Способ непрерывного мониторинга состояния экранированного сооружения
METHOD OF CONTINUOUS MONITORING OF SCREENED STRUCTURE STATE

Изобретение относится к области защиты информации путем непрерывного мониторинга состояния экранированных сооружений и предназначено для повышения уровня защищенности объектов, с которыми ведутся работы в данных сооружениях.
Из уровня техники известен способ электромагнитной защиты экранированных помещений, реализованный устройством по патенту РФ №2580939 (опубликован 10.04.2016, МПК: H05K 9/00), предназначенный для уменьшения электромагнитной заметности объектов с экранированными помещениями, повышения уровня электробезопасности таких объектов и устранения необходимости в регулярном обслуживании электромагнитной защиты экранированных помещений. В данном способе экранированные двери снабжают датчиками и индикаторами состояния их закрытия, а также модулями управления и взаимного контроля состояния узлов и их закрытия. Кроме этого используют генератор радиочастотного сигнала с подключенными к нему антеннами, установленными с внутренней стороны двери, с помощью которых осуществляют излучение одиночного импульса, сформированного генератором. А также используют приемник радиочастотного сигнала с подключенными к нему антеннами, установленными с наружной стороны двери. При этом с помощью приемника через антенны фиксируют наличие и уровень импульса, прошедшего через экранированную дверь.
Недостатком данного технического решения является то, что оно не в полной мере обеспечивает защиту экранированного помещения от распространения электромагнитных волн в связи с тем, что регулярному контролю состояния подвергается только экранирующая дверь помещения. Помимо этого, одной из главных проблем является электромагнитная безопасность объекта и высокие требования к уровню экранирования, приводящие к значительному облучению личного состава. Причиной возникновения данной проблемы является наличие источника - генератора излучения внутри экранированного помещения, являющегося формирователем сигнала для приема вне экранированного помещения. Единственным решением этой проблемы было предложено использование одиночных широкополосных импульсов, генерируемых на уровне эфирных шумов.
В качестве прототипа для заявляемого изобретения выбран корреляционный способ оценки эффективности экранирования сооружений (Авторское свидетельство №1636859, опубликовано 23.03.1991, МПК: G12B 17/00, G01R 33/00), преимущественно для высокопотенциальных радиоэлектронных средств и систем, включающий генерирование электромагнитного сигнала в направлении проверяемой области, прием полученного сигнала и его последующую оценку путем измерения величины коэффициента экранирования. При этом генерирование электромагнитного сигнала и его излучение в направлении проверяемой области (экрана) осуществляют генератором шумоподобного сигнала М-последовательности, база которого намного больше единицы, и антенной, располагаемой по одну сторону экрана, а прием и последующую оценку полученного сигнала осуществляют с помощью корреляционного приемника, выполненного с возможностью измерения уровня принимаемого сигнала, и приемной антенны, размещаемой по другую сторону экрана.
Техническая проблема, решаемая созданием данного изобретения, заключается в том, что вышеуказанные способы могут быть применимы только для частичного контроля состояния экранированных сооружений и не подходят для непрерывного полного (всестороннего) мониторинга их состояния. Кроме этого оба решения предполагают использование генератора, что приводит к значительному облучению личного состава.
Необходимо отметить, что эффективность экранирования непрерывно ухудшается в процессе постоянной эксплуатации экранированного помещения. Это связано с изменением физико-химических свойств материалов экрана, фильтров, а также устареванием остальных частей конструкции, что приводит к появлению источников электрических и магнитных полей, и как следствие, может привести к утечке защищаемой информации. Указанные обстоятельства приводят к необходимости регулярного контроля состояния помещения и его обслуживания.
Технический результат направлен на создание способа непрерывного мониторинга состояния экранированного сооружения, позволяющего в течение всего времени эксплуатации экранированного сооружения обнаруживать и предотвращать утечку электромагнитных полей от изделия и его составных частей, работа с которым в нем проводится.
Указанный технический результат достигается тем, что способ непрерывного мониторинга состояния экранированного сооружения включает прием и последующую оценку полученного сигнала, осуществляемые с помощью приемника с регистратором уровня сигнала и приемных антенн. При этом он отличается от прототипа тем, что приемные антенны в необходимом количестве размещают снаружи экранированного сооружения напротив мест наиболее вероятного просачивания сигнала. Причем приемные антенны выбирают исходя из рабочего диапазона частот изделия, работы с которым планируется проводить в экранированном сооружении. Перед установкой приемных антенн производят калибровку приемного тракта, измерение уровня (мощности) сигнала от изделия, а также проводят теоретический расчет затухания сигнала в свободном пространстве. В процессе работы с изделием в закрытом экранированном сооружении с помощью приемных антенн и приемника с регистратором уровня сигнала непрерывно отслеживают изменение уровня сигнала от элементов конструкции экранированного сооружения. В случае превышения сигналом, принятым по n-му приемному каналу, порогового значения, установленного в регистраторе уровня сигнала для данного приемного канала, на выходе последнего формируется сигнал запуска, активирующий работу одного или нескольких оконечных устройств, информирующих о факте утечки сигнала и обеспечивающих прекращение формирования и излучения сигнала, либо его маскирование.
Предлагаемый способ непрерывного мониторинга состояния экранированного сооружения основан на приеме и последующей оценке полученного сигнала, осуществляемых с помощью приемника с регистратором уровня сигнала и приемных антенн. При этом для полного и постоянного контроля состояния экранированного сооружения (его элементов конструкции) применяют множество приемных антенн, которые в необходимом количестве располагают снаружи экранированного сооружения (помещения) напротив мест наиболее вероятного просачивания сигнала. Приемные антенны настраивают на прием сигналов (излучений), исходящих от изделий, которые, подлежат защите от распространения излучений в окружающее пространство в процессе их работы в экранированном помещении. Если в стенах или двери, или ином элементе экранированного сооружения образуется микротрещина (либо отверстие и т.п.), то через нее возможна утечка сигнала, который будет принят одной из приемных антенн, расположенных снаружи экранированного сооружения и в случае превышения уровнем просачивающегося сигнала порогового значения будет активировано одно из оконечных устройств:
- информационный индикатор, оповещающий персонал, проводящий работы, о факте утечки сигнала и необходимости приостановки работ;
- система аварийного отключения, с помощью которой снимается питание с СВЧ устройства, с которым проводятся работы внутри экранированного сооружения, и тем самым обеспечивается прекращение формирования и излучения СВЧ сигнала;
- средство активной защиты, обеспечивающее маскирование сигнала от СВЧ устройства, работы с которым проводятся внутри экранированного сооружения, за счет формирования случайного шумоподобного СВЧ сигнала в широком диапазоне частот.
При этом могут активироваться комбинации таких устройств, или любое иное средство.
Рассмотрим реализацию заявляемого способа на примере устройства, включающего четыре приемных антенны, схема которого с расположением его элементов относительно экранированного сооружения с источником сигнала внутри изображена на фиг. 1, где:
1 - экранированное сооружение (ЭС);
2 - источник сигнала;
3 - приемник с регистратором уровня сигнала;
4 - информационный индикатор (ИИ);
5 - система аварийного отключения (САО);
6 - средство активной защиты (САЗ);
7 - первая приемная антенна (ПА1);
8 - вторая приемная антенна (ПА2);
9 - третья приемная антенна (ПА3);
10 - четвертая приемная антенна (ПА4).
Устройство непосредственно включает в себя приемник с регистратором уровня сигнала 3, содержащий в данном случае четыре приемных канала, ИИ 4, САО 5, САЗ 6 и ПА1 7, ПА2 8, ПА3 9, ПА4 10. Количество приемных каналов при этом зависит от количества используемых приемных антенн. ЭС 1 в общем случае содержит ограждающие конструкции в виде стен, пола и потолка. Внутри ЭС 1 размещается источник сигнала 2, в качестве которого используется изделие, с которым проводятся работы. Ограждающие конструкции (стены, пол, потолок, дверь и т.п.) ЭС 1 предотвращают выход электромагнитного излучения от источника сигнала 2 за пределы ЭС 1.
Выходы ПА1 7, ПА2 8, ПА3 9 и ПА4 10 подключены к первому, второму, третьему и четвертому входам приемника с регистратором уровня сигнала 3 соответственно. При этом первый выход приемника с регистратором уровня сигнала 3 подключен к ИИ 4, второй его выход соединен с САО 5, а третий выход подключен к САЗ 6.
Настройка и работа устройства, реализующего предлагаемый способ, выглядит следующим образом.
ПА1 7, ПА2 8, ПА3 9 и ПА4 10 выбирают исходя из рабочего диапазона частот изделия, являющегося источником сигнала 2, работы с которым планируется проводить в экранированном сооружении 1. Установка приемных антенн производится снаружи экранированного сооружения 1 напротив мест наиболее вероятного просачивания сигнала (экранированные двери и ворота, вводы фильтров силовых и слаботочных цепей и т.д.).
пт
Перед установкой приемных антенн производится калибровка соответствующих приемных трактов, каждый из которых включает в себя саму приемную антенну и кабель, подводящий принятый сигнал от антенны к соответствующему входу приемника с регистратором уровня сигнала 3. Калибровка проводится с целью определения значения L затуханий, вносимых вышеуказанными элементами в линию (затухания приемного тракта).
Затем проводится измерение уровня (мощности) сигнала от изделия, работы с которым проводятся в экранированном сооружении 1.
После этого 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 следующей формуле:
св.п
L(dB)=20*lg(d)+20*lg(f)+32.4,
где L - затухание сигнала, (dB);
d - расстояние от изделия до места установки антенны (км);
f - частота сигнала (МГц).
Суммарное затухание от источника сигнала 2 до приемной антенны 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 в линии приемного тракта.
Σ
Полученное таким образом значение затухания сигнала L устанавливается как пороговое значение для n-ого приемного канала приемника с регистратором уровня сигнала 3.
При работе с изделием в закрытом ЭС 1, в случае превышения сигналом, принятым по n-му приемному каналу порогового значения, установленного в регистраторе уровня сигнала приемника для данного приемного канала, на выходе последнего формируется сигнал запуска, активирующий работу одного из оконечных устройств: информационного индикатора, системы аварийного отключения или средства активной защиты, или комбинации таких устройств.
Блок-схема, поясняющая алгоритм работы устройства, изображена на фиг. 2.
Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет устранить необходимость в регулярном обслуживании экранированных помещений, а также позволяет проводить оперативные работы по устранению обнаруженных проблем с экранированием, что очень важно, так как в противном случае появляется возможность утечки защищаемой информации. В качестве временной меры защиты от радиоэлектронной разведки может быть включена система активной защиты, которая позволяет маскировать сигнал путем генерирования новых сигналов в том же частотном диапазоне, в котором работает изделие, до момента прекращения работы с изделием, исключив угрозу заметности объекта. Кроме этого при реализации данного технического решения будет отсутствовать дополнительное излучение ввиду отсутствия генератора в устройстве и благодаря возможности использования в качестве источника сигнала самого изделия, с которым проводятся работы внутри экранированного сооружения, что также решает проблему дополнительного облучения личного состава при работе в экранированном сооружении.