Материал: MSZI_2003

Оценка

 

уровня

 

ПЭМИ

     

191

 

Таблица

 11.2.

 

Приборы

, 

используемые

 

для

 

определения

 

ЭМС

 

Прибор

 

Диапазон

 

рабочих

 

частот

, 

МГц

 

Производитель

 

SMV-8 26–1000 

Messelecktronik, 

Германия

 

SMV-11 

0,009–30 

— " — 

SMV-41 

0,009–1000 

— " — 

“

Элмас

” 30–1300 

ПО

 “

Вектор

”, 

С

.–

Петербург

 

ESH-2 

0,009–30 

RHODE & SHWARZ, 

ФРГ

 

ESV 

20–1000 

— " — 

ESH-3 

0,009–30 

— " — 

ESVP 

20–1300 

— " — 

Современные

 

измерительные

 

приемники

  (

ЭЛМАС

, ESH-3, ESVP, SMV-41) 

автома

-

тизированы

 

и

 

оборудованы

 

интерфейсами

 

по

 

стандарту

 IEEE-488, 

что

 

представляет

 

воз

-

можность

 

управлять

 

режимами

 

работы

 

приемника

 

с

 

помощью

 

внешней

 

ЭВМ

, 

а

 

переда

-

вать

 

измеренные

 

значения

 

на

 

внешнюю

 

ЭВМ

 

для

 

их

 

обработки

. 

Кроме

 

перечисленных

 

в

 

табл

. 11.2 

приборов

, 

для

 

измерения

 

побочных

 

ЭМИ

 

средств

 

цифровой

 

электронной

 

техники

 

могут

 

быть

 

использованы

 

анализаторы

 

спектра

 

в

 

ком

-

плекте

 

с

 

измерительными

 

антеннами

 (

табл

. 11.3). 

Таблица

 11.3.

 

Анализаторы

 

спектра

 

Прибор

 

Диапазон

 

рабочих

 

частот

, 

МГц

 

Диапазон

  

измерения

 

Производитель

 

СЧ

-82 

3 · 10

-4 

– 1500 

1 

миВ

 – 3 

В

 

СНГ

 

СКЧ

-84 

3 · 10

-5 

– 110 

70 

нВ

 – 2,2 

В

 

— " — 

СЧ

-85 

1 · 10

-4 

– 39,6 · 10

3 

1 

миВ

 – 3 

В

 

10

-16

 – 10

-2

 

Вт

 

— " — 

РСКЧ

-86 

25 – 1500 

40 

нВ

 – 2,8 

В

 

3 10

-17

 – 1 

Вт

 

— " — 

РСКЧ

-87 

1000 – 4000 

10

-12

 – 0,1 

Вт

 

— " — 

РСКЧ

-90 

1000 – 17440 

10

-12

 – 0,1 

Вт

 

— " — 

НР

8568

В

 

1 · 10

-4

 – 1500 

10

-16

 – 1 

Вт

 Hewlett-Packard, 

США

 

 

Окончание

 

таблицы

 11.3

 

Прибор

 

Диапазон

 

рабочих

 

частот

, 

МГц

 

Диапазон

  

измерения

 

Производитель

 

НР

71100

А

 

1 · 10

-4

 – 2900 

10

-16

 – 1 

Вт

 

— " — 

НР

8566 

В

 

1 · 10

-4

 – 22000 

10

-16

 – 1 

Вт

 

— " — 

2756

Р

 

1 · 10

-2

 – 3,25 · 10

3 

10

-16

 – 1 

Вт

 Tektronix, 

США

  

192

     

Глава

 11. 

Каналы

 

утечки

 

информации

 

при

 

эксплуатации

 

ЭВМ

 

 

2380-2383 

1 · 10

-4

 – 4200 

10

-18

 – 1 

Вт

 Marconi 

Instruments, 

Анг

-

лия

 

FSA 

1 · 10

-4

 – 2000 

10

-17

 – 1 

Вт

 

RHODE & SHWARZ, 

ФРГ

 

FSB 

1 · 10

-4

 – 5000 

10

-17

 – 1 

Вт

 

— " — 

Современные

 

анализаторы

 

спектра

 

со

 

встроенными

 

микропроцессорами

 

позволяют

 

анализировать

 

различные

 

параметры

 

сигналов

. 

Имеется

 

возможность

 

объединения

 

ана

-

лизатора

 

спектра

 

с

 

помощью

 

интерфейса

 

с

 

другими

 

измерительными

 

приборами

 

и

 

внешней

 

ЭВМ

 

в

 

автоматизированные

 

измерительные

 

системы

. 

В

 

процессе

 

обработки

 

могут

 

выполняться

 

следующие

 

функции

: 

поиск

 

экстремальных

 

значений

 

сигнала

; 

отбор

 

сигналов

, 

уровень

 

которых

 

превосходит

 

заданный

 

сдвиг

 

по

 

оси

 

частот

 

для

 

оптимальной

 

регистрации

 

сигнала

. 

Встроенный

 

микропроцессор

 

обеспечива

-

ет

 

обработку

 

амплитудно

-

частотных

 

спектров

, 

а

 

также

 

оптимизацию

 

времени

 

измерения

 

и

 

разрешающей

 

способности

 

для

 

рассматриваемого

 

интервала

 

частот

. 

В

 

отличие

 

от

 

задач

 

ЭМС

, 

где

 

требуется

 

определить

 

максимальный

 

уровень

 

излучения

 

в

 

заданном

 

диапазоне

 

частот

, 

при

 

решении

 

задач

 

ЗИ

 

требуется

 

определить

 

уровень

 

из

-

лучения

 

в

 

широком

 

диапазоне

 

частот

, 

соответствующем

 

информативному

 

сигналу

. 

По

-

этому

 

оценка

 

уровня

 

излучений

 

при

 

решении

 

задач

 

ЗИ

 

должна

 

начинаться

 

с

 

анализа

 

технической

 

документации

 

и

 

отбора

 

электрических

 

цепей

, 

по

 

которым

 

можно

 

переда

-

вать

 

информацию

 

с

 

ограниченным

 

доступом

. 

Необходимо

 

провести

 

анализ

 

и

 

определить

 

характеристики

 

опасных

 

сигналов

: 

•

 

используемый

 

код

: 

последовательный

, 

параллельный

; 

•

 

периодическое

 

повторение

 

сигнала

: 

есть

, 

нет

; 

•

 

временн

ы

е

 

характеристики

 

сигнала

; 

•

 

спектральные

 

характеристики

 

сигнала

. 

После

 

этого

 

можно

 

приступать

 

непосредственно

 

к

 

определению

 

уровней

 

информа

-

тивных

 

ПЭМИ

. 

Здесь

 

используются

 

следующие

 

методы

: 

метод

 

оценочных

 

расчетов

, 

ме

-

тод

 

принудительной

 (

искусственной

) 

активизации

; 

метод

 

эквивалентного

 

приемника

. 

Метод

 

оценочных

 

расчетов

 

Определяются

 

элементы

 

конструкции

 

оборудования

, 

в

 

которых

 

циркулируют

 

опас

-

ные

 

сигналы

, 

составляются

 

модели

, 

производится

 

оценочный

 

расчет

 

уровня

 

излучений

. 

Этот

 

метод

 

хорошо

 

реализуется

 

при

 

наличии

 

программного

 

обеспечения

 

для

 

ЭВМ

 

в

 

ви

-

де

 

экспертной

 

системы

, 

содержащей

 

банк

 

моделей

 

излучателей

. 

Метод

 

принудительной

 

активизации

 

Активизируется

  (

программно

 

или

 

аппаратно

) 

канал

  (

одна

 

опасная

 

цепь

) 

эталонным

 

сигналом

, 

который

 

позволяет

 

идентифицировать

 

излучения

, 

и

 

измеряются

 

уровни

 

воз

-

никающих

 

ПЭМИ

. 

Для

 

измерений

 

в

 

данном

 

методе

 

могут

 

быть

 

использованы

 

измери

-

тельные

 

приемники

 

и

 

анализаторы

 

спектра

. 

Методы

 

измерения

 

уровня

 

ПЭМИ

     

193

 

Метод

 

эквивалентного

 

приемника

 

Синтезируется

 

приемник

 

для

 

восстановления

 

информации

, 

содержащейся

 

в

 

ПЭМИ

. 

После

 

калибровки

 

такой

 

приемник

 

может

 

быть

 

использован

 

для

 

измерения

 

уровней

 

ин

-

формационных

 

излучений

. 

Каждый

 

из

 

методов

 

обладает

 

своими

 

достоинствами

 

и

 

недостатками

. 

В

 

настоящее

 

время

 

наиболее

 

приемлемым

 

для

 

практики

 

методом

 

оценки

 

уровней

 

информативных

 

ПЭМИ

 

представляется

 

метод

 

принудительной

 

активизации

. 

Методы

 

измерения

 

уровня

 

ПЭМИ

 

При

 

проведении

 

специальных

 

исследований

 

необходимо

 

измерять

 

уровень

 

ПЭМИ

 

и

 

рассчитать

 

радиус

 

зоны

 R2, 

характеризующий

 

минимальное

 

расстояние

 

от

 

технических

 

средств

, 

на

 

границе

 

и

 

за

 

пределами

 

которого

 

отношение

 

сигнал

/

шум

 

не

 

превышает

 

нор

-

мированного

 

значения

  (

рис

. 11.3). 

В

 

общем

 

случае

 

это

 

расстояние

 

может

 

находиться

 

в

 

ближней

, 

промежуточной

 

или

 

дальней

 (

волновой

) 

зоне

. 

В

 

пределах

 

каждой

 

из

 

зон

 

затухание

 

электромагнитной

 

волны

 

описывается

 

различ

-

ными

 

аналитическими

 

зависимостями

. 

Для

 

получения

 

объективной

 

величины

 

следует

 

правильно

 

определять

 

границы

 

зон

. 

В

 

настоящее

 

время

 

границы

 

зон

 

определяются

 

условно

, 

без

 

достаточного

 

математи

-

ческого

 

или

 

электродинамического

 

обоснования

. 

Так

 

в

 

качестве

 

границы

 

ближней

 

зоны

 

некоторые

 

авторы

 

принимают

 

величину

 

λ

/2

π

, 

а

 

дальней

 — 

λ

. 

В

 

ряде

 

случаев

 

ошибочно

 

принимается

, 

что

 

в

 

промежуточной

 

зоне

 

напряженность

 

электрического

 

поля

 

обратно

 

пропорциональна

 

квадрату

 

расстояния

 

от

 

источника

 

побочных

 

излучений

. 

Таким

 

обра

-

зом

, 

при

 

расчете

 

радиуса

 R2 

допускаются

 

методические

 

погрешности

, 

что

 

недопустимо

 

при

 

организации

 

защиты

 

информации

 

ограниченного

 

распространения

 

от

 

утечки

 

за

 

счет

 

побочных

 

электромагнитных

 

излучений

. 

Для

 

многих

 

технических

 

средств

 

обработки

 

информации

 (

ПЭВМ

 

и

 

др

.) 

характерна

 

большая

 

величина

 

амплитуды

 

напряжения

 

опас

-

ного

 

сигнала

 

и

 

малая

 

величина

 

амплитуды

 

тока

. 

Такие

 

источники

 

относятся

 

к

 

электри

-

ческим

 

излучателям

. 

194

     

Глава

 11. 

Каналы

 

утечки

 

информации

 

при

 

эксплуатации

 

ЭВМ

 

 

 

Рис

. 11.3.

 

Определение

 

радиуса

 

зоны

 R2 

Технические

 

средства

 

обработки

 

информации

 

полагаем

 

точечным

 

электрическим

 

из

-

лучателем

, 

поскольку

 

его

 

размеры

 

существенно

 

меньше

 

расстояния

 

до

 

точки

 

возможно

-

го

 

перехвата

 

информации

. 

Представим

 

техническое

 

средство

 

обработки

 

информации

 

в

 

виде

 

диполя

, 

размещенного

 

в

 

точке

 

О

 

сферической

 

системы

 

координат

, 

как

 

показано

 

на

 

рис

. 11.4. 

Математические

 

выражения

 

для

 

определения

 

параметров

 

поля

 

источников

 

ПЭМИ

 

можно

 

получить

 

из

 

классической

 

теории

 

технической

 

электродинамики

, 

используя

 

вы

-

ражение

 

для

 

векторного

 

потенциала

. 

Известно

, 

что

 

векторы

 

напряженности

 

магнитного

 

Н

 

и

 

электрического

 

Е

 

полей

 

связаны

 

с

 

векторным

 

потенциалом

 

зависимостями

: 

 

H =

 

⎝⎜

⎛

⎠⎟

⎞

1

μ

a

 

×

 rotA

э

 

, 

E =

 

⎝⎜

⎛

⎠⎟

⎞

1

i 

ωε

a

μ

a

 rot rotA

a

 

Здесь

 

A

э

 

=

 

μ

a 

I 

l

 e

–jkr

4

π

r

,

 

где

 

ε

a

 — 

абсолютная

 

комплексная

 

диэлектрическая

 

проницаемость

; 

μ

a

 — 

абсолютная

 

магнитная

 

проницаемость

 

среды

; 

I

 — 

ток

 

в

 

проводнике

; 

l

 — 

длина

 

проводника

; 

r

 — 

расстояние

 

от

 

излучателя

 

до

 

измерительной

 

антенны

 (

точка

 

наблюде

-

ния

); 

k

 — 

волновое

 

число

. 

Методы

 

измерения

 

уровня

 

ПЭМИ

     

195

 

 

Рис

. 11.4.

 

Модель

 

излучателя

 

электромагнитного

 

поля

 

Разложим

 

векторный

 

потенциал

 

на

 

радиальную

 (

A

r

), 

угломестную

 (

A

θ

) 

и

 

азимуталь

-

ную

 (

A

φ

) 

составляющие

: 

A

r

 =

 

μ

a

4

π

r

 I 

l

 

e

–jkr

r

 

cos

θ

, 

A

θ

 =

 – 

μ

a

4

π

r

 I 

l

 

e

–jkr

r

 

sin

θ

, 

A

φ

 

= 0

 

В

 

сферической

 

системе

 

координат

 

составляющие

 

вектора

 

напряженности

 

электриче

-

ского

 

поля

 

описываются

 

следующими

 

выражениями

: 

E

r

 =

 

–i

 

I 

l

2

πωε

a

 e

–ikr

 

⎝

⎛

⎠

⎞

1

r

3

 + 

i k

r

2

cos

θ

 

(11.1) 

E

θ

 =

 

–i

 

I 

l

4

πωε

a

 e

–ikr

 

⎝

⎛

⎠

⎞

1

r

3

 + 

i k

r

2

 – 

k

2

r sin

θ

 

(11.2) 

E

φ

 

= 0

 

 

Вектор

 

напряженности

 

электрического

 

поля

 

имеет

 

вид

 

E = rE

r

 +

 

θ

E

θ

. 

Силовые

 

лини

 

вектора

 

E

 

лежат

 

в

 

меридиональных

 

плоскостях

. 

Составляющая

 

E

θ

 

достигает

 

макси

-

мального

 

значения

 

при

 

θ

 = 

π

/2 

в

 

экваториальной

 

плоскости

 

и

 

равна

 

нулю

 

на

 

оси

 

диполя

. 

Поэтому

 

измерения

 

ПЭМИ

 

необходимо

 

осуществлять

 

в

 

направлении

 

максимального

 

из

-

лучения

 

технического

 

средства

 

при

 

θ

 = 

π

/2

. 

Составляющая

 

E

r

 

пропорциональна

 

cos

θ

 

и

 

достигает

 

максимума

 

на

 

оси

 

диполя

, 

а

 

в

 

экваториальной

 

плоскости

 

равна

 

нулю

. 

С

 

учетом

 

волнового

 

сопротивления

 

среды

 

без

 

потерь