vestiftИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physical-technical series1561-83582524-244XThe Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1561-8358-2021-66-1-93-100vestift-653Research ArticleДИАГНОСТИКА И БЕЗОПАСНОСТЬ ТЕХНИЧЕСКИХ И ПРИРОДНЫХ СИСТЕМDIAGNOSTICS AND SAFETY OF TECHNICAL AND ENVIRONMENT SYSTEMSВлияние влагосодержания керамзита на значения коэффициента отражения электромагнитного излучения конструкций экранов, выполненных на его основеInfluence of water content of expanded clay on the reflection coefficient of electromagnetic shildБорботькоТ. В.Borbot’koT. V.

Борботько Тимофей Валентинович – доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой защиты информации

ул. П. Бровки, 6, 220013, Минск, Республика Беларусь

Timophey V. Borbot’ko – D. Sc. (Engineering), Professor, Head of the Department of Information Security

6, P. Brovka Str., 220013, Minsk, Republic of Belarus

secure@bsuir.byСавановичС. Э.SavanovichS. E.

Саванович Светлана Эдуардовна – ассистент кафедры защиты информации

ул. П. Бровки, 6, 220013, Минск, Республика Беларусь

Sviatlana E. Savanovich – Assistant of the Department of Information Security

6, P. Brovka Str., 220013, Minsk, Republic of Belarus

svetasav@bsuir.byБелорусский государственный университет информатики и радиоэлектроникиBelarusian State University of Informatics and Radioelectronics20213103202166193100Copyright © Борботько Т.В., Саванович С.Э., 20212021Борботько Т.В., Саванович С.Э.Borbot’ko T.V., Savanovich S.E.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestift.belnauka.by/jour/article/view/653

Установлены закономерности влияния влагосодержания керамзита на значения коэффициента отражения электромагнитного излучения (ЭМИ) данного материала в диапазоне частот 1–17 ГГц. Определена взаимосвязь размера фракций (размера пор) керамзита и рабочего диапазона частот образцов экрана ЭМИ. Показано, что увеличение в 2 раза влагосодержания керамзита с размерами фракций 1…4 и 10…20 мм обеспечивает расширение рабочего диапазона частот образцов экрана ЭМИ, выполненных на основе данного материала, при снижении значений коэффициента отражения исследуемых образцов в 1,7 и 3 раза соответственно. Установлено, что увеличение влагосодержания керамзита от 19 до 40 % при уменьшении его размера фракций с 10…20 по 1…4 мм и размера пор с 0,1…0,2 по 0,01…0,06 мм обеспечивает снижение значений коэффициента отражения образцов экрана ЭМИ на частотах 7,7–17,0 ГГц, увеличение размера фракций керамзита от 1…4 до 10…20 мм при увеличении размера его пор от 0,01…0,06 до 0,1…0,2 мм – на частотах 1,0–7,7 ГГц. Показано, что практическое использование указанных закономерностей позволяет формировать образцы экрана ЭМИ со значениями коэффициентов отражения от –2,8 до –22,0 дБ в диапазоне частот 1–17 ГГц, что позволяет рекомендовать их для использования при создании экранированных помещений.

The regularities of the influence of the moisture content of expanded clay on the values of the reflection coefficient of electromagnetic radiation (EMR) of this material in the frequency range of 1–17 GHz have been established. The relationship between the size of fractions (pore size) of expanded clay and the operating frequency range of the EMR screen samples has been determined. It is shown that a twofold increase in the moisture content of expanded clay with fractions of 1…4 and 10…20 mm provides an extension of the operating frequency range of the EMR shield samples made on the basis of this material, with a decrease in the reflection coefficient of the test samples by 1.7 and 3 times, respectively. It was found that an increase in the moisture content of expanded clay from 19 to 40 % with a decrease in the size of its fractions from 10…20 to 1…4 mm and a pore size from 0.1…0.2 to 0.01…0.06 mm provides a decrease in the values of the reflection coefficient of EMR screen samples at frequencies of 7.7–17.0 GHz, and an increase in the size of expanded clay fractions from 1…4 to 10…20 mm with an increase in the size of its pores from 0.01…0.06 to 0.1…0.2 mm provides a decrease in the values of the reflection coefficient of EMR screen samples at frequencies of 1.0–7.7 GHz. It is shown that the practical use of these regularities makes it possible to form EMR screen samples with reflection coefficients from –2.8 to –22.0 dB in the frequency range 1–17 GHz, which makes it possible to recommend them for use when creating shielded rooms.

экранэлектромагнитное излучениекерамзитхлорид натрияводный растворразмер фракцийразмер порвлагосодержаниекоэффициент отраженияshieldelectromagnetic radiationexpanded claysodium chlorideaqueous solutionsize of fractionspore sizemoisture contentreflection coefficientReferencesЭлектромагнитные излучения. Методы и средства защиты / В. А. Богуш [и др.]; под ред. Л. М. Лынькова. – Минск: Бестпринт, 2003. – 406 с.Bogush V. А., Borbot’ko T. V., Gusinskii A. V., Lyn’kov L. M., Tamelo A. A. Electromagnetic Radiation. Methods and Means of Protection. Minsk, Bestprint Publ., 2003. 406 p. (in Russian).Львова, Л. А. Радиолокационная заметность летательных аппаратов / Л. А. Львова. – Снежинск: Изд-во РФЯЦ – ВНИИТФ, 2003. – 232 с.L’vova L. А. Aircraft Radar Signature. Snezhinsk, Publishing House RFYC – VNIITF, 2003. 232 p. (in Russian).Вакин, С. А. Основы радиоэлектронной борьбы: учеб. пособие / С. А. Вакин, Л. Н. Шустов. – М.: ВВИА им. проф. Н. Е. Жуковского, 1998. – Ч. 1 – 435 с.Vakin S. А., Shustov L. N. The Basics of Radioelectronic Warfare. Part 1. Moscow, Military Air Academy named after Professor N. E. Zhukovsky, 1998. 435 p. (in Russian).Алексеев, А. Г. Физические основы технологии Stealth / А. Г. Алексеев, Е. А. Штагер, С. В. Козырев. – СПб.: ВВМ, 2007. – 284 с.Alekseev А. G., Shtager Е. А., Коzyrev S. V. Physical Fundamentals of Technology Stealth. St. Petersburg, VVМ Publ., 2007. 284 p. (in Russian).Бойправ, О. В. Электромагнитные экраны на основе порошкообразного перлита для технических средств защиты информации: автореф. дис. … канд. техн. наук : 05.13.19 / О. В. Бойправ ; Белорус. гос. ун-т информатики и радиоэлектроники. – Минск, 2017. – 24 с.Boiprav О. V. Powder Perlite-Based Electromagnetic Shields for Information Security Equipment. Мinsk, Belarussian State University of Informatics and Radioelectronics, 2017. 24 p. (in Russian).Влияние размеров фракций влагосодержащего керамзита на экранирующие характеристики экранов ЭМИ / С. Э. Саванович [и др.] // Доклады БГУИР. – 2014. – № 8 (86). – С. 36–40.Savanovich S. E. Borbot’ko T. V., Sokolov V. B., Rusakovich M. V. The influence of the sizes of fractions of moisture- containing expanded clay on the screening characteristics of screens EMR. Doklady BGUIR, 2014, no. 8 (86), pp. 36–40 (in Russian).Саванович, С. Э. Влияние вязкости водного раствора хлорида натрия, введенного в поры керамзита, на его радиопоглощающие свойства / С. Э. Саванович, Т. В. Борботько // Вес. Нац. акад. навук Беларусі. Сер. фіз.-тэхн. на- вук. – 2016. – № 2. – С. 115–119.Savanovich S. E., Borbot’ko Т. V. The effect of the viscosity of an aqueous solution of sodium chloride introduced into the pores of expanded clay on its radar absorbing properties. Vestsi Natsyyanal’nai akademii navuk Belarusi. Seryya fizika-technichnych navuk = Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physical-technical series, 2016, no. 2, pp. 115–119 (in Russian).Саванович, С. Э. Радиоэкранирующие свойства влагосодержащих материалов на основе керамзита / С. Э. Саванович, В. Б. Соколов // Технические средства защиты информации: тез. докл. XII Белорус.-рос. науч.-техн. конф., Минск, 28–29 мая 2014 г. / Белорус. гос. ун-т информатики и радиоэлектроники; редкол.: Л. М. Лыньков [и др.]. – Минск, 2014. – С. 61.Savanovich S. E., Sokolov V. B. Radio-shielding properties of moisture-containing materials based on expanded clay. Tekhnicheskie sredstva zashchity informatsii: tezisy dokladov XII Belorussko-rossiiskoi nauchno-tekhnicheskoi konferentsii, Minsk, 28–29 maya 2014 g. [Technical Means of Information Protection: Abstracts of the XII Belarusian-Russian Scientific and Technical Conference, Minsk, May 28–29, 2014]. Мinsk, 2014, p. 61 (in Russian).Саванович, С. Э. Конструкция экрана для экранирования технических средств и помещений / С. Э. Саванович // Современные средства связи: материалы XVIII междунар. науч.-техн. конф., Минск, 15–16 окт. 2013 г. / Белорус. гос. академия связи; редкол.: А. О. Зеневич [и др.]. – Минск, 2013. – С. 209–210.Savanovich S. E. Screen design for shielding hardware and facilities. Sovremennye sredstva svyazi: materialy XVIII mezhdunarodnoi nauchno-tekhnicheskoi konferentsii, Minsk, 15–16 oktyabrya 2013 g. [Modern Means of Communication: Materials of the XVIII International Scientific and Technical Conference, Minsk, October 15–16, 2013]. Minsk, 2013, pp. 209–210 (in Russian).Клындюк, А. И. Поверхностные явления и дисперсные системы: учеб. пособие / А. И. Клындюк. – Минск: БГТУ, 2011. – 317 с.Klyndyuk, А. I. Surface phenomena and disperse textbook for students of chemical engineering specialties. Minsk, Belarusian State Technological University, 2011. 317 p. (in Russian).Химия (специальные разделы для направления «Строительство») / Г. И. Бердов [и др.]. – Новосибирск: Новосиб. гос. архитектур.-строит. ун-т, 2011. – 187 с.Berdov G. I., Zyryanova V. N., Kucherova E. A., Mashkin N. A., Baev V. S. Chemistry (Special Sections for the Direction “Civil Engineering”). Novosibirsk, Novosibirsk State University of Architecture and Civil Engineering, 2011. 187 p. (in Russian).Ахадов, Я. Ю. Диэлектрические свойства бинарных растворов: справочник / Я. Ю. Ахадов. – М.: Глав. ред. физ.-мат. лит. изд. «Наука», 1977. – 400 с.Аhadov Y. Yu. Dielectric Properties of Binary Solutions: Handbook. Moscow, Nauka Pub., 1977. 400 p. (in Russian).Краткий справочник по химии / под ред. О. Д. Куриленко. – 4-е изд. – Киев: Наук. думка, 1974. – 967 с.Kurilenko О. D. (ed.), Goronovskii I. T., Nazarenko Yu. P., Nekryach E. F. Chemistry Quick Reference. Kiev, Naukova dumka Publ., 1974. 967 p. (in Russian).Колбун, Н. В. Технология изготовления экранов электромагнитного излучения на основе влагосодержащих капиллярно-пористых материалов: автореф. дис. … канд. техн. наук: 05.27.06 / Н. В. Колбун; Белорус. гос. ун-т информатики и радиоэлектроники. – Минск, 2005. – 24 с.Kоlbun N. V. The Manufacturing Technology of Shields of Electromagnetic Radiation Based on Moisture-Containing Capillary-Porous Materials. Мinsk, 2005. 24 p. (in Russian).Саванович, С. Э. Водосодержащие экраны электромагнитного излучения для защиты радиоэлектронной аппаратуры / С. Э. Саванович, В. Б. Соколов // Технические средства защиты информации: тез. докл. XI Белорус.-рос. науч.-техн. конф., Минск, 5–6 июня 2013 г. / Белорус. гос. ун-т информатики и радиоэлектроники; редкол.: Л. М. Лыньков [и др.]. – Минск, 2013. – С. 73.Savanovich S. E., Sokolov V. B. Water-containing screens of electromagnetic radiation for the protection of electronic equipment. Tekhnicheskie sredstva zashchity informatsii: tezisy dokladov XI Belorussko-rossiiskoi nauchno-tekhnicheskoi konferentsii, Minsk, 5–6 iyunya 2013 g. [Technical Means of Information Protection: Abstracts of the XI Belarusian-Russian Scientific and Technical Conference, Minsk, June 5–6, 2013]. Мinsk, 2013, p. 73 (in Russian).Борботько, Т. В. Влияние методов формирования радиопоглощающего покрытия на основе влагосодержащего керамзита на его радиопоглощающие свойства / Т. В. Борботько, С. Э. Саванович // Комплексная защита информации: материалы XХIII науч.-практ. конф., Суздаль, 16–19 мая 2018 г. / Полоц. гос. ун-т; отв. за вып. С. Н. Касанин. – Новополоцк: Полоц. гос. ун-т, 2017. – С. 53–56.Borbot’ko Т. V., Savanovich S. E. The influence of methods for the formation of a radar absorbing coating based on moisture-containing expanded clay on its radar absorbing properties. Kompleksnaya zashchita informatsii: materialy XXIII nauchno-prakticheskoi konferentsii, Suzdal’, 16–19 maya 2018 g. [Comprehensive Information Protection: Materials of the XXIII Scientific-Practical Conference, Suzdal, May 16–19, 2018]. Novopolotsk, Polotsk State University, 2017, pp. 53–56 (in Russian).Саванович, С. Э. Влияние вязкости растворного наполнителя на влагосодержание конструкции экрана на основе влагосодержащего керамзита // С. Э. Саванович, В. Б. Соколов // Технические средства защиты информации: тез. докл. XII Белорус.-рос. науч.-техн. конф., Минск, 28–29 мая 2014 г. / Белорус. гос. ун-т информатики и радиоэлектроники; редкол.: Л. М. Лыньков [и др.]. – Минск, 2014. – С. 61.Savanovich S. E., Sokolov V. B. The effect of the viscosity of the mortar filler on the moisture content of the shield structure based on moisture-containing expanded clay. Tekhnicheskie sredstva zashchity informatsii: tezisy dokladov XII Belorussko-rossiiskoi nauchno-tekhnicheskoi konferentsii, Minsk, 28–29 maya 2014 g. [Technical Means of Information Protection: Abstracts of the XII Belarusian-Russian Scientific and Technical Conference, Minsk, May 28–29, 2014]. Мinsk, 2014, p. 61 (in Russian).Чернякова, К. В. Анализ и обработка СЭМ изображений поверхности пленок нанопористого оксида алюминия с помощью ImageJ / К. В. Чернякова, Р. Карпич, И. А. Врублевский // IV Международная научная конференция «Проблемы взаимодействия излучения с веществом», посвященная 90-летию со дня рождения Б. В. Бокутя, 9–11 ноября 2016 г.: [материалы]: в 2 ч. / редкол.: С. А. Хахомов (гл. ред.) [и др.]. – Гомель: ГГУ им. Ф. Скорины, 2016. – Ч. 2. – С. 181–186.Chernyakova K. V. Karpich R., Vrublevskiy I. А. Analysis and SEM processing of surface images of nanoporous alumina films using ImageJ. IV Mezhdunarodnaya nauchnaya konferentsiya “Problemy vzaimodeistviya izlucheniya s veshchestvom”, posvyashchennaya 90-letiyu so dnya rozhdeniya B. V. Bokutya, 9–11 noyabrya 2016 g. Chast’ 2 [IV International Scientific Conference “Problems of the Interaction of Radiation with Matter” dedicated to the 90th Anniversary of the birth of B. V. Bokut, November 9–11, 2016. Part 2]. Gomel, Francisk Skorina Gomel State University, 2016, pp. 181–186 (in Russian).Исакова, О. П. Обработка и визуализация данных физических экспериментов с помощью пакета ORIGIN / О. П. Исакова, Ю. Ю. Тарасевич, Ю. И. Юзюк. – М.: Либроком, 2009. – 138 с.Isakova О. P., Таrasevich Yu. Yu., Yuzyuk Yu. I. Processing and Visualization of Physical Experiment Data Using the ORIGIN Package. Моscow, Librokom Publ., 2009. 138 p. (in Russian).Гравиметрическое исследование временной стабильности жидкостносодержащих поглотителей ЭМИ / Л. М. Лыньков [и др.] // Технические средства защиты информации: материалы II Белор.-рос. науч.-техн. конф., Нарочь, 17–21 мая 2004 г. / Белорус. гос. ун-т информатики и радиоэлектроники; редкол.: В. Ф. Голиков [и др.]. – Минск, 2004. – С. 42–44.Lyn’kov L. М., Borbot’ko T. V., Kolbun N. V., Prudnik A. M. Gravimetric study of the temporary stability of liquid-containing absorbers of EMR. Tekhnicheskie sredstva zashchity informatsii: materialy II Belorussko-rossiiskoi nauchno- tekhnicheskoi konferentsii, Naroch’, 17–21 maya 2004 g. [Technical Means of Information Protection: Materials of the II Belarusian-Russian Scientific and Technical Conference, Naroch, May 17–21, 2004]. Мinsk, 2004, pp. 42–44 (in Russian).Радиоэкранирующие модульные конструкции на основе порошкообразных материалов / М. Р. Неамах [и др.]; под ред. Л. М. Лынькова. – Минск: Бестпринт, 2013. – 210 с.Neamach М. R., Boiprav O. V., Borbot’ko T. V., Lyn’kov L. M., Sokolov V. B. Radio-Shielding Modular Structures Based on Powder Materials. Мinsk, Bestprint Publ., 2013. 210 p. (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.