Журнал «Системы управления, связи и безопасности»
(Systems of Control, Communication and Security)

Журнал «Системы управления, связи и безопасности» является рецензируемым научным электронным изданием (ISSN 2410-9916). Журнал зарегистрирован как сетевое издание в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (РОСКОМНАДЗОР), свидетельство о регистрации средства массовой информации ЭЛ № ФС 77 - 61239 от 03 апреля 2015 г. Основное содержание издания представляет собой научные статьи и научные обзоры.

Уважаемые авторы, мы немного изменили образец оформления статьи.
При оформлении статей в журнал используйте новый образец.
В примечаниях отмечены требования и рекомендации.

Учредитель журнала - ООО «Корпорация «Интел Групп» (Санкт-Петербург).

Главный редактор: Макаренко Сергей Иванович.
Адрес: 197372, Санкт-Петербург, пр. Богатырский, дом 32, корпус 1 лит. А, помещение 6Н.
E-mail: sccs@intelgr.com
Телефон: +7 (931) 579-10-59.

Информация предназначена для лиц старше 12 лет.

Преимущества журнала:

• С 2017 года журнал на постоянной основе включен в Перечень рецензируемых научных изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук, на соискание ученой степени доктора наук, рекомендованный ВАК России.
  Журнал рекомендован ВАК для публикации основных результатов диссертаций, по научным специальностям: 2.2.13, 2.2.14, 2.2.15, 2.3.1, 2.3.5, 2.3.6 по номенклатуре научных специальностей, утвержденной приказом Минобрнауки РФ № 118 от 24.11.2021 г.
  Полный перечень научных специальностей, по которым журнал был рекомендован ВАК с 2017 г. и его ретроспективные изменения можно посмотреть здесь;
• журнал является высоко цитируемым изданием и в соответствии с рейтингом Sсince Index от РИНЦ за 2021 год занимает среди российских периодических научных изданий:
  - 1-е место по тематике "Связь",
  - 1-е место по тематике "Военное дело",
  - 21-е место по тематике "Общие и комплексные проблемы технических и прикладных наук и отраслей народного хозяйства";
• объем статьи - до 50 страниц, количество цитируемых источников - без ограничений;
• для высокоцитируемых авторов - публикация бесплатна (подробно о стоимости здесь);
• публикация статей в открытом доступе с одновременной передачей полных текстов статей в наукометрические базы учета цитирования;
• относительно короткие сроки обработки статьи: начальное оценивание научного уровня статьи и ее соответствия тематике журнала – 2-3 дня; рецензирование – 10-20 дней; публикация статьи и формирование выходных данных – в среднем 35 дней.

Периодичность выхода журнала 4 номера в год (без учета спецвыпусков).
Публикация в журнале является научным печатным трудом.

Текущий номер № 2 2023

Номер формируется. Ждем ваши статьи.

• Лебедкина Т. В., Хорев Г. А.
  Модель функционирования и алгоритм конфигурирования адресации ложных сетевых информационных объектов в условиях сетевой разведки
  Lebedkina T. V., Horev G. A.
  Functioning model and algorithm for configuring the addressing of false network information objects in the conditions of network reconnaissance
• Аннотация / Abstract
  • Постановка задачи: расширение возможностей и повышение результативности сетевой разведки по вскрытию информационных систем актуализируют вопросы по обеспечению их информационной безопасности. Инерционные свойства применяемых средств защиты в полной мере не обеспечивают защищенность информационных систем от сетевой разведки и компьютерных атак. Технология ложных сетевых информационных объектов – ресурс безопасности, предназначение которого состоит в том, чтобы быть исследованным или подвергнутым кибератакам со стороны нарушителя информационной безопасности. Целью работы является разработка модели и алгоритма, позволяющих обеспечить защищенность информационной системы, обеспечить оперативное обслуживание санкционированных клиентов с одновременным снижением качества обслуживания запросов от средств злоумышленника посредством выбора оптимального режима функционирования ложных сетевых информационных объектов. Используемые методы: формализация процесса функционирования ложных сетевых информационных объектов при конфигурировании параметров адресации в условиях сетевой разведки путем представления процесса их взаимодействия в виде марковского случайного процесса с дискретными состояниями и непрерывным временем, а также решение задачи управления численными и аналитическими методами. Новизна: элементами новизны представленной модели является применение математического аппарата однородных цепей Маркова с непрерывным временем с учетом свойств асимптотической устойчивости и робастности, для обоснования выбора оптимальных режимов функционирования ложных сетевых информационных объектов. Элементами новизны разработанного алгоритма является применение представленной модели функционирования ложных сетевых информационных объектов, постановке и решении прямой задачи исследования операций для максимизации вероятности формирования и отправки актуальных ложных данных на запросы от средства сетевой разведки. Результат: проведенные расчеты свидетельствуют о повышении защиты информационных ресурсов за счет своевременной обработки запросов от средства сетевой разведки и отправки ему ответов за время, не превышающее среднее время отклика реального узла сети на TCP- и ARP-запросы. Представленный алгоритм позволяет повысить результативность защиты за счет снижения возможностей средств сетевой разведки по идентификации ложных сетевых информационных объектов, путем конфигурирования параметров адресации. Практическая значимость: заключается в нахождении вероятностно-временных характеристик, описывающих состояния процесса функционирования ложных сетевых информационных объектов в условиях сетевой разведки, а также в решении прямой задачи исследования операций для максимизации вероятности формирования и отправки актуальных ложных данных на запросы от средств сетевой разведки и снижение возможностей компрометации средств защиты.
  • Purpose: Capabilities enhancing and effectiveness improving of network reconnaissance to break information systems actualize the issues of ensure their information security. The inertial properties of the applied means of protection do not fully ensure the security of information systems from network reconnaissance and computer attacks. Spoof network information object technology is a security resource whose purpose is to be investigated or subjected to cyberattacks by an information security violator.The aim of the work is to develop a model and an algorithm to ensure the security of the information system, to provide prompt service to authorized clients with a simultaneous decrease in the quality of service requests from the attacker's tools by choosing the optimal mode of functioning of false network information objects. Methods used methods: formalization of the process of functioning of false network information objects in the configuration of addressing parameters under conditions of network reconnaissance by representing the process of their interaction in the form of a Markovian random process with discrete states and continuous time, as well as solving the control problem by numerical and analytical methods. Novelty: the elements of novelty of the presented model are the application of the mathematical apparatus of homogeneous Markov chains with continuous time taking into account the asymptotic stability and robustness properties, for substantiation of the choice of optimal modes of operation of false network information objects. The novelty of the developed algorithm is the application of the presented model of functioning of false network information objects, statement and the decision of a direct problem of research of operations for maximization of probability of formation and sending of actual false data on requests from means of network reconnaissance. Result: The calculations performed indicate an increase in the protection of information resources due to the timely processing of requests from the network reconnaissance tool and sending responses to it in a time not exceeding the average response time of a real network node to TCP and ARP requests. The presented algorithm makes it possible to increase the effectiveness of protection by reducing the capabilities of network reconnaissance tools to identify false network information objects by configuring addressing parameters. Practical relevance: Lies in finding the probabilistic-temporal characteristics that describe the state of the process of functioning of the false network information objects in the conditions of network reconnaissance, as well as in solving the direct problem of operations research to maximize the probability of generating and sending actual false data to requests from network reconnaissance tools, as well as reducing the possibility of compromising the means of protection.
• Ключевые слова / Key words
  • сетевая разведка, ложные сетевые информационные объекты, компьютерная атака, протокол, устойчивость, случайный процесс
  • network reconnaissance, false network information objects, computer attack, protocol, resilience, random process
• Ссылка на статью / Reference
  • Лебедкина Т. В., Хорев Г. А. Модель функционирования и алгоритм конфигурирования адресации ложных сетевых информационных объектов в условиях сетевой разведки // Системы управления, связи и безопасности. 2023. № 2. С. 23-62. DOI: 10.24412/2410-9916-2023-2-23-62.
  • Lebedkina T. V., Horev G. A. Functioning model and algorithm for configuring the addressing of false network information objects in the conditions of network reconnaissance. Systems of Control, Communication and Security, 2023, no. 2, pp. 23-62. DOI: 10.24412/2410-9916-2023-2-23-62 (in Russian).

---

• Москвин А. А.
  Алгоритм конфигурирования многоадресных сетевых соединений в условиях компьютерной разведки
  A. A. Moskvin
  Algorithm of multiaddress network connection configuration under conditions of computer intelligence
• Аннотация / Abstract
  • Постановка задачи: не смотря на применяемые меры защиты информации, угрозы совершения компьютерных атак на вычислительные сети остаются актуальными. Одним из способов предотвращения данных угроз является сокрытие истинных IP-адресов сетевых узлов вычислительной сети посредством их динамического изменения. Однако, применение указанных мер снижает доступность сетевых узлов для легитимных пользователей, поскольку традиционно применяемые протоколы транспортного уровня TCP/UDP имеют известные ограничения, которые не гарантируют непрерывную и безопасную передачу данных. Эти ограничения снимаются посредством применения протокола транспортного уровня SCTP, способного содержать в рамках установленного соединения множество предварительно заданных IP-адресов. Целью работы является разработка алгоритма, позволяющего повысить доступность и защищенность сетевых узлов вычислительной сети при динамическом изменении ее IP-адресов посредством применения оптимальных параметров конфигурирования многоадресных сетевых соединений. Используемые методы: в работе использованы методы исследования случайных процессов, а также методы решения задач многокритериальной оптимизации. Новизна: элементами новизны представленного алгоритма является применение модели функционирования многоадресных сетевых соединений, основанной на математическом аппарате теории марковских процессов с дискретными состояниями и непрерывным временем, постановке и решении задачи многокритераильной оптимизации методом идеальной точки с использованием алгоритма Нелдера-Мида. Результат: проведенные расчеты свидетельствуют о повышении доступности и защищенности сетевых узлов в случае применения оптимальных параметров многоадресных сетевых соединений при динамическом изменении их IP-адресов. Практическая значимость: заключается в повышении защищенности сетевых узлов вычислительной сети за счет снижения возможности средств компьютерной разведки по выявлении истинных IP-адресов с одновременным повышением доступности сетевых узлов за счет применения оптимальных параметров конфигурации многоадресных сетевых соединений.
  • Problem statement: despite the usage of information security measures, the threats of computer attacks on computer networks remain relevant. One of the methods applied for preventing such threats is the concealment of real IP-addresses of the computer network’s nodes through their dynamic changes.  However, the usage of such measures lowers the network nodes’ availability for legitimate users because traditionally used TCP/UPD transport layer protocols have known limitations, which do not ensure continuous and secure data transmission. These limitations can be removed by application of the SCTP transport layer protocol, which can keep a set of previously defined IP-addresses within the established connection. The purpose of the work is to develop the algorithm, which allows improving the availability and safety of the computer network’s nodes when dynamically changing its IP-addresses by using the optimal parameters of the multiaddress network connection configuration. Methods used: in this paper the study of stoсhastic processes methods and the methods of multi-criteria optimization problems solutions are used. Novelty: The novelty of the presented algorithm is the application of the multiaddress network connection configuration model based on the mathematical apparatus of Markovian processes with discrete states and continuous time; and also the problem statement and multi-criteria optimization solution by application of the ideal point method and the Nelder-Mead algorithm. Results: calculations show the improvement in availability and safety of the network nodes when the optimal parameters of the multiaddress network connection with dynamically changing IP-addresses are applied. Practical significance is to improve computer networks’ nodes safety by reducing the computer intelligence’s ability to detect real IP-addresses with the simultaneous availability improvement by applying optimal parameters of the multiaddress network connection configuration.
• Ключевые слова / Key words
  • компьютерная разведка, многоадресные сетевые соединения, многокритериальная оптимизация, повышение доступности и защищенности
  • network intelligence, multiaddress network connection, multi-criteria optimization, availability and safety improvement
• Ссылка на статью / Reference
  • Москвин А. А. Алгоритм конфигурирования многоадресных сетевых соединений в условиях компьютерной разведки // Системы управления, связи и безопасности. 2023. № 2. С. 81-101. DOI: 10.24412/2410-9916-2023-2-81-101.
  • Moskvin A. A. Algorithm of multiaddress network connection configuration under conditions of computer intelligence. Systems of Control, Communication and Security, 2023, no. 2, pp. 81-101. DOI: 10.24412/2410-9916-2023-2-81-101 (in Russian).

• Пашинцев В. П., Гринев Е. М., Скорик А. Д., Белоконь Д. А.
  Методика определения зависимости среднеквадратического отклонения отношения сигнал-помеха в декаметровой радиолинии от выбора частоты
  V. P. Pashintsev, E. M. Grinev, A. D. Skorik, D. A. Belokon
  Method for determining the dependence of the standard deviation from the signal-interference in a decameter radio link on the choice of frequency
• Аннотация / Abstract
  • Постановка задачи: известно, что случайные изменения мощности принимаемых сигналов и помех в декаметровом диапазоне волн существенно влияют на надежность радиосвязи (вероятность связи с достоверностью не хуже допустимой). Для поддержания допустимой надежности связи требуется своевременная смена рабочих частот. Надежность связи определяется величиной среднего отношения сигнал-помеха на входе приемника относительно его допустимого значения, которые зависят от выбора рабочей частоты, и среднеквадратического отклонения входного отношения сигнал-помеха. Последнее при расчетах надежности декаметровой связи полагается неизменным и равным 14 дБ. Однако согласно экспериментальным данным среднеквадратическое отклонение отношения мощности сигнала к мощности помех на входе приемника декаметровой связи зависит от частоты, что может повлиять на достоверность расчета надежности. Целью статьи является разработка методики определения зависимости среднеквадратического отклонения отношения сигнал-помеха на входе приемника от выбора рабочей частоты и оценки ее влияния на надежность связи в одномодовой декаметровой радиолинии. Новизна заключается в теоретическом обобщении методик расчета надежности связи в одномодовой декаметровой радиолинии через функцию Лапласа и через отклонения нижней и верхней децилей для определения частотной зависимости среднеквадратического отклонения отношения сигнал-помеха. Результат: получено аналитическое выражение для оценки среднеквадратического отклонения отношения средних мощностей сигнала и помех на входе приемника от выбора рабочей частоты в одномодовой декаметровой радиолинии. Практическая значимость: при расчете надежности связи в одномодовой декаметровой радиолинии необходимо учитывать зависимость среднеквадратического отклонения отношения сигнал-помеха от выбора рабочей частоты. Расхождение в расчетах надежности связи при отсутствии учета этой частотной зависимости в среднем составляет 5,6 %, а наибольшая разница достигает 8,1 %.
  • Problem statement: it is known that random changes in the power of received signals and interference in the decameter wave range significantly affect the reliability of radio communications (the probability of communication with reliability is not worse than the permissible one). To maintain acceptable communication reliability, a timely change of operating frequencies is required. Communication reliability is determined by the value of the average signal-to-noise ratio at the receiver input relative to its allowable value, which depend on the choice of operating frequency, and the standard deviation of the input signal-to-noise ratio. The latter, when calculating the reliability of decameter communication, is assumed to be unchanged and equal to 14 dB. However, according to experimental data, the root-mean-square deviation of the ratio of signal power to noise power at the input of a decameter communication receiver depends on frequency, which can affect the reliability of the reliability calculation. The aim of the work is to develop a technique for determining the dependence of the standard deviation of the signal-to-noise ratio at the receiver input on the choice of the operating frequency and assessing its impact on the reliability of communication in a single-mode decameter radio link. The novelty lies in the theoretical generalization of methods for calculating the reliability of communication in a single-mode decameter radio link through the Laplace function and through the deviations of the lower and upper deciles to determine the frequency dependence of the standard deviation of the signal-to-noise ratio. Result: an analytical expression is obtained for estimating the root-mean-square deviation of the ratio of the average signal powers and interference at the receiver input from the choice of the operating frequency in a single-mode decameter radio link. Practical significance: when calculating the reliability of communication in a single-mode decameter radio link, it is necessary to take into account the dependence of the standard deviation of the signal-to-noise ratio on the choice of operating frequency. The discrepancy in the calculations of communication reliability in the absence of this frequency dependence is on average 5,6%, and the largest difference reaches 8,1%.
• Ключевые слова / Key words
  • одномодовая декаметровая радиолиния, надежность связи, среднее отношение сигнал-помеха, среднеквадратическое отклонение, нижняя дециль отношения сигнал-помеха
  • single-mode decameter radio link, communication reliability, average signal-to-noise ratio, standard deviation, lower signal-to-noise ratio decile
• Ссылка на статью / Reference
  • Пашинцев В. П., Гринев Е. М., Скорик А. Д., Белоконь Д. А. Методика определения зависимости среднеквадратического отклонения отношения сигнал-помеха в декаметровой радиолинии от выбора частоты // Системы управления, связи и безопасности. 2023. № 2. С. 63-80. DOI: 10.24412/2410-9916-2023-2-63-80.
  • Pashintsev V. P., Grinev E. M., Skorik A. D., Belokon D. A. Method for determining the dependence of the standard deviation from the signal-interference in a decameter radio link on the choice of frequency. Systems of Control, Communication and Security, 2023, no. 2, pp. 63-80. DOI: 10.24412/2410-9916-2023-2-63-80 (in Russian).

---

• Макаренко С. И.
  Помехозащищенность наземных абонентских терминалов системы спутниковой связи Starlink
  S. I. Makarenko
  Noise Immunity of Starlink User Terminals
• Аннотация / Abstract
  • Актуальность. Обеспечение услугами доступа в сеть Интернет с высокой скоростью и с приемлемой задержкой требует создания многоспутниковых низкоорбитальных систем спутниковой связи (ССС). В настоящее время в России разрабатывается несколько проектов таких ССС, например, проекты «Скиф», «Марафон» и «Мегафон-1440». При этом, обоснование технических решений для этих ССС требует формирования исходных данных для моделирования различных режимов организации связи. Для формирования таких исходных данных может быть использована другая технологически развитая зарубежная многоспутниковая система – Starlink, которая может рассматриваться как высокотехнологичный прототип отечественных ССС. Помехозащищенность является одной из наиболее важных характеристик ССС, в связи с этим ее исследование является актуальной научно-практической задачей. Целью работы является предварительная оценка помехозащищенности ССС Starlink в частности – оценка помехозащищенности наземных абонентских терминалов (АТ). Данная оценка может использоваться для разработки исходных данных при моделировании влияния источников помех на отечественные многоспутниковые низкоорбитальные ССС в интересах научно-обоснованного выбора помехозащищенных режимов работы АТ для них. При оценке помехозащищенности АТ Starlink были использованы только открытые источники. Результаты и их новизна. Элементом практической новизны работы являются выявленные общие технологические особенности реализации АТ Starlink и предварительная оценка ее помехозащищенности с учетом пространственной, временной и энергетической доступности АТ для потенциальных источников помех. Практическая значимость. Представленная работа будет полезна техническим специалистам при обосновании помехозащищенных режимов работы для наземных АТ отечественных многоспутниковых низкоорбитальных ССС. Кроме того, данная модель будет полезна научным работникам и соискателям ученых степеней, ведущим научные исследования в области спутниковой связи и ее помехозащищенности.
  • Relevance. Providing Internet access services at high speed and with acceptable latency throughout the Earth requires the creation of low-orbit multi-satellite communication systems (SATCOM). Currently, several projects of such SatComm, for example, the Russian projects "Skif", "Marathon" and "Megafon-1440" are being developed in Russia. To substantiate technical solutions for these SATCOM, the Starlink system can be used, which can be considered as a prototype of this Russian SATCOMs. Noise immunity is one of the most important characteristics of SATCOM, therefore, it study is an important scientific and practical task. The aim of the paper is to analysis noise immunity of Starlink user terminals (UT). This assessment can be used to develop initial data when modeling the influence of interference sources on Russian multi-satellite low-orbit SATCOMs and for choice of noise-proof modes of UT. Only open sources were used to make analysis noise immunity of Starlink UT. Results and their novelty. The element of practical novelty of the paper is the revealed general technological features of Starlink system and a preliminary assessment of its noise immunity, taking into account the spatial, temporal and energy availability of Starlink UT for potential noise sources. Practical significance. Technical specialists who make noise-proof modes of UT for Russian SATCOMs could use this paper. In addition, the paper will be useful to scientists who conduct research in the field of noise immunity of SATCOM.
• Ключевые слова / Key words
  • помехозащищенность, помеха, источник помех, преднамеренная помеха, радиоэлектронное подавление, радиоэлектронная борьба, абонентский терминал, земная станция, система спутниковой связи, многоспутниковая низкоорбитальная система спутниковой связи, Старлинк, Starlink, SpaceX
  • noise immunity, interference, interference source, intentional interference, electronic jamming, electronic warfare, user terminal, Earth station, SATCOM, multi-satellite low-orbit satellite communication system, Starlink, SpaceX
• Ссылка на статью / Reference
  • Макаренко С. И. Помехозащищенность наземных абонентских терминалов системы спутниковой связи Starlink // Системы управления, связи и безопасности. 2023. № 2. С. 81-101. DOI: 10.24412/2410-9916-2023-2-81-101.
  • Makarenko S. I. Noise Immunity of Starlink User Terminals. Systems of Control, Communication and Security, 2023, no. 2, pp. 81-101. DOI: 10.24412/2410-9916-2023-2-81-101 (in Russian).

• Носов А. В.
  Ослабление влияния электростатического разряда витком меандровой линии с лицевой связью
  A. V. Nosov
  Reducing the electrostatic discharge impact by a meander line with broad-side coupling
• Аннотация / Abstract
  • Постановка задачи: современные тенденции в развитии радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) заставляют проектировщиков уделять особое внимание электромагнитной совместимости (ЭМС). Это связано с повышением быстродействия и уменьшением рабочих напряжений и геометрических размеров элементов РЭА. Все это существенно снижает стойкость РЭА к перенапряжениям. Одной из причин таких перенапряжений является электростатический разряд (ЭСР), который может приводить к частичному или полному отказу РЭА и прерыванию ее функционирования. Опасность воздействия ЭСР на РЭА усугубляется тем, что традиционные устройства защиты имеют такие недостатки, как малые быстродействие и мощность. Кроме того, у традиционных устройств защиты ограниченный ресурс срабатываний, а также, из-за полупроводниковых компонентов в их составе, они в большой степени подвержены влиянию радиации. Это неприемлемо, например, для космической отрасли, из-за необходимости повышения срока активного существования космических аппаратов до 15 лет. В этой связи, необходим поиск новых подходов к защите РЭА, лишенных таких недостатков. Цель работы: показать возможность ослабления влияния электростатического разряда витком меандровой линии (МЛ) с лицевой связью. Используемые методы: использован подход, включающий анализ, структурно-параметрическую оптимизацию эвристическим поиском, а также вычислительный (с применением разных подходов на основе разных численных методов) и натурный эксперименты. Новизна: новизна заключается в использовании искажений в МЛ задержки впервые с целью ослабления влияния ЭСР. Впервые для этого использованы наличие перекрестной наводки и различие скоростей распространения мод в МЛ с лицевой связью. Результат: выполнен детальный анализ влияния геометрических параметров МЛ с лицевой связью на форму и амплитуду напряжения на ее выходе, при воздействии на ее входе источника тока, имитирующего ЭСР. Выявлены и продемонстрированы закономерности влияния отдельно каждого параметра МЛ с лицевой связью на форму напряжения ЭСР на ее выходе. По результатам анализа сформулированы условия, выполнение которых позволяет разложение пикового выброса ЭСР в МЛ с лицевой связью. Выполнена оптимизация параметров поперечного сечения исследуемой МЛ по критерию разложения ЭСР и минимизации его амплитуды с учетом технологических возможностей типового производства печатных плат. Полученные геометрические параметры обеспечили ослабление ЭСР в МЛ 1,61 раза. Согласно стандарту IPC-2221A, постоянный рабочий ток МЛ с полученными оптимальными параметрами может достигать 2,31 А, а напряжение – до 1,1 кВ. В ходе натурных испытаний продемонстрировано уменьшение амплитуды напряжения ЭСР после его прохождения по МЛ за счет разложения его пикового выброса. Выполнено сравнение полученных различными подходами результатов. Ослабление амплитуды напряжения ЭСР во всех использованных подходах составило не менее 1,6 раза: квазистатическом – 1,61 раза; электродинамическом – 1,66 раза; на основе измеренных S-параметров – 1,73 раза; натурном эксперименте – 1,67 раза. Практическая значимость: представленное решение может использоваться в критичной радиоэлектронной аппаратуре для защиты от ЭСР и его вторичных эффектов.
  • Problem statement: Modern trends in the development of radio-electronic equipment (REE) require designers to pay special attention to electromagnetic compatibility (EMC). This is explained by an increase in speed and a decrease in operating voltages and geometric dimensions of REE elements. These changes significantly reduce the REE immunity to overvoltage. One of the reasons for such overvoltage is electrostatic discharge (ESD), which can lead to partial or complete REE failure and interruption of its operation. The danger of ESD impact on REE is exacerbated by the fact that traditional protection devices have disadvantages, such as low speed and power. Additionally, traditional protection devices have limited triggering resource, and since they have semiconductor components in their composition, they are largely susceptible to radiation. This is unacceptable, particularly in the space industry where it is necessary to increase the active lifespan of spacecraft to up to 15 years. Therefore, there is a need to develop new approaches to protecting REE that are free of these drawbacks. Purpose: The purpose of this work is to demonstrate the possibility of reducing the ESD impact by a meander line (ML) with broad-side coupling. Methods: The proposed approach involves analysis, structural-parametric optimization using heuristic search, as well as computational (using different approaches based on various numerical methods) and full-scale experiments. Novelty: The novelty lies in the use of ML distortions to reduce the ESD impact. For the first time, this reduction is achieved by utilizing the presence of crosstalk and the difference in mode propagation speeds in an ML with broad-side coupling. Results: The changes in geometric parameters of the ML were analyzed in detail, as well as their effect on the ESD waveform and amplitude at the ML output. The study revealed the regularities of the influence of each individual parameter of the ML on the ESD voltage waveform. Based on the analysis, conditions were formulated that allow the decomposition of the ESD peak surge in the ML. The cross-section parameters of the ML were optimized according to the criterion of ESD decomposition and minimization of its amplitude, while considering the technological capabilities of typical production of printed circuit boards. The obtained geometric parameters provided ESD attenuation in the line by 1.61 times. According to the IPC-2221A standard, the ML with the obtained optimal parameters can operate with a constant current of up to 2.31 A and a voltage of up to 1.1 kV. Full-scale tests were carried out, demonstrating a decrease in the ESD voltage amplitude after its propagation along the ML occurred due to the decomposition of its peak surge. The results obtained by different approaches were compared. The attenuation of the ESD voltage amplitude in all approaches used was at least 1.6 times: quasi-static – 1.61 times; electrodynamic – 1.66 times; based on the measured S-parameters – 1.73 times, full-scale experiment - 1.67 times. Practical relevance: The proposed solution can be used in critical radio-electronic equipment to protect against ESD and its secondary effects.
• Ключевые слова / Key words
  • электростатический разряд, меандровая линия, четная мода, нечетная мода, электромагнитная совместимость, защита
  • electrostatic discharge, meander line, even mode, odd mode, electromagnetic compatibility, protection
• Ссылка на статью / Reference
  • Носов А. В. Ослабление влияния электростатического разряда витком меандровой линии с лицевой связью // Системы управления, связи и безопасности. 2023. № 2. С. 1-22. DOI: 10.24412/2410-9916-2023-2-1-22.
  • Nosov A. V. Reducing the electrostatic discharge impact by a meander line with broad-side coupling. Systems of Control, Communication and Security, 2023, no. 2, pp. 1-22. DOI: 10.24412/2410-9916-2023-2-1-22 (in Russian).