Русский   English
ДонНТУ   Портал магістрів

Реферат за темою випускної роботи

Зміст

Вступ

З давніх часів будь-яка діяльність людей ґрунтувалася на отриманні та володінні інформацією. Саме інформація є одним з найважливіших засобів вирішення проблем і завдань, як на державному рівні, так і на рівні комерційних організацій і окремих осіб. Але так як отримання інформації шляхом проведення власних досліджень і створення власних технологій є досить дорогим, то часто вигідніше витратити певну суму на добування вже існуючих відомостей. Чим і користуються зловмисники. Таким чином, інформацію можна розглядати як товар. А бурхливий розвиток техніки, технології та інформатики в останні десятиліття викликало ще більш бурхливий розвиток технічних пристроїв і систем розвідки. 

Завданням несанкціонованого збору інформації в даний час є, перш за все, комерційний інтерес. Як правило, інформація різнохарактерна і ступінь її конфіденційності залежить від особи або групи осіб, кому вона належить, а також сфери їх діяльності. 

Найбільшу небезпеку з точки зору витоку інформації представляють побічні електромагнітні випромінювання технічних засобів і ліній зв'язку беруть участь в процесі її передачі, обробки та зберігання секретної інформації. 

Ефективним способом зменшення рівня побічних електромагнітних випромінювань є екранування. Зменшуючи рівень побічних електромагнітних випромінювань, шляхом використання екранування, ми зменшуємо ймовірність несанкціонованого збору інформації. 

1. Актуальність теми

Бурхливий розвиток техніки, технології та інформатики в останні десятиліття викликало ще більш бурхливий розвиток технічних пристроїв і систем розвідки. 

Завданням несанкціонованого збору інформації в даний час є, перш за все, комерційний інтерес. Як правило, інформація різнохарактерна і ступінь її конфіденційності залежить від особи або групи осіб, кому вона належить, а також сфери їх діяльності. 

Найбільшу небезпеку з точки зору витоку інформації представляють побічні електромагнітні випромінювання технічних засобів і ліній зв'язку беруть участь в процесі її передачі, обробки та зберігання секретної інформації. 

Ефективним способом зменшення рівня побічних електромагнітних випромінювань є екранування. 

2. Мета і задачі дослідження та заплановані результати

Метою наших досліджень є за допомогою програмного продукту CST STUDIO SUITE тривимірного електродинамічного моделювання змоделювати різні способи електростатичного екранування різних спрямованих ліній передачі високочастотної енергії.

Основні завдання дослідження:

  1. Дослідити способи захисту об'єктів інформатизації від витоку інформації технічними каналами шляхом використання засобів електромагнитного екранування.
  2. Оцінка способів зменшення електромагнитного впливу зовнішніх електричних полів на передану інформацію.
  3. Вибір оптимального екрану.

    4. 3. Електромагнітне екранування, як метод захисту переданої по лініях зв'язку інформації

    Електромагнітний канал витоку інформації, що виникає внаслідок побічних електромагнітних випромінювань (ПЕМВ) технічних засобів обробки інформації (ТЗОІ), є одним з найбільш небезпечних. Побічні електромагнітні випромінювання технічних засобів передачі інформації (ТЗПІ) є причиною виникнення електромагнітних і параметричних каналів витоку інформації, а також можуть виявитися причиною виникнення наведення інформаційних сигналів в сторонніх струмопровідних лініях і конструкціях. Тому зниження рівня побічних електромагнітних випромінювань приділяється велика увага. Для зниження рівня ПЕМВ використовують методи електростатичного, магнітостатичного і електромагнітного екранування [1]. 

    3.1 Електромагнітне випромінювання

    Електромагнітні хвилі - це поперечні хвилі (хвилі зсуву), в яких вектора напружностей електричного і магнітного полів коливаються перпендикулярно до напрямку поширення хвилі, але вони істотно відрізняються від хвиль на воді і від звуку тим, що їх можна передати від джерела до приймача в тому, числі і через вакуум. 

    Загальним для всіх видів випромінювань є швидкість їх поширення у вакуумі, дорівнює 300 000 000 метрів в секунду [2]. 

    Електромагнітні випромінювання характеризуються частотою коливань, що показують число повних циклів коливань за секунду, або довжиною хвилі, тобто відстанню, на яке поширюється випромінювання за час одного коливання (за один період коливань). 

    Частота коливань (f), довжина хвилі (λ) і швидкість поширення випромінювання (с) пов'язані між собою співвідношенням: с = f λ. Групова швидкість поширення електромагнітного випромінювання у вакуумі дорівнює швидкості світла, в інших середовищах ця швидкість менше. Фазова швидкість електромагнітного випромінювання у вакуумі також дорівнює швидкості світла, в різних середовищах вона може бути як менше, так і більше швидкості світла [3]. 

    Електромагнітне випромінювання прийнято ділити по частотних діапазонах. Між діапазонами немає різких переходів, вони іноді перекриваються, а межі між ними умовні. Оскільки швидкість поширення випромінювання постійна, то частота його коливань тісно пов'язана з довжиною хвилі в вакуумі. 

    Електромагнітне випромінювання здатне поширюватися практично у всіх середовищах. У вакуумі (просторі, вільному від речовини і тіл, що поглинають або випускають електромагнітні хвилі) електромагнітне випромінювання поширюється без затухань на скільки завгодно великі відстані, але в ряді випадків досить добре поширюється і в просторі, заповненому речовиною (кілька змінюючи при цьому свою поведінку) [3]. 

    3.2 Електромагнітне екранування

    Найбільш відчутне послаблення впливів ЕМВ на електронні системи і їх елементи можна отримати, застосовуючи електромагнітні екрани [5, 6, 7]. 

    У переважній більшості випадків електромагнітні екрани робляться з металу: міді, алюмінію, сталі. Принцип дії електромагнітного екрана полягає в наступному. Під дією первинного поля на поверхні екрану індуцюються заряди, а в його товщі - струми і магнітна поляризація. Ці заряди, струми і поляризація створюють вторинне поле. Від складання вторинного поля з первинним утворюється результативне поле, яке виявляється слабкіше первинного в захищаемій області простору. 

    Таким чином, можна вважати, що електромагнітний екран відображає і направляє потік електромагнітної енергії і відводить його від захищаемої області. 

    Електромагнітний екран - система лінійна; звідси випливає, що для нього справедливий принцип взаємності переміщень. Сказане, зокрема, означає, що ефективність екрану - коробки зберігається однієї і тієї ж незалежно від того чи розташований всередині нього джерело поля або захищена область простору. Це положення має велике практичне значення, так як при випромінюванні ефективності екранування дозволяє обмежитися випадком розташування джерела поля всередині екрану. 

    Кількісну оцінку ефективності електромагнітного екрану (ефективність екранування) можна характеризувати відношенням напруженості поля в захищеній області простору при відсутності екрана Е0, Н0 і при наявності його (Е, Н). 

    Величина Е може бути виражена в простих відносинах або в децибелах (дБ). 

    Ефективність екрану істотно залежить від характеру джерела поля. Різноманітність можливих джерел нескінченна: однак будь-яке реальне джерело може бути з необхідною точністю представлене у вигляді більш-менш складної сукупності електричних диполів і витків (рамок) з струмом (магнітних диполів). 

    В основі відмінності поведінки екрану по відношенню до різних реальним джерел лежить відмінність в його поведінці по відношенню до електричного і магнітного диполя. Останнє відмінність є наслідком різної структури полів цих двох джерел. 

    У загальному випадку екран не тільки послаблює, а й спотворює поле джерела в захисній області простору. Тому його ефективність різна для електричної та магнітної складових поля. Ця обставина істотно ускладнює її кількісну оцінку. 

    Тільки в найпростіших випадках ефективність екрана визначається однозначно (наприклад, екранування півпростору від плоскої електромагнітної хвилі нескінченним однорідним екраном). 

    При екранування магнітного поля заземлення екрана не змінює величини порушуваних в екрані струмів і, отже, на ефективність магнітного екранування не впливає. 

    На високих частотах застосовується виключно електромагнітне екранування. Дія електромагнітного екрану заснована на тому, що високочастотне електромагнітне поле послаблюється їм же створеним полем зворотного напрямку [1]. 

    3.3 Екрануючі матеріали

    Для виготовлення екранів використовуються: металеві матеріали, матеріали-діелектрики, скло з струмопровідним покриттям, спеціальні металізовані тканини, струмопровідні фарби. 

    Вибір матеріалу екрану проводиться виходячи із забезпечення необхідної ефективності екранування в заданому діапазоні частот при певних обмеженнях. Ці обмеження пов'язані з масогабаритними характеристиками екрану, його впливом на екрануючий об'єкт, з механічною міцністю і стійкістю екрану проти корозії, з технологічністю його конструкції і т.д.  [1]. 

    Теорія і практика показують, що з точки зору вартості матеріалу і простоти виготовлення переваги на боці екранованого приміщення з листової сталі. Однак при застосуванні сітчастого екрану можуть значно спроститися питання вентиляції та освітлення приміщення. У зв'язку з цим сітчасті екрани також знаходять широке застосування. 

    Найбільш технологічними є конструкції екранів зі сталі, так як при їх виготовленні і монтажі можна широко використовувати зварювання або пайку. Металеві листи повинні бути між собою електрично з'єднані по всьому периметру. Шов електрозварювання або пайки повинен бути безперервним, з тим щоб отримати суцільнозварну конструкцію екрану. Товщина сталі вибирається виходячи з призначення конструкції екрану і умов його складання, а також з можливості забезпечення суцільних зварних швів при виготовленні [1]. 

    Екрани зі сталі забезпечують ослаблення електромагнітного випромінювання більш ніж на 100 дБ. 

    Сітчасті екрани простіші у виготовленні, зручні для збірки і експлуатації. Для захисту від корозії сітки умісно покривати антикорозійним лаком. До недоліків сітчастих екранів слід віднести невисоку механічну міцність і меншу ефективність екранування в порівнянні з листовими. 

    Для сітчастих екранів придатна будь-яка конструкція шва, що забезпечує хороший електричний контакт між сусідніми полотнищами сітки не рідше ніж через 10-15 мм. Для цієї мети може застосовуватися пайка або точичне зварювання. 

    Екран, виготовлений з лудженої низьковуглецевої сталевої сітки з осередком 2,5-3 мм, дає ослаблення порядку 55-60 дБ, а з такою ж подвійною близько 90 дБ. Екран, виготовлений з одинарної мідної сітки з осередком 2,5 мм, має ослаблення порядку 65-70 дБ [1]. 

    Екрани, що виготовляються з фольги, мають товщину 0,01-0,05 мм. Монтаж екранів з фольги досить простий, кріплення фольги до основи екрана проходить найчастіше за допомогою клею. 

    Матеріали-діелектрики також використовуються в якості основи для створення екранів. Самі по собі діелектрики не можуть екранувати електромагнітні поля. Тому вони найчастіше зустрічаються в поєднанні або з провідними включеннями, або з додатковими металевими елементами і конструкціями [1]. 

    На практиці для поліпшення екрануючих властивостей діелектричних екранів без істотної зміни їх маси і конструкційних характеристик застосовують проводяще покриття екранів напиленням металів у вигляді тонких плівок або обклеювання проводящою фольгою. 

    За допомогою вакуумного напилення можна нанести шар міді, нікелю або срібла товщиною 4-5 мкм. 

    У загальному випадку при інших рівних умовах ефективність екранування металізованим шаром нижче, ніж суцільним металевим листом. 

    Металізація поверхні може застосовуватися для екранування окремих відсіків радіоелектронної і електронної апаратури при наявності неметалічних несущих конструкцій, пластмасових корпусів апаратури і т.д. До металізованих поверхностей можуть бути припаяні контакти для заземлення та підключення інших ланцюгів. 

    Струмопровідні фарби створюються на основі діелектричного плівкоутворювального матеріалу з додаванням в нього проводящих компонентів, пластифікатора і затвердувача. В качестві струмопровідних складових використовуються графіт, сажа, колоїдне срібло, окисли металів, порошкова мідь, алюміній [1]. 

    Скло з струмопровідним покриттям повинні забезпечувати необхідну ефективність екранування при погіршенні їх оптичних характеристик не нижче заданих граничних значень. Електричні і оптичні властивості стекол з струмопровідним покриттям залежать від природи оксидів, що становлять плівку, умов і методів її нанесення і властивостей самого скла. За умови збереження прозорості стекол з втратами не більше 20% і забезпечення достатньої електропровідності товщина плівки покриття може коливатися в широких межах від 0,5 до 3 мкм. Найбільшого поширення набули плівки на основі оксиду олова, оксиду індію олова і золота, так як вони забезпечують найбільшу механічну міцність, хімічно стійкі і щільно з'єднуються зі скляною підкладкою [1]. 

    Перелік посилань

    1. Способы защиты объектов информатизации от утечки информации по техническим каналам: экранирование [Электронный ресурс]. — Режим доступа: bnti.ru/showart...
    2. Виды электромагнитного излучения [Электронный ресурс]. — Режим доступа: electricalschool.info...
    3. Электромагнитное излучение [Электронный ресурс]. — Режим доступа: ru.wiki...
    4. Н.А. Малков, А.П. Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств . — М.: издательство ТГТУ . 2007 г. 
    5. В.А. Иванов, Л.Я. Ильинский, М.И.  Фузик Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств. — К.: Техника 1983 г. 120 с.
    6. В.И. Кравченко. Радиоэлектронные средства и мощные электромагнитные помехи. — М.: Радиосвязь, 1984 г., 256 с.
    7. Д.  Уайт; пер. с англ. Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств и непреднамеренные помехи – М.:Советское радио, 1977 г., 348 с.