DECOMPOSITION OF SIGNAL RADIO PROFILE IN PASSIVE RADIO-SENSOR TECHNICAL DIAGNOSIS AND AUTHENTICATION OF ELECTRONIC DEVICES
Authors: Бойков К.А. 
Published: March 2022

Предложен способ разложения (декомпозиции) сложного сигнального радиопрофиля, зарегистрированного при собственном излучении электронных узлов, на отдельные затухающие колебания с последующим определением их основных параметров для пассивной радиосенсорной технической диагностики и аутентификации электронных устройств. Представлено общее выражение для разложения сигнального радиопрофиля, позволяющее по известным параметрам восстановить форму исходного сигнала. Показана возможность использования модифицированного оконного преобразования Фурье для нахождения числа элементарных составляющих сложного радиопрофиля с оценкой корректности преобразования на начальных этапах анализа. Получена двумерная зависимость приведенной амплитуды спектра сигнала от частоты и от временного положения «окна», позволяющая определить аналитические выражения для основных параметров исходного сигнала. Используя предложенный способ декомпозиции по полученным параметрам и выражениям, восстановлен исследуемый сложный сигнальный радиопрофиль. Вычислена взаимная корреляционная функция исходного и восстановленного сигнального радиопрофиля и на участках с низкой корреляционной связью произведена коррекция рассчитанных ранее параметров. Показана возможность повышения качества восстановления за счет введения анализа силы корреляционной связи между участками восстановленного и исходного сигналов. Сделан вывод о возможности использования представленного разложения в методах радиосенсорной технической диагностики и аутентификации электронных устройств
The paper presents a new method for decomposition of the signal radio profile obtained by recording the electrical component of the electromagnetic radiation of an electronic device. This radio profile carries information about the technical condition and individual characteristics of the electronic device. For a detailed study, it is necessary to decompose into the simplest damped components and determine their parameters. The number of damped components and each of their parameters carries information about the electronic device and its state. In the proposed decomposition method, an analog of the windowed Fourier transform is used to construct the time-frequency dependences of the amplitude spectrum of the signal under study. Examining the constructed dependences for extrema and carrying out their approximation, I found such parameters as the damping coefficient, the oscillation frequency, the time of the onset of radiation, and the reduced initial amplitude. The time-frequency contradiction of the window transformation, the low energy of rapidly damped oscillations gives rather high errors. To correct, I introduced a window correlation feedback - the construction of a temporal correlation function between the reconstructed and the original signal radio profile. If the correlation coefficient in any time section of the signal radio profile has not reached the threshold set by the user, then the values of the parameters affecting the change are changed. This operation is carried out until the required correlation coefficient is reached. The presented decomposition can be performed on FPGA, improving the quality of radiosensor technical diagnostics and authentication of electronic devices