• Suscettibilità radiata
• EMI

In questo lavoro di tesi, sotto la guida del Microwave & Radiation Laboratory del Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione dell’Università di Pisa, si sono affrontate le varie problematiche legate allo studio della suscettibilità di sottosistemi elettronici irradiati da campi elettromagnetici di tipo impulsivo.
Tra i diversi effetti provocati dall'esplosione nucleare, la cui importanza relativa varia a seconda delle condizioni del punto di scoppio, va annoverata la generazione di un impulso elettromagnetico (EMP), a larga banda e di brevissima durata. L'interazione dell'EMP con un sistema esposto al fenomeno è legata all'energia associata alla propagazione elettromagnetica che può penetrare all'interno del sistema stesso per produrre transitori di correnti e tensioni su componenti di sistemi elettrici ed elettronici. Gli effetti causati dalla generazione di un EMP infatti possono essere tali da provocare malfunzionamenti dovuti a livelli di saturazione dei transistor che lavorano in regime di non linearità, danneggiamenti fisici dovuti a bruciature dei componenti (riscaldamento eccessivo per effetto Joule) o metallizzazioni non desiderate, dissaldature e rotture delle giunzioni a semiconduttore. Per indurre tali effetti è necessaria la conoscenza dei livelli di tensione e corrente superati i quali il dispositivo colpito non funzionerà più correttamente.
La vasta gamma di apparecchiature potenzialmente esposte a danni o malfunzionamenti provocati da interferenti di tipo impulsivo, in particolare computer, radio, radar, ricevitori, suscita in ambito militare forte interesse. A tal proposito si parla di DEW (Direct Energy Weapon), ovvero armi, non letali nei confronti dell’individuo, che dirigono sul bersaglio energia elettromagnetica (si pensi ad un proiettile o ad un missile). Le tipologie di attacco che possono essere condotte con l’impiego di una DEW possono riguardare la distruzione fisica su larga scala del bersaglio (caso meno frequente), oppure il danneggiamento temporaneo o permanente di componenti (ovvero necessari per il compimento della missione o compito).
In letteratura è presente tanto materiale sull’argomento ed è facile perdersi approfondendo alcune problematiche piuttosto che altre. Con il seguente elaborato si propone di illustrare i risultati derivati dallo studio della suscettibilità di sottosistemi elettronici e di costituire una solida base da cui partire per eventuali sviluppi futuri.
La trattazione è articolata in tre parti. La prima parte riguarda la teoria alla base dello studio della suscettibilità di un dispositivo (Capitoli 1-2-3), la seconda si occupa delle problematiche relative alle misure effettuate sul DUT (Capitoli 4-5), mentre la terza è dedicata alla presentazione dei risultati (Capitolo 6).
In particolare, nel Capitolo 1, è presentata un’indagine sullo stato dell’arte dei generatori di EMP ad elevata potenza. Segue una ricerca di applicazioni, in ambito civile e militare, di sorgenti HPEM. Il Capitolo 2 riguarda la classificazione degli interferenti elettromagnetici sulla base del tipo di ambiente, della sorgente utilizzata e degli effetti prodotti. Quest’ultima è stata trattata con maggior rilievo poiché lo scopo dell’elaborato è proprio quello di studiare e classificare l’ effetto prodotto sul DUT. Il Capitolo 3 è dedicato alla presentazione dei concetti legati ai fenomeni di accoppiamento, fondamentali per l’analisi e la valutazione dell’impatto del disturbo sul dispositivo, ed è arricchito da alcuni esempi che chiariscono i concetti più importanti. Il Capitolo 4 tratta la strumentazione hardware e software utilizzata nel lavoro di tesi. Segue una dettagliata descrizione del Sistema scelto per le prove di suscettibilità. Nel Capitolo 5 vengono illustrate le due tipologie di Test Program implementate. Il Capitolo 6 è dedicato alla presentazione dei risultati ottenuti, distinguendo i casi di singolo impulso e treno di impulsi.