19. Побочные электромагнитные излучения и наводки. Виды побочных электромагнитных излучений и наводок.

Физическую основу случайных опасных сигналов, возникающих во время работы в выделенном помещении радиосредств и электрических приборов, составляют побочные электромагнитные излучения и наводки (ПЭМИН). Процессы и явления, образующие ПЭМИН, по способам возникновения можно разделить на 4 вида:

• Не предусмотренные функциями радиосредств и электрических приборов преобразования внешних акустических сигналов в электрически сигналы;
• Паразитные связи и наводки;
• Побочные низкочастотные излучения;
• Побочные высокочастотные излучения.

Частотный диапазон побочных электромагнитных излучения, сопровождающих информативные сигналы, простирается от единиц килогерц до гигагерц и выше и определяется тактовой частотой используемого средства обработки информации.

Кроме электромагнитных излучений вокруг средства обработки информации присутствуют квазистатические информационные электрические и магнитные поля, вызывающие наводки на близко расположенные кабели, телефонные провода, линии охранно-пожарной сигнализации, электросеть и т.п. Интенсивность полей в диапазоне частот от единиц до килогерц до десятков мегагерц такова, что прием сигналов может вестись за пределами контролируемой зоны при непосредственном подключении к этим линиям передачи.

Побочные преобразования акустических сигналов в электрические сигналы

Преобразователи внешних акустических сигналов в электрические сигналы называются акустоэлектрическими преобразователями. К акустоэлектрическим преобразователям относятся физические устройства, элементы, детали и материалы, способные под действием переменного давления акустической волны создавать эквивалентные электрические сигналы или изменять свои параметры. Классификация акустоэлектрических преобразователей:

На выходе активных акустоэлектрических преобразователей под действием акустической волны возникают электрические сигналы. У пассивных акустоэлектрических преобразователей тс же действия акустической волны вызывают лишь изменения парамет­ров преобразователей.

По способам формирования электрического сигнала активные акустоэлектрические преобразователи могут быть электродинамическими, электромагнитными и пьезоэлектрическими.

Опасные сигналы в электродинамических акустоэлектрических преобразователях возникают в соответствии с законом электромагнитной индукции при перемещении провода в магнитном поле под действием акустической волны.

Электромагнитные акустоэлектрические преобразователи – Электрические сигналы индуцируются в катушках электромагнитов устройств в результате изменений напряженности создаваемых ими полей, вызванных изменениями под действием акустической волны воздушного зазора между сердечником и якорем электромагнита или статора (неподвижной части) и ротора (под­вижной) части электродвигателя. (Примеры этих устройств: электромагниты электромеханических звонков и капсюлей телефонных аппа­ратов, шаговые двигатели вторичных часов, кнопочные извещатели ручного вызова пожарной службы охраняемого объекта и др.)

Активными акустоэлектрическими преобразователями являются также некоторые кристаллические вещества (кварц, сегнетовая соль, титанат и ниобат бария и др.), которые широко применяются в радиоаппаратуре для стабилизации частоты и фильтрации сигналов, в качестве акустических излучателей сигналов вызова в современных телефонных аппаратах вместо электромеханических звонков. На поверхности этих веществ при механической деформации их кристаллической решетки (давлении на поверхность, изгибе, кручении) возникают электрические заряды.

В пассивных акустоэлектрических преобразователях акустическая волна изменяет параметры элементов схем средств, в результате чего изменяются параметры циркулирующих в этих схемах электрических сигналов. В большинстве случаях под действием акустической волны изменяются параметры индуктивностей и емкостей электрических цепей. В соответствии с этим акустоэлектрические преобразователи называются индуктивными и емкостными.

Разновидностью индуктивного является магнитострикционный акустоэлектрический преобразователь. Магнитострикция проявляется в изменении магнитных свойств ферромагнитных веществ (электротехнической стали и ее сплавов) при их деформировании (растяжении, сжатии, изгибании, кручении).

К наиболее распространенным случайным акустоэлектрическим преобразователям относятся:

·                     вызывные устройства телефонных аппаратов;

·                     динамические головки громкоговорителей, электромагнитные капсюли телефонных трубок, электрические двигатели бытовых электроприборов;

·                     катушки контуров, дросселей, трансформаторов, провода монтажных жгутов, пластины (электроды) конденсаторов;

·                     пьезоэлектрические вещества (кварцы генераторов, виброакустические излучатели акустических генераторов помех);

·                     ферромагнитные материалы в виде сердечников трансформаторов и дросселей.

Опасные сигналы, образованные в результате акустоэлектрического преобразования, могут:

·                     распространяться по проводам за пределы контролируемой зоны;

·                     излучаться в пространство;

·                     модулировать другие сигналы.

Паразитные связи и наводки

Постоянные электрические заряды и электрический ток в элементах и цепях радиосредств и электрических приборов создают соответствующие электрические и магнитные поля, а заряды и ток переменной частоты — электромагнитные ноля. Поля распространяются в пространстве и воздействуют на элементы и цепи других технических средств и систем. Кроме того, для функционирования средств и систем необходимо обеспечить гальваническое соединение их элементов. Из-за гальванических соединений возникают дополнительные пути для распространения сигналов одних узлов и блоков по цепям других. В результате воздействия побочных полей и влияния через проводники и резисторы сигналов одних узлов и блоков на сигналы других блоков и узлов возникают паразитные связи и наводки как внутри радиоэлектронных средств, так и между рядом расположенными средствами.

Паразитные связи:

• Емкостная
• Индуктивная
• Гальваническая

Емкостная связь образуется в результате воздействия электрического поля

Индуктивная связь образуется в результате воздействия магнитного поля

Гальваническая связь образуется через общее активное сопротивление.

Возможность утечки информации через паразитные связи и наводки зависит от многих факторов, в том числе от конфигурации, размеров и взаимного положения излучающих и принимающих токопроводящих элементов средств – эти элементы можно назвать случайными антеннами. (Примеры случайных антенн: монтажные провода, соединительные кабели, выводы радиодеталей и тд.)

Низкочастотные и высокочастотные излучения технических средств

Большую угрозу безопасности информации создают также побочные излучения радио- и электротехническими средствами электромагнитных полей, содержащих защищаемую информацию. Источниками излучений могут быть цепи, содержащие статичес­кие или динамические заряды (электрический ток), в информаци­онные параметры которых тем или иным способом записывается защищаемая информация.

Вид излучения и характер распространения электромагнитно­го поля в пространстве зависит от частоты колебаний поля и вида излучателя. Различают низкочастотное и высокочастотные опасные излучения.

Под низкочастотными излучениями понимаются излучения электромагнитных полей, частоты которых соответствуют звуковому диапазону. Источниками таких излучений являются устройства и цепи звукоусилительной аппаратуры (микрофоны, усилители мощности, аудиомагнитофоны, громкоговорители и их согласую­щие трансформаторы, кабели между микрофонами и усилителями, усилителями и громкоговорителями, цепи, содержащие случайные акустоэлектричсскис преобразователи, телефонные аппараты и ка­бели внутренней АТС и др.).

К высокочастотным опасным излучениям относятся электромагнитные поля, излучаемые цепями радиоэлектронных средств, по которым распространяются высокочастотные (выше звукового диапазона) сигналы с секретной (конфиденциальной) информацией. К основным источникам побочных излучений с мощностью, достаточной для выхода сигнала за пределы контролируемой зоны, относятся:

·                     гетеродины радио- и телевизионных приемников;

·                     генераторы подмагничивания и стирания аудио- и видеомагнитофонов;

·                     усилители и логические элементы в режиме паразитной генерации;

·                     электронно-лучевые трубки мониторов и телевизоров;

·                     элементы ВЧ-навязывания;

·                     элементы компьютера, в которых циркулируют сигналы в параллельном коде.

К излучающим элементам ВЧ-навязывания относятся радио- и механические элементы, которые модулируют подводимые к ним электрические и радиосигналы:

·                     нелинейные элементы, на которые одновременно поступают низкочастотный электрический сигнал и высокочастотный гармонический сигнал. При этом последний модулируется первым.

·                     токопроводящие механические конструкции, изменяющие свой размер и переотражающие внешнее ЭМ-поле.