Способ относительной оценки эффективности экранирования элементов конструкции экранированного сооружения
METHOD FOR RELATIVE EVALUATION OF EFFICIENCY OF SHIELDING OF STRUCTURAL ELEMENTS OF SHIELDED STRUCTURE

Изобретение относится к области защиты информации, содержащейся в электрических и/или магнитных полях (электромагнитных полях), излучаемых изделиями и/или их составными частями и технологическим оборудованием, работы с которыми проводятся в экранированном сооружении (ЭС), посредством контроля соответствия эффективности экранирования элементов конструкции ЭС требуемым значениям. При этом осуществляют поиск и локализацию мест просачивания информативного сигнала в элементах ЭС.
Под просачиванием понимается прохождение электрических и/или магнитных полей (электромагнитных полей) от изделий и/или их составных частей и технологического оборудования, работы с которыми проводятся в ЭС, через места повреждений и/или устаревшие элементы конструкций, ведущее к снижению эффективности экранирования ЭС.
На протяжении всего жизненного цикла ЭС необходимо подтверждать эффективность экранирования как ЭС в целом, так и элементов его конструкции, в связи с тем, что с течением времени за счет воздействия внешних факторов данная характеристика ухудшается, вследствие чего могут не соблюдаться требования в части эффективности экранирования, установленные для конкретного ЭС. Для подтверждения эффективности экранирования и дальнейшей беспрепятственной эксплуатации ЭС необходимо периодически проводить оценку эффективности экранирования как ЭС в целом, так и элементов его конструкции.
Из уровня техники известен способ измерения экранного затухания (патент RU 2 545 340, МПК: G01R 21/00, опубликовано), выбранный в качестве прототипа для заявляемого изобретения. Данный способ применяется с установкой измерения, содержащей измерительную экранированную камеру, генератор и приемник. Конструкция измерительной камеры представляет собой два одинаковых широкополосных пирамидальных рупора, соединенных раскрывами. Между раскрывами рупоров помещена соединительная рамка из металлической полосы, в рамке выполнены боковые прорези, через которые проходят два СВЧ кабеля, подключаемые к тестируемому устройству, нагрузкам согласованным и приемнику. При этом размеры сторон соединительной рамки совпадают с размерами раскрыва рупоров, хвостовые части которых зафиксированы штативами. Суть способа измерения экранного затухания состоит в проведении измерения опорного уровня мощности и уровня просочившейся через сочлененные соединители мощности внутри измерительной камеры. При задании на генераторе (источнике сигнала) и приемнике рабочего диапазона частот учитывают, что значение уровня мощности собственного шума приемника не более минус 100 дБм. Затем подают сигнал с генератора, фиксируют максимальное значение опорного сигнала, переподключают приемник и одну нагрузку согласованную, подключив приемник к исследуемому устройству, а нагрузку согласованную - к выходу измерительной камеры, подают сигнал с генератора, фиксируют уровень мощности, просочившейся через сочлененные соединители, и определяют значение экранного затухания по формуле:
1
И
А=Р-Р,
где:
1
P - опорный уровень мощности, поступившей через измерительную камеру на вход приемника, дБм;
И
Р - уровень мощности, просочившейся через имеющиеся зазоры в корпусе исследуемого устройства, дБм.
Техническая проблема, решаемая созданием данного изобретения, заключается в невозможности проведения оценки эффективности экранирования указанным выше способом готовых ЭС, имеющихся на объекте (предприятии), конструкция которых отличается от конструкции описанной в прототипе экранированной камеры.
Кроме этого указанный способ измерения экранного затухания не предполагает возможность локализации места просачивания электрических или магнитных полей (электромагнитных полей) от изделий и/или их составных частей и технологического оборудования, работы с которыми проводятся в ЭС, в случае, когда экранное затухание по результатам измерения окажется ниже требуемого.
Технический результат заявляемого изобретения направлен на создание способа, позволяющего проводить оценку соответствия любого типа ЭС требуемой эффективности экранирования, а также обеспечить локализацию мест просачивания электрических и/или магнитных полей (электромагнитных полей) от изделий и/или их составных частей и технологического оборудования, работы с которыми проводятся в ЭС.
Технический результат достигается тем, что в способе относительной оценки эффективности экранирования элементов конструкции экранированного сооружения подают сигнал от источника сигнала, размещенного с одной стороны элемента конструкции экранированного сооружения, с другой стороны которого регистрируют уровень просочившегося сигнала с помощью приемника. При этом он отличается от прототипа тем, что передачу (излучение) и прием сигнала осуществляют с помощью передающей и приемной антенн соответственно. Причем перед приемом и измерением уровня просочившегося сигнала выполняют калибровку приемного тракта, измеряют уровень (мощность) сигнала от источника сигнала, а также проводят теоретический расчет затухания сигнала в свободном пространстве. При первом измерении уровня просочившегося сигнала в качестве передающей и приемной антенн используют антенны с широкой диаграммой направленности. Если в ходе проведения оценки эффективности экранирования уровень сигнала на входе приемника будет превышать минимально допустимый, то производят замену приемной антенны на входе приемника на антенну с узкой диаграммой направленности, выполняют повторную калибровку приемного тракта и проводят повторное измерение уровня просочившегося сигнала с целью локализации места просачивания электрических и/или магнитных полей (электромагнитных полей).
Сущность заявляемого изобретения состоит в том, что при проведении относительной оценки эффективности экранирования ЭС применяют два типа приемных антенн:
- с широкой диаграммой направленности, с помощью которой обнаруживают факт просачивания электрических и/или магнитных полей (электромагнитных полей) от источника сигнала, с уровнем превышающим пороговое значение, путем излучения и приема электрических и/или магнитных полей;
- с узкой диаграммой направленности, с помощью которой обеспечивают возможность локализации места просачивания электрических и/или магнитных полей (электромагнитных полей) от источника сигнала, с уровнем превышающим пороговое значение, путем приема электрических и/или магнитных полей.
Принцип проведения относительной оценки эффективности экранирования любого типа ЭС поясняется рисунком, на котором:
1 - источник сигнала;
2 - передающая антенна;
3 - элемент конструкции экранированного сооружения (ЭКЭС);
4 - приемная антенна;
5 - приемник.
С помощью передающей антенны 2, подключенной к источнику сигнала 1, вне зависимости от его положения относительно ЭС (внутри или снаружи), излучается сигнал на ЭКЭС 3 (стена, потолок, дверь, фильтр и т.д.), принимаемый с обратной стороны ЭКЭС 3 приемной антенной 4, подключенной к приемнику 5, с помощью которого регистрируют уровень просочившегося сигнала. Следует отметить, что указанное оборудование выбирается с учетом диапазона рабочих частот возможных источников сигнала, работы с которыми проводятся в ЭС, а также требуемой эффективности экранирования ЭКЭС 3.
Проведение относительной оценки эффективности экранирования осуществляется следующим образом.
Сначала выполняется калибровка приемного тракта, при этом проводится измерение уровня (мощности) сигнала от источника сигнала 1, имитирующего работу изделия, его составной части или технологического оборудования, работы с которым проводятся в ЭС. Максимальное полученное значение уровня (мощности) сигнала принимается за рабочий уровень сигнала на расстоянии 1 метр от изделия.
Затем проводится теоретический расчет затухания электромагнитного сигнала в свободном пространстве (Рекомендация МСЭ-R Р.525-2*, Расчет ослабления в свободном пространстве, интернет: https://www.itu.int/dms_pubrec/itu-r/rec/p/R-REC-P.525-2-199408-S!!PDF-R.pdf) по формуле:
св.п
L(dB)=20*lg(d)+20*lg(f)+32,45,
где L - затухание сигнала, (dB);
d - расстояние от изделия до места установки антенны (км);
f - частота сигнала (МГц).
Суммарное затухание от источника сигнала 1 до приемной антенны 4 будет рассчитываться по формуле:
Σ
эс
св.п
пт
L=L+L+L,
эс
где L - минимальное значение эффективности экранирования экранированного сооружения, обеспечивающее требуемую защиту от утечки сигнала;
св.п
L - значение затухания сигнала в свободном пространстве;
пт
L - значение затухания сигнала, вносимое приемным и передающим трактами, определенное при калибровке системы.
Σ
Полученное таким образом значение затухания сигнала L устанавливается как минимально необходимое для возможности проведения работ в ЭС.
В ходе проведения оценки эффективности экранирования ЭС при первом измерении уровня просочившегося сигнала (поиск и установление факта просачивания) в качестве передающей антенны 2 и приемной антенны 4 используют антенны с широкой диаграммой направленности для охвата максимальной площади ЭКЭС 3.
Если в ходе проведения оценки эффективности экранирования ЭКЭС 3 уровень сигнала на входе приемника 5 оказался выше минимально допустимого, производят замену приемной антенны 4 на входе приемника 5 на антенну с узкой диаграммой направленности. При этом выполняют повторную калибровку приемного тракта с целью повышения точности результатов измерений. Далее проводят повторное измерение уровня просочившегося сигнала для обеспечения возможности локализации места просачивания электрических и/или магнитных полей (электромагнитных полей) от источника сигнала 1.
При выполнении поиска места просачивания приемную антенну 4 с узкой диаграммой направленности, направленную на ЭКЭС 3, перемещают в плоскости, параллельной плоскости размещения ЭКЭС 3 охватывая всю его площадь, до получения максимального значения сигнала, регистрируемого приемником 5, превышающего максимально допустимый уровень сигнала.
Таким образом, заявляемое техническое решение позволяет оценивать эффективность экранирования ЭКЭС 3 любого типа, а именно наиболее точно обнаруживать места просачивания электрических и/или магнитных полей (электромагнитных полей) от источника сигнала 1.