СПОСОБ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО ПОРАЖЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ

СПОСОБ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО ПОРАЖЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ 


RU (11) 2154839 (13) C2

(51) 7 G01S13/00, G01S7/38 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.10.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

(14) Дата публикации: 2000.08.20 
(21) Регистрационный номер заявки: 98116492/09 
(22) Дата подачи заявки: 1998.08.31 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 1998.08.31 
(45) Опубликовано: 2000.08.20 
(56) Аналоги изобретения: ПАНОВ В.В. и др. Некоторые аспекты проблемы создания СВЧ- средств функционального поражения. Зарубежная радиоэлектроника, 1993, N 10, 11, 12, с.3-10. АНТИПИН В.В. и др. Влияние мощных импульсных микроволновых помех на полупроводниковые приборы, интегральные микросхемы, Зарубежная радиоэлектроника, 1995, N 1, с.37-53. Блудов С.Б. и др. Генерирование мощных СВЧ-импульсов ультракороткой длительности и их воздействие на изделия электронной техники. Физика плазмы, 1994, т.20, N 7, 8, с.712-717. RU, 2103705 C1, 27.01.1998. US, 5777572, 07.07.1998. US, 4149167, 10.04.1979. US, 4912742, 23.03.1990. GB, 2198905 A, 22.06.1988. 
(71) Имя заявителя: Научно-исследовательский институт ядерной физики при Томском политехническом университете 
(72) Имя изобретателя: Диденко А.Н.; Сулакшин А.С.; Фортов В.Е.; Юшков Ю.Г. 
(73) Имя патентообладателя: Научно-исследовательский институт ядерной физики при Томском политехническом университете 
(98) Адрес для переписки: 634050, г.Томск, пр. Ленина 2-а, НИИЯФ, патентный отдел 

(54) СПОСОБ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО ПОРАЖЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ 

Способ функционального поражения полупроводниковых радиоэлектронных средств, по которому объект облучают потоком мощного СВЧ-излучения частотой f1, до и во время облучения зондируют объект СВЧ-сигналом частотой f0 такой, что f1 2f0, 4f0, 6f0, плавно повышают плотность потока мощности СВЧ-излучения частотой f1, непрерывно регистрируют отклики от зондирующего СВЧ-сигнала на частотах 2f0, 4f0, 6f0... и при изменении параметров гармонических откликов прекращают облучение мощным СВЧ-излучением. Технический результат заключается в непрерывном контроле за состоянием радиоэлектронных схем объекта. 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Предлагаемое изобретение относится к технике борьбы с радиоэлектронными средствами различного назначения и предназначено для поиска и вывода из строя объектов, содержащих полупроводниковые радиоэлементы, в частности, может быть использовано для вывода из строя функциональных электронных цепей объектов, используемых террористами.

Известен способ [см. Кузнецов А.С., Кутин Г.И. Методы исследования эффекта нелинейного рассеяния электромагнитных волн. Зарубежная радиоэлектроника, 1985, 4, стр. 41-53] дистанционного обнаружения объектов, основанный на явлении, связанном с тем, что при облучении объектов, имеющих слабые нелинейные элементы, каковыми являются полупроводниковые приборы, в переотраженном сигнале появляются частотные составляющие, отсутствующие в спектре возбуждающего поля. Избирательный прием и анализ гармонических составляющих лежит в основе такого способа локации объектов, обладающих нелинейностью.

Известно, что если в облучаемом объекте имеются механические контакты металл-металл, то в переотраженном сигнале наибольшую интенсивность имеют нечетные гармоники несущей частоты - продукт нелинейного преобразования на переходе металл-окисел-металл. При отражении сигналов от объектов с элементами, имеющими полупроводниковые переходы, в основном появляются четные гармоники. Этот эффект, например, используют для обнаружения человека под снегом, когда в его одежду вшита дипольная антенна, нагруженная на полупроводниковый диод [см. Исследование объектов с помощью пикосекундных импульсов. Под ред. Г.В. Глебовича. М.: Радио и связь, 1984, стр. 134].

Избирательный прием гармонических составляющих от объекта переизлучения позволяет избавиться от сильных фоновых отражений, которые в ряде случаев делают невозможным использование обычных радиолокационных методов поиска и обнаружения объекта. Такой способ позволяет только обнаружить объект поиска, но не нарушает его функционирование.

Известен способ, выбранный за прототип [см. работу Панова В.В., Саркисьяна А. П. Некоторые аспекты проблемы создания СВЧ-средств функционального поражения. Зарубежная радиоэлектроника, 1993, 10, 11, 12, стр. 3-10]. Способ предназначен для функционального подавления радиоэлектронных средств и основан на использовании сверхмощного СВЧ-излучения для выведения из строя чувствительных к электромагнитным полям радиоэлементов на расстояниях до десятков и сотен километров. При воздействии СВЧ-излучения на различные полупроводниковые радиоэлементы возможны три пути развития ситуации: снижение качества функционирования объекта на время действия СВЧ-импульса; временная потеря работоспособности; необратимый выход из строя полупроводниковых радиоэлементов за счет их перегрева или полевого пробоя.

Для надежного функционального поражения радиоэлектронных схем с полупроводниковыми приборами по этому способу необходим заведомо высокий уровень плотности мощности СВЧ-облучения, вплоть до сотен кВт/см2, хотя известно, что некоторые полупроводниковые приборы теряют работоспособность уже при уровнях мощности СВЧ-излучения от единиц до сотен ватт при воздействии единичным СВЧ-импульсом и от десятков милливатт до десятков ватт при воздействии импульсных последовательностей [см. Антипин В.В., Годовицын В.А., Громов Д. В. , Кожевников А. С., Раваев А.А. Влияние мощных импульсных микроволновых помех на полупроводниковые приборы, интегральные микросхемы. Зарубежная радиоэлектроника, 1995, 1, стр. 37-53].

Таким образом, задача надежного функционального поражения полупроводниковых элементов с меньшими энергетическими затратами остается по-прежнему не решенной. В предлагаемом изобретении эта задача решается за счет нового технического результата - непрерывного контроля за состоянием радиоэлектронных схем объекта.

Указанный технический результат достигается тем, что, как и в известном способе функционального подавления радиоэлектронных средств, объект облучают потоком мощного СВЧ-излучения частотой f1. В отличие от прототипа до и во время облучения объект зондируют дополнительно СВЧ-сигналом частотой f0 такой, что f12f0, 4f0, 6f0..., плавно повышают плотность потока мощности СВЧ-излучения частотой f1, непрерывно регистрируют отклик зондирующего сигнала от объекта на частотах 2f0, 4f0, 6f0... и при изменении параметров гармонических откликов от объекта и прекращают облучение мощным СВЧ-излучением.

Осуществление способа рассмотрим на примере работы устройства, схематически изображенного на чертеже, где цифрами обозначены: 1 - передатчик зондирующих сигналов, 2 - передающая антенна передатчика зондирующих сигналов, 3 - объект, 4 - приемная антенна системы регистрации гармонических откликов от объекта, 5 - система регистрации гармонических откликов от объекта, 6 - мощный СВЧ-генератор, 7 - антенная система для облучения объекта.

Выход передатчика зондирующих сигналов 1, работающего на частоте f0, подключен к передающей антенне 2. Частота излучения соответствует, например, дециметровому диапазону длин волн, исходя из следующих соображений. При облучении объектов, скрытых листвой, травой, снегом и т.п., глубина проникновения электромагнитного излучения зависит от длины волн колебаний. Излучение дециметрового диапазона длин волн имеет большую глубину проникновения в среду, чем излучение более коротковолновых диапазонов СВЧ или излучение светового диапазона. В спектре сигнала отклика от объекта 3 в случае облучения потоком электромагнитной энергии одной частоты f0 будут присутствовать составляющие f0, 2f0, 3f0, где 2f0 - частота второй гармоники, 3f0 - частота третьей гармоники и т.д. Приемная антенна 4 соединена с системой регистрации 5 и настроена, например, на частоту второй гармоники 2f0. Если сигнал на этой гармонике будет четко регистрироваться, то это будет говорить о том, что в объекте имеются полупроводниковые нелинейные элементы. После идентификации и определения координат объекта 3 включается мощный СВЧ-генератор 6 и его антенная система 7 наводится на объект 3. Частота излучения f1 мощного СВЧ-генератора 6 должна быть отличной от частоты сигнала, принимаемого антенной 4, чтобы не нарушать работу системы регистрации в процессе облучения, но она может быть такой же, как у передатчика зондирующих импульсов f0, но лучше, если она будет более высокая, например, находиться в трехсантиметровом диапазоне длин волн. В этом случае легче обеспечить с помощью антенной системы 7 более высокую плотность потока мощности, так как с увеличением частоты при приемлемых размерах антенны угол расхождения луча электромагнитного излучения уменьшается. Кроме того, более высокочастотные волны легче проникают внутрь объекта через щели, разъемы и другие конструкционные элементы. С повышением мощности СВЧ-генератора 6 фиксируют изменение сигнала второй гармоники 2f0 в системе регистрации 5. Под воздействием мощного потока СВЧ-излучения происходят изменения в переходном слое полупроводниковых элементов [см., например, работу Антипина В.В., Годовицына В.А., Громова Д.В., Кожевникова А.С., Раваева А.А. Влияние мощных импульсных микроволновых помех на полупроводниковые приборы и интегральные микросхемы. Зарубежная радиоэлектроника, 1995, N 1, с. 37-53]. Резкое уменьшение амплитуды сигнала второй гармоники 2f0 будет указывать на то, что схема управления объекта вышла из строя. Срыв амплитуды переизлученного сигнала от объекта на второй гармонике связан с изменением прямой и обратной проводимости, например, полупроводникового диода под действием мощного СВЧ-излучения. Объясняется это тем, что электромагнитное поле высокой частоты и достаточной мощности, прикладываемое к p-n-переходу диода, разрушает его за счет малоизученных эффектов, возможно за счет тепловыделения и микропробоев, что приводит к изменению нелинейной вольт-амперной характеристики диода и происходит соответствующее изменение переизлученного сигнала.

Таким образом, вышеизложенное показывает, что заявляемый способ позволяет проводить поиск, обнаружение и вывод из строя объектов, содержащих нелинейные полупроводниковые элементы. Способ осуществим, когда объект окружен посторонними предметами, замаскирован или находится в условиях повышенного содержания пыли в атмосфере.

Измерение более высоких четных гармоник 4f0, 6f0... или комбинационных составляющих позволяет более точно и надежно установить работоспособность нелинейных элементов и схем, в которые они включены.

При реализации способа передатчик зондирующих сигналов 1 и мощный СВЧ-генератор 6 могут быть совмещены. В этом случае мощный СВЧ-генератор 6 должен работать на частоте f0 и в нем должна быть осуществлена отсечка собственных гармоник излучения на частотах 2f0, 4f0, 6f0..., чтобы не создавать помех для системы регистрации 5 гармонических откликов от объекта зондирования. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Способ функционального поражения полупроводниковых радиоэлектронных средств, по которому объект облучают потоком мощного СВЧ-излучения частотой f1, отличающийся тем, что дополнительно до и во время облучения зондируют объект СВЧ-сигналом частотой f0 такой, что f1 2f0, 4f0, 6f0, плавно повышают плотность потока мощности СВЧ-излучения частотой f1, непрерывно регистрируют отклики от зондирующего СВЧ-сигнала на частотах 2f0, 4f0, 6f0... и при изменении параметров гармонических откликов прекращают облучение мощным СВЧ-излучением.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Электроника и электротехника




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+автомобильная -сигнализация".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "датчик" будут найдены слова "датчик", "датчики" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("датчик!").


Металлоискатели и металлодетекторы | Электронные устройства охраны и сигнализации | Электронные устройства систем связи | Приемные и передающие антенны | Электротехнические и радиотехнические контрольно-измерительные приборы и способы электроизмерений | Электронные устройства пуска, управления и защиты электродвигателей постоянного и переменного тока | Электродвигатели постоянного и переменного тока | Магниты и электромагниты | Кабельно-проводниковые и сверхпроводниковые изделия


Рейтинг@Mail.ru