ЭКРАНИРУЮЩИЙ БОКС

Полезная модель относится к конструкциям, предотвращающим утечку защищаемой информации, которая может составлять как личную, так и государственную тайну, и обеспечивающим электромагнитное экранирование устройств.
В настоящее время существует большое число устройств, излучающих радиочастоты, именно поэтому разрабатываются дополнительные средства, которые могут экранировать электромагнитное излучение указанных устройств. Например, определенному электронному оборудованию для правильного функционирования требуется «тихая», с точки зрения электромагнитного поля, среда. Таким оборудованием могут быть медицинские диагностические установки. Также при тестировании электронного оборудования часто требуется «тихая» в электромагнитном отношении среда, либо же необходимо предотвратить выход радиочастотных сигналов за пределы определенной зоны, например, при использовании в военных целях, поскольку существует риск нежелательного обнаружения излучаемого радиочастотного сигнала или связанных с ним гармоник и сигнатуры радиочастотной активности.
Известно экранирующее устройство средств отображения информации (патент SU1840428, опубл. 20.03.2007, МПК H05K9/00), которое относится к области радиотехники и может быть использовано при экранировании радиоэлектронной аппаратуры от воздействия электромагнитных излучений. Техническим результатом является снижение степени доступа к защищаемой информации. Технический результат достигается за счет того, что в устройстве, содержащем основание, кожух, верхнюю крышку, переднюю панель с обрамлением, маску и металлическую сетку, передняя панель по периметру обрамления снабжена электромагнитным уплотнением. Маска снабжена уголком, и они неподвижно соединены друг с другом по периметру. Металлическая сетка закреплена по периметру на рамке, установленной с возможностью обеспечения контактного давления на электромагнитное уплотнение. Места контакта рамки с уплотнением, уплотнения с уголком маски, маски с обрамлением, обрамления с электромагнитным уплотнением и уплотнения с кромкой кожуха покрыты токопроводящим покрытием. Основным недостатком данной конструкции является отсутствие удобного доступа к содержимому внутри, а также невозможность быстрого разбора и сбора устройства.
Из уровня техники известен патент США US5545844A «Quick access electrical shielding chamber» (опубл. 13.08.1996, МПК H05K9/00), который описывает электрическую экранирующую камеру, имеющую шесть электропроводящих жестких стенок, находящихся в электрическом контакте друг с другом. Первая стенка образует первую дверь, а вторая стенка образует вторую дверь, каждая из которых может выборочно присоединяться по меньшей мере к трем другим стенкам. Камера является складной для образования по существу плоской упаковки и расширяемой для образования по существу электрически экранированного отсека. Недостатком данной камеры является отсутствие возможности контролировать открытие и закрытие дверей камеры.
Также из уровня техники известен патент США US8530756 «Electromagnetically shielded enclosure and entry seal» (опубл. 10.09.2013, МПК H05K9/00), который описывает портативный и легкий корпус с электромагнитным экраном, который можно использовать для тестирования устройств и обеспечения их электромагнитной безопасности. Корпус с электромагнитным экраном содержит уплотнение входа, которое устраняет электромагнитную утечку, обычную для входных областей таких корпусов. Уплотнение входа имеет внешнюю дверь с магнитным материалом по периметру, магнитное закрытие внешней двери, которое совмещается с магнитным материалом по внешнему периметру двери, внутреннюю дверь с магнитным материалом по периметру и магнитное закрытие внутренней двери, которое выравнивается по периметру внутренней двери. Недостатком данного корпуса является отсутствие возможности контролировать открытие и закрытие дверей камеры, а также отсутствие возможности быстрого сбора и разбора корпуса.
Ближайшим аналогом настоящей полезной модели является устройство согласно патенту США US9029614 «Electromagnetically shielded enclosure and double perimeter entry seal», которое представляет из себя портативный и легкий корпус с электромагнитным экраном и двойным уплотнением по периметру. Данный корпус с электромагнитным экраном можно использовать для тестирования устройств и обеспечения их электромагнитной безопасности; его можно масштабировать от настольного устройства до большого корпуса, устанавливаемого в полевых условиях. Корпус с электромагнитным экраном содержит уплотнение входа, которое устраняет электромагнитную утечку, обычную для входных областей таких корпусов. Уплотнение входа электромагнитного экранированного корпуса состоит из двери, имеющей первый закрывающий материал по периметру и второй закрывающий материал по периметру, и отверстия корпуса, имеющего первый закрывающий элемент по периметру и второй закрывающий элемент по периметру, где первый закрывающий материал по периметру совмещен с первым закрывающим элементом по периметру, а материал для закрытия второго материала периметра совмещается со вторым закрывающим элементом по периметру. Это двойное уплотнение по периметру входа обеспечивает электромагнитную изоляцию внутри электромагнитно-экранированного корпуса. Основным отличием данного устройства от заявленного является отсутствие по периметру дверей датчиков контроля открытия и закрытия дверей, что заметно снижает уровень контроля утечек защищаемой информации, а также принципиальное различие в самой конструкции корпуса, являющейся достаточно сложной.
Таким образом, существует задача разработки такого экранирующего бокса, который исключал бы утечку защищаемой информации и при этом обеспечивал возможность быстрой и легкой установки его на местности.
Техническим результатом, на достижение которого направлена заявленная полезная модель, является создание простой и легкой конструкции экранирующего бокса, которая при этом обеспечивает повышенный уровень защиты информации, излучаемой устройством, расположенным в экранирующем боксе, в том числе путем обеспечения высокой степени экранировки (электромагнитной защиты) и возможности контроля указанной степени экранировки.
Поставленная задача решается, а заявленный технический результат достигается тем, что экранирующий бокс содержит каркас, первый чехол, второй чехол и третий чехол, причем каркас выполнен в виде соединяемых элементов, первый чехол выполнен в виде поддона, второй чехол выполнен в виде бокса с крышей и четырьмя стенками, причем по меньшей мере в одной стенке выполнено технологическое окно, третий чехол выполнен в виде бокса по меньшей мере с одной технологической дверью, крышей, четырьмя стенками и днищем, причем технологическая дверь выполнена с возможностью закрытия технологического окна. Также экранирующий бокс содержит интерфейсный вход и средство контроля корректного закрытия технологической двери.
Каркас экранирующего бокса может быть выполнен, например, из радиопрозрачного материала, а именно, трубчатой пластины или иного другого материала, который бы удовлетворял заданным требованиям по легкости и радиопрозрачности.
Первый чехол, второй чехол и третий чехол выполнены, предпочтительно, из токопроводящей текстильной ткани. Данная ткань состоит, например, из волокон полиэстера, покрытых медью, серебром и никелем, что обеспечивает токопроводящие свойства ткани и экранирующий эффект.
Днище экранирующего бокса также может быть выполнено из токопроводящей текстильной ткани. Помимо этого, днище может быть дополнительно усилено прочным брезентом или материалом, по свойствам близким к брезенту, с целью защиты от механических повреждений нижней части конструкции, в частности, защиты токопроводящей текстильной ткани днища, что непосредственно влияет на повышение уровня электромагнитной защиты.
Технологические двери и технологические окна, предусмотренные в экранирующем боксе для быстрого доступа и настройки содержимого экранирующего бокса, могут быть изготовлены из магнитомягкого железа и обшиты токопроводящей текстильной тканью. Технологические двери могут, например, откидываться вверх при открытии, а при закрытии технологических окон, например, опускаться вниз, плотно прилегая к краям бокса за счет магнитных свойств элементов, вшитых по сторонам лицевой и тыльной граней технологических окон экранирующего бокса, тем самым обеспечивая надежный контакт и фиксацию технологических дверей на корпусе бокса для закрытия технологических окон. Специалисту в данной области техники будет понятно, что открытие технологических дверей и закрытие технологических окон может осуществляться и любым другим способом.
Оптический интерфейсный вход служит для передачи информации устройствам, размещаемым в экранирующем боксе. Использование интерфейсного входа именно оптического типа позволяет снизить уровень электромагнитного излучения при передаче информации размещаемым в экранирующем боксе устройствам, что повышает степень защиты от утечек информации.
Средство контроля корректного закрытия технологической двери служит для контроля за корректным закрытием дверей экранирующего бокса, что способствует повышению степени защиты и обеспечению возможности контроля за уровнем защиты.
Решение поставленной задачи и достижение заявленного технического результата также возможны в частных вариантах исполнения конструкции заявленного экранирующего бокса.
Так, например, экранирующий бокс содержит средство контроля корректного закрытия технологической двери, которое расположено по сторонам технологического окна.
Средство контроля корректного закрытия технологической двери состоит, преимущественно, из восьми датчиков Холла, подключенных к контроллеру, который управляет питанием содержимого бокса. При этом датчики Холла расположены напротив магнитных элементов, расположенных по периметру технологической двери, при помощи которых технологическая дверь фиксируется в закрытом состоянии.
Каркас экранирующего бокса, как было сказано ранее, может быть выполнен из радиопрозрачного материала. А первый и второй чехлы могут быть выполнены из токопроводящего материала, при этом третий чехол может быть внутри выполнен из токопроводящего материала, а снаружи – из защитного материала.
Далее полезная модель, а также некоторые ее возможные варианты осуществления более подробно поясняются со ссылками на фигуры, где:
на фиг.1 приведен общий вид каркаса экранирующего бокса;
на фиг. 2 показан экранирующий бокс с первым чехлом;
на фиг. 3 показан экранирующий бокс со вторым чехлом;
на фиг. 4 показан общий вид экранирующего бокса в сборе.
Заявленный экранирующий бокс содержит каркас 1, который может быть выполнен из легкого радиопрозрачного материала, а именно, трубчатых элементов из материала, который бы удовлетворял заданным требованиям по легкости и радиопрозрачности. Каркас 1 экранирующего бокса закрыт по периметру экранирующей тканью, представляющей собой первый чехол 2 (фиг. 2), второй чехол 3 (фиг. 3) и третий чехол 4 (фиг. 4). На каркасе 1 дополнительно могут устанавливаться опорные плоскости из радиопрозрачного материала, например, фанеры, стеклопластика и т.д., для возможности «опирания» на них текстильных элементов чехлов и устранения их изгибов и провисания в областях критических стыков размыкаемых плоскостей технологических дверей и других сопрягаемых тканевых элементов экранированной конструкции. Помимо этого, они могут служить для установки дополнительных возможных материалов, магнитных защелок и других элементов, повышающих стабильность и надежность экранирующих свойств экранирующего бокса и улучшающих параметры по экранировке, а также для более точного формирования плоскостей проемов открываемых (отстыковываемых, сопрягаемых элементов) частей конструкции экранирующего бокса.
Первый чехол 2, второй чехол 3 и третий чехол 4 выполнены, предпочтительно, из токопроводящей текстильной ткани. Данная ткань обычно состоит из волокон полиэстера, покрытых медью, серебром и никелем, что обеспечивает токопроводящие свойства ткани и экранирующий эффект, при этом средний коэффициент ослабления электромагнитного сигнала составляет не менее 80 dB в диапазоне частот от 150 МГц до 10 ГГц.
Первый чехол 2, согласно заявленной полезной модели, выполнен в виде поддона из токопроводящей текстильной ткани без технологических окон 5 и технологических дверей 6, о которых более подробно говорится далее.
Оптический интерфейсный вход 7 предназначен для обеспечения возможности связи с установленным внутри экранирующего бокса устройством и внешнего управления им, а также коммутации питания размещенного устройства; помимо этого, он предназначен для управления средством контроля корректного закрытия технологической двери, которое служит для контроля за корректным закрытием технологических дверей 6 экранирующего бокса. В случае, если по крайней мере одна технологическая дверь 6 экранирующего бокса не закрыта, устройства, расположенные внутри экранирующего бокса, обесточиваются.   Оптический интерфейсный вход 7 расположен на одной из сторон экранирующего бокса и устанавливается предпочтительно сразу на два чехла, первый чехол 2 и второй чехол 3.
Второй чехол 3 выполнен в виде экранирующего бокса с крышей, четырьмя стенками, причем по меньшей мере в одной стенке выполнено технологическое окно 5. Каждое технологическое окно 5 выполнено с возможностью его закрытия соответствующей технологической дверью 6, выполненной в третьем чехле 4, в котором также, помимо технологической двери (или технологических дверей) 6, имеется крыша, четыре стенки и днище, причем каждая технологическая дверь 6, как было сказано ранее, выполнена с возможностью закрытия соответствующего технологического окна 5. Днище может состоять из двух половинок, которые при установке третьего чехла 4 на каркас 1 и второй чехол 3 закрываются внизу внахлест, как показано стрелками на фиг. 4.
На одной из сторон каждого технологического окна 5 экранирующего бокса установлен магнитный материал, а на откидном пологе соответствующей технологической двери 6 установлено мягкое железо для плотного закрытия технологической двери 6 и технологического окна 5. По периметру технологического окна 5 установлена система контроля корректного закрытия дверцы.
Средство контроля корректного закрытия технологической двери (на фигурах не показано) состоит преимущественно из датчиков, например, датчиков 9 Холла, в частности, из восьми датчиков 9 Холла, подключенных к контроллеру (на фигурах не показан), который управляет питанием содержимого экранирующего бокса и может входить в состав оптического интерфейсного входа 7. При этом датчики 9 Холла расположены по периметру технологического окна 5, напротив магнитных элементов 8, например, постоянных магнитов, расположенных по периметру технологической двери 6, при помощи которых технологическая дверь 6 фиксируется поверх технологического окна 5 в закрытом состоянии. В случае, когда технологическая дверь 6 плотно прилегает к передней панели экранирующего бокса, магнитное поле постоянных магнитов воздействует на датчики 9 Холла, вызывая изменение уровня сигнала на их выходе. Сигналы от датчиков 9 Холла поступают на плату управления контроллера, где принимается решение о подаче питания в устройство, расположенное внутри экранирующего бокса.
Экранирующий бокс оснащается сетевым фильтром для питания, оптическими интерфейсными входами 7 для подключения необходимых интерфейсов, внутренним освещением и системой контроля корректного закрытия технологических окон 5, как было сказано ранее.
Заявленный экранирующий бокс работает следующим образом.
На собранный каркас 1 снизу надевается первый чехол 2, затем сверху на первый чехол 2 надевается второй чехол 3, имеющий технологические окна 5. Поверх второго чехла 3 натягивается третий чехол 4 с технологическими дверьми 6, контроль за закрытием которых лежит на средстве контроля корректного закрытия технологических дверей, которое, в свою очередь, связано с контроллером. Контроль закрытия технологических дверей 6 заключается в том, что в случае, если одна или несколько технологических дверей 6 экранирующего бокса не закрыты, устройства, расположенные внутри экранирующего бокса, обесточиваются.
Существуют три сценария, которые обрабатывает контроллер совместно со средством контроля корректного закрытия технологический дверей.
Первый сценарий (рабочий режим) выполняется, если технологические двери 6 закрыты полностью и обеспечивается условие замкнутого электрического контура. В этом случае подается питание на установленные в экранирующем боксе устройства, освещение (если оно имеется) внутри экранирующего бокса отключается и раздается одиночный звуковой сигнал, оповещающий о готовности работы установленных в экранирующем боксе устройств.
Второй сценарий выполняется, если хотя бы одна технологическая дверь 6 закрыта не полностью и не обеспечивается условие замкнутого электрического контура. В этом случае не подается питание на установленные в экранирующем боксе устройства, освещение внутри экранирующего бокса включено, не раздается звуковой сигнал.
Третий сценарий выполняется, если хотя бы одна из технологических дверей 6 открыта полностью. В этом случае не подается питание на установленные в экранирующем боксе устройства, освещение внутри экранирующего бокса включено и раздается двойной сигнал, оповещающий об открытой технологической двери 6.
Приведем пример.
Одним из каналов каналом утечки информации является эффект акустоэлектрического преобразования.
В первом случае средство вычислительной техники облучается внешней (зондирующей) электромагнитной волной. При этом акустическое воздействие на указанное средство оказывает механическое воздействие на его радиокомпоненты и элементы конструкции, что, в свою очередь, вызывает модуляцию зондирующей волны. Эта модуляция содержит информацию об акустическом сигнале.
Во втором случае акустическое воздействие на средство вычислительной техники вызывает механическое воздействие на радиокомпоненты, элементы конструкции внутренних генераторов, содержащихся в указанном средстве. Это воздействие изменяет параметры указанных генераторов (частоту, амплитуду колебаний и т.п.), которые можно уловить внешними измерительными приборами.
В обоих случаях использование заявленного экранирующего бокса будет эффективным и полезным. В силу своих свойств по экранированию электромагнитных волн, обеспечиваемых описанной выше конструкцией, заявленный экранирующий бокс будет значительно ослаблять как зондирующее электромагнитное облучение, так и излучение собственных генераторов, имеющихся в средстве вычислительной техники – устройстве, установленном в экранирующем боксе. А поскольку экранирующий бокс изготовлен из мягких, но плотных текстильных материалов, он также значительно ослабляет и акустическое воздействие, что было доказано авторами опытным путем в лабораторных исследованиях.
Таким образом, заявленная полезная модель обеспечивает повышенный уровень защиты информации, полный контроль над утечкой защищаемой информации и при этом обладает простой конструкцией, позволяющей быструю и легкую установку экранирующего бокса на местности.