EMB_60

EMC SIMULATION |

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EMBEDDED

60 • MAGGIO • 2016

n importante ambito della simulazione si oc-

cupa della valutazione dei fenomeni elettromagneti-

ci in atmosfera e serve per implementare adeguate

misure di protezione contro i loro malaugurati effetti

sui sistemi elettronici non solo a bordo degli aerei

ma anche a terra. Il più noto di questi fenomeni è

costituito dai fulmini ma ce ne sono altri due molto

diffusi e altrettanto deleteri ovvero gli HIRF, High

Intensity Radiated Field, e gli HEMP, High Altitude

ElectroMagnetic Pulse (EMP). Gli HIRF sono campi

elettromagnetici a radiofrequenza irradiati dai ponti

radio televisivi, da alcuni satelliti e anche dai velivoli

civili e militari con intensità sufficientemente eleva-

ta per attraversare le fusoliere in fibra di carbonio e

colpire qualsiasi cosa possa funzionare da antenna

ricevente mentre gli HEMP sono impulsi elettroma-

gnetici prodotti da esplosioni nucleari che avvengono

al di fuori dell’atmosfera terrestre ma possono pene-

trarvi e arrivare a interferire con i sistemi elettro-

nici degli aerei in quota. È pertanto indispensabile

effettuare accurate simulazioni e approfonditi test

per verificare che tutte le funzioni critiche possano

funzionare senza danni anche quando subiscono at-

tacchi di questo tipo.

La sventura degli HIRF è che possono spaziare in

frequenza da 10 kHz fino a ben 20 GHz e perciò biso-

gna fronteggiarli con adeguate schermature realiz-

zabili solo facendo numerosi test con tutte le sorgenti

necessarie a coprire l’intera banda. Generalmente si

mira a garantire livelli di picco attorno alla decina di

kV/m per il campo elettrico e ai kA/m per il campo

magnetico su distanze di una ventina di metri ma si

può anche avvicinare le sorgenti di test per simula-

re livelli di potenza maggiori su alcuni intervalli di

frequenza più critici. L’approccio per gli HEMP è del

tutto simile ma va considerato che a causa della loro

natura nucleare questi impulsi possono manifestar-

si in tutte e tre le forme tipiche ovvero come campi

elettrici, campi magnetici o radiazioni elettromagne-

tiche. Infine, ricordiamo che un centinaio di metri

di distanza può non bastare a salvarci dai fulmini

perché sono in grado di generare e diffondere nel loro

intorno impulsi di corrente persino di una trentina

di kA e perciò anche questa seppur rara evenienza

dev’essere adeguatamente verificata.

Per queste valutazioni è fondamentale fare più fasi

di simulazione con tool matematici in grado di appli-

care svariati modelli di sorgenti elettromagnetiche

Simulazione

dei campi

elettromagnetici

atmosferici

I fenomeni atmosferici possono

avere effetti elettromagnetici rilevanti

sui sistemi elettronici e perciò

vanno simulati e verificati con tool e

strumenti configurati appositamente

a tal compito come l’EMA3D pensato

da EMA per l’avionica

Lucio Pellizzari

Fig. 1 – I fulmini, le radiazioni di forte intensi-

tà HIRF e gli impulsi elettromagnetici nell’alta

atmosfera HEMP sono in grado di danneggiare

i sistemi elettronici non adeguatamente scher-

mati