Diseño de bancos de medida y modelización de la compatibilidad electromagnética y aislamiento de equipos en radiofrecuencia frente a HEMP

Sacristán Larrio, Rodrigo (2021). Diseño de bancos de medida y modelización de la compatibilidad electromagnética y aislamiento de equipos en radiofrecuencia frente a HEMP. Proyecto Fin de Carrera / Trabajo Fin de Grado, E.T.S.I. y Sistemas de Telecomunicación (UPM), Madrid.

Description

Title: Diseño de bancos de medida y modelización de la compatibilidad electromagnética y aislamiento de equipos en radiofrecuencia frente a HEMP
Author/s:
  • Sacristán Larrio, Rodrigo
Contributor/s:
  • González Posadas, Vicente
Item Type: Final Project
Degree: Grado en Ingeniería de Sistemas de Telecomunicación
Date: June 2021
Subjects:
Freetext Keywords: Banco de pruebas; Pulso electromagnético; Señal electromagnética
Faculty: E.T.S.I. y Sistemas de Telecomunicación (UPM)
Department: Ingeniería Audiovisual y Comunicaciones [hasta 2014]
Creative Commons Licenses: Recognition - No derivative works - Non commercial

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Abstract

Este Proyecto está enfocado en el diseño de un banco de prueba de onda guiada Conical-Plate enfocados a generar un ambiente similar al producido por el pulso electromagnético de una bomba nuclear detonada a gran altura (HEMP) siguiendo la normativa MIL-STD-461, así como comparar los resultados de la modelización electromagnética que hace cada uno de los diseños propuestos. En primer lugar, se da a conocer el marco histórico y las características del pulso electromagnético de la bomba que se quiere producir. El pulso se divide en tres tipos diferentes dependiendo del rango de tiempo de actuación. Los diseños elegidos están previstos para cumplir con el más energético (E1 HEMP). Posteriormente, se describe el modo de propagación, la influencia que pueden causar en equipos y los consecuentes daños. Una vez conocida la problemática del pulso electromagnético se realiza un análisis comparativo en base a las diferentes formas de modelar el pulso E1 HEMP y seleccionando la normativa IEC 61000-2-9 como referente. Además, con el fin de verificar si equipos y sistemas son electromagnéticamente compatibles para soportar sus efectos se consideran la normativa IEC-61000-4-25 para bancos de prueba pequeños y la prueba de susceptibilidad RS105 de la normativa MIL-STD-461. Tras realizar un estudio de los distintos tipos de bancos de prueba capaces de imitar el escenario electromagnético E1 HEMP se elige diseñar un banco de pruebas de onda guiada Conical-Plate para probar equipos de 0,125 m3. Mediante el programa CST Studio Suite se diseñan dos modelos distintos del banco Conical-Plate, uno cuya superficie conductora superior se constituye por una placa de aluminio y otro por cables de acero. Ambos con las mismas dimensiones: 480 cm x 250 cm x 157,5 cm (L x W x h). Una vez se han diseñado los modelos se analiza el comportamiento y la uniformidad del campo eléctrico dentro de la estructura y se compara los parámetros del pulso en la zona de trabajo con las normativas consideradas. Finalmente, se posicionan cubos con un volumen de 0,125 m3 de diferentes características en su interior para comprobar cómo afectan estos al campo generado alrededor y su aislamiento frente al pulso. Abstract: This Project is focused on the design of a guided wave testbench Conical-Plate aimed at generating an environment like that produced by the electromagnetic pulse of a high-altitude detonated nuclear bomb (HEMP) following the MIL-STD-461 standard, as well as comparing the results of the electromagnetic modelling of each of the proposed designs. Firstly, the historical framework and the characteristics of the electromagnetic pulse of the bomb to be produced are presented. The pulse is divided into three different types depending on the time range of actuation. The chosen designs are intended to comply with the most energetic one (E1 HEMP). Subsequently, the propagation mode, the influence they can have on equipment and the consequent damage are described. Once the electromagnetic pulse problem is known, a comparative analysis is carried out based on the different ways of modelling the E1 HEMP pulse and selecting the IEC 61000-2-9 standard as a reference. In order to verify whether equipment and systems are electromagnetically compatible to withstand its effects, the IEC-61000-4-25 standard for small test benches and the RS105 susceptibility test of the MIL-STD-461 standard are considered. After carrying out a study of the different types of test benches capable of imitating the E1 HEMP electromagnetic scenario, a Conical-Plate guided wave test bench was chosen to test 0,125 m3 equipment. Using the CST Studio Suite program, two different models of the Conical-Plate test bench are designed, one with an aluminium plate as the upper conductive surface and the other with steel cables. Both have the same dimensions: 480 cm x 250 cm x 157,5 cm (L x W x H). Once the models have been designed, the behaviour and uniformity of the electric field within the structure is analysed and the pulse parameters in the working zone are compared with the standards considered. Finally, cubes with a volume of 0,125 m3 of different characteristics are placed inside the structure to check how they affect the field generated around them and their isolation from the pulse.

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Item ID: 69416
DC Identifier: https://oa.upm.es/69416/
OAI Identifier: oai:oa.upm.es:69416
Deposited by: Biblioteca Universitaria Campus Sur
Deposited on: 11 Jan 2022 16:32
Last Modified: 11 Jan 2022 16:32
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