28. कुएस्टर, वेवगाइड्स और ट्रांसमिशन लाइन्स का ईएफ सिद्धांत; सीआरसी प्रेस: ​​बोका रैटन, एफएल, यूएसए, 2020; आईएसबीएन 978-1-315-37004-0।

29. स्मोलस्की, एस.एम.; कोचेमासोव, वीएन; बेलोव, एलए हैंडबुक ऑफ आरएफ, माइक्रोवेव, और मिलीमीटर-वेव कंपोनेंट्स, पहला संस्करण।; आर्टेक हाउस: बोस्टन, एमए, यूएसए; लंदन, यूके, 2012; आईएसबीएन 978-1-60807-209-5।

30. एप्लीकेशन एक्सचेंज: पिरामिडल हॉर्न एंटीना।

31. ईटीएस-लिंडग्रेन पब्लिक वेबसाइट शील्डिंग।

For more information:1950477648nn@gmail.com