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防止电磁辐射的方式范文1
关键词 中波发射塔;中波;电磁辐射;防护
中图分类号 G2 文献标识码 A 文章编号 1674-6708(2016)161-0044-01
我们生活在一个信息时代和科技时代,信息传播至关重要。信息传播有很多方式和途径,包括图片、声音、影响、文字、数据等等。其中,电磁波的传播方式具有传播消耗低、传播范围广、传播速度快、传播信息准等诸多优势,因此,被广泛应用于现代社会中来。对于电磁辐射,虽然看不见、摸不着,但是它就在我们周围,我们时刻受到电磁辐射的影响。对于建筑器材、电子设备以及人体,中波电磁辐射都会造成一定程度的影响,我们必须采取相关措施予以防范。在此背景下,本文着重分析了中波电磁辐射给我们带来的影响及防护策略。
1 电磁辐射的相关概述
1.1 电磁辐射的概念
所谓电磁辐射,就是由发射源向四周发射电磁能,包括传导发射和辐射发射,即电磁辐射,又称为电子烟雾,由磁能量和电能量组成,是在电荷移动过程中所产生。众所周知,影响电磁环境的关键因素是电磁辐射。与电磁辐射的概念不同,电磁辐射污染主要指手机、电脑、电视机、收音机、微波炉这些家用电器在运行时以及自动化办公设备、医疗设备、电子仪表和电磁波发射塔、雷达站、电视台、电台、变电站、高压线在运行时所产生的各种电磁波对周围环境造成的污染。这些不同波长、不同频率的电磁波会充斥人们生活的各个空间,穿透周围各种物质,包括人体。如果长期暴露在高强度的电磁辐射下,体内细胞就会被大面积地杀伤或杀死,严重者危及生命。
1.2 电磁辐射的类别
根据电磁波产生的原因,可以把电磁辐射分为人为电磁辐射和自然电磁辐射两大类;根据电磁波的强度,可以把电磁辐射分为强电磁辐射和弱电磁辐射两种。强电磁辐射的发射频谱比较窄,而弱电磁辐射的发射频谱则比较宽,可以横跨几个级别频率级别。根据频段的不同可以把人为电磁辐射分为射频电磁辐射和工频电磁辐射。人为电磁辐射依据人造系统可以分为广播发射类、通讯发射类、工科医类、交通系统类、高压电力类等。
2 中波发射塔周围中波电磁辐射的影响
毋庸置疑,中波发射塔所发射的电磁波加快了信息传播的速度,给我们的生活带来了很多便利,但是,事情都有两面性,电磁波本身产生的电磁辐射给周围环境带来了巨大的危害,必须采取相应的措施进行防范。
2.1 中波电磁辐射对电子类设备的影响
2.1.1 中波电磁辐射对电子类设备的影响机理
中波电磁辐射进入电子系统或电子设备,有2个渠道:第一,由于电磁耦合、静电耦合或感应耦合,中波电磁就会直接辐射到中波发射塔附近的导线上,并且形成电磁干扰,然后电磁波会从这些导线传递到控制线、信号线、或电源线上,继而辐射到相关设备上;第二,中波发射塔所产生的电磁波直接辐射到相应的系统或者设备上,形成电磁干扰。
2.1.2 中波电磁辐射对电子类设备的影响表现
中波电磁辐射对电子类设备的影响方式主要有两种:间接影响和直接影响。所谓间接影响,就是通过形成电磁耦合,利用导线,传递到电子类设备上,造成干扰[ 1 ]。而直接影响就是电磁辐射直接辐射电子设备,产生电磁干扰。电磁辐射不仅影响广播和电视的正常观看和收听,而且还会造成信号不准和仪表失灵的问题。在现实生活中,电磁辐射的影响也是无处不在,比如,在医院,电磁辐射可能影响医疗器械的正常使用,像B超仪显示屏的抖动和颤动、脉搏仪的偏差等等,都是由于电磁辐射的干扰。再比如在学校,学生在做物理实验和化学实验时,信号波的消失以及观测过程中的失误等等,化学实验中的易燃易爆物品都有可能由于电磁辐射出现发生一些安全事故。
2.2 中波电磁辐射对人体的影响
研究发现,电磁辐射会对人体带来巨大的危害和影响,中波发射塔周围中波电磁辐射更是如此。中波电磁辐射对人体的危害主要体现在3个方面:热效应、非热效应、累积效应。第一,热效应,人体内的水分再受到电磁辐射时,会引发机体升温,进而影响体内器官的正常运行。人体体温升高会带来很多问题,比如视力下降、免疫功能下降、白细胞减少、心动过缓、失眠、头胀、心悸等等。如果微波功率达到1 000W,直接照射人体,可在几秒之内致人死亡;第二,非热效应。中波电磁辐射会干扰人的微弱电磁场,对人的内分泌系统、免疫系统、感觉系统、神经系统,都会造成一定程度的损伤,使细胞原生质、淋巴液、血液发生改变,严重时可导致孕妇流产、胎儿畸形等[ 2 ];第三,累积效应。当非热效应和热效应作用于人体时,如果人体自身未来得及进行自我修复,再次受到电磁辐射,就会形成永久性的伤害和病态,危及生命。
3 中波发射塔周围中波电磁辐射的防护策略
3.1 电子类设备方面的防护策略
电子类设备的防护策略有很多,比如过滤、吸收、接地、电磁屏蔽等[3]。所谓过滤,就是中断电磁波,以防多余的电磁波产生电磁辐射。而吸收的防护原理和过滤基本相同,是通过吸收多余的电磁信号,减少辐射面积,防止电磁辐射。接地的防护策略就是将感应电流引入大地,以防电流过于集中。电磁屏蔽就是将一种金属材料制成封闭式形状的物体,避免内外接触, 达到防护目的。
3.2 人体方面的防护策略
人体方面的防护策略主要包含以下几个方面:首先,必须远离辐射源,包括中波发射塔、广播台、电视台发射站等一些电磁辐射比较大的地区,还应尽量远离这些电磁辐射环境;其次,可以穿戴电磁辐射防护服,将电磁辐射隔离到体外;最后,平时应注意饮食和生活习惯,积极补充抗氧化剂,例如虾青素、葡萄籽、番茄红素、β-胡萝卜素、维生素E、维生素C这些含量多的食品[ 4 ]。
4 结论
综上所述,我们应加深对中波发射塔周围中波电磁辐射的认识,平时应远离辐射源以及大型的发射塔,为了他人和自己的健康,应提高电磁辐射的防护意识,养成电磁辐射的好习惯。平时还要注意饮食,积极补充抗氧化剂含量丰富的食品,将电磁辐射的危害降到最低,充分发挥无线电技术对于我国经济建设和社会发展的作用。本文从电子类设备和人体两个角度着重分析了中波发射塔周围中波电磁辐射的影响以及防护策略,以供参考和借鉴。
参考文献
[1]颜锦,黄显吞,农高海等.中波发射塔周围中波电磁辐射影响及防护的探讨[J].硅谷,2008(13):27-28.
[2]董晓博.浅析中波发射塔周围中波电磁辐射的危害影响及其防护措施[J].科技资讯,2014,12(15):237.
防止电磁辐射的方式范文2
关键词:电磁信息泄露;屏蔽技术;预防
中图分类号:TP309 文献标识码:A 文章编号:1671—7597(2012)0510170-02
包括计算机在内的许多电子信息设备都存在不同程度的电磁泄漏现象。在使用这些电子信息设备时,如果不采取任何防护措施的话,就会很容易将处理的各种信息散射到一定的空间范围中去,这就给信息的保密工作带来了严峻的挑战。因此,在使用计算机等其他电子信息处理设备时,务必要采取可靠的技术措施来有效防止电磁信息的泄露。而合理地使用不同种类的计算机屏蔽技术,就是一种有效防止信息随电磁波泄漏的可靠措施。
1 电磁信息泄漏概述
电磁信息泄漏的实质就是以导线或空间的导电介质为媒介将电子设备中所承载的电磁能量向外扩散所导致的信息泄露问题。其中比较常见的电子设备的电磁信息泄漏方式主要有辐射和传导两种不同的电磁信息泄露方式。以下分别就以上两种信息泄露的原理进行说明。
1)辐射电磁信息泄露。辐射电磁信息泄露就是将那些从电子设备中发出的电磁能量以电磁波的形式通过相应电子设备的外壳以及外壳上的各种孔缝将电磁信息辐射出去。
2)传导电磁信息泄露。所谓的传导电磁信息泄露就是将那些从电子设备中发出的电磁能量通过信号线、电源线以及地线等各种线路传导出去。
需要明确的是,所有处于工作状态的电子信息设备,都存在着一定程度的电磁信息泄漏问题,这是一种无法避免的电磁学现象。如果在这些泄漏的电磁波中加载了一些有用的数据信息,那么就会导致信息泄露的问题。实践证明,绝大多数的泄漏的电磁波中都加载有相应设备所处理和传输的信息,只是加载信息数量的多少有所差别而己。因此,一旦泄漏的电磁波中所加载的信息是一些秘密的信息,这些泄漏的电磁波就会导致不同程度的信息安全问题。
相关数据表明,普通PC机显示屏辐射出的加载有信息的电磁波可以在有限的距离内(1000米以内的范围)被接收和复现,而其他常见的包括传真机、打印机、电话机等在内的电子信息设备所泄漏的加载有信息的电磁波也可以在一定距离内通过特定的方法给予接收和还原。目前世界上很多国家情报部门都是利用这种接收和还原加载有信息的电磁波的技术用来窃取他国重要情报的。当然,接收和还原加载有信息的电磁波的实现是有条件的,只有当加载有信息的电磁波的信噪比和强度满足一定条件时才能够在有限的范围内被接收和还原。也就是说只要采取一定的技术措施,使泄漏的加载有信息的电磁波的信噪比降到最低,尽可能弱化泄漏的加载有信息的电磁波的强度,就可以起到防护电磁信息泄漏的效果。
2 信息泄漏防护技术措施
笔者查阅相关文献资料,总结一下,当前信息泄漏防护技术措施主要有以下几种:
2.1 配置视频信息干扰机。视频信息干扰技术又可分为相关干扰技术和白噪声干扰技术两种不同的技术。以下就分别对这两种不同的干扰技术进行分析和说明。
1)相关干扰技术。使用相关干扰器发出能自动跟踪计算机电磁辐射信号的相关干扰信号是相关干扰技术的实现原理,相关干扰技术可以使电磁辐射信号被扰乱,从而起到信号加密的效果,这样接收方即便能够接收到电磁辐射信号也无法还原出信号所携带的真实信息。另外由于相关干扰技术的实现不需靠掩盖电磁辐射信号来进行干扰,因此基于相关干扰技术的干扰器具有体积小、经济划算、效果显著以及对环境的电磁污染小的特点。
2)白噪声干扰技术。与相关干扰技术的实现原理不同,白噪声干扰技术的实现原理就是利用白噪声干扰器发出比计算机电磁辐射信号要强很多倍的白噪声,通过白噪声的干扰来达到削减电磁辐射信号强度的目的。与相关干扰技术不同,白噪声干扰技术由于要靠掩盖方式来实现其干扰效果,所以需要的发射功率必须足够强,而功率过于强大的白噪声就会比较容易导致空间的电磁波污染。所以,与相关干扰技术相比白噪声干扰技术在使用上还有一定的缺陷和不足。
2.2 建造电磁屏蔽室。所谓的电磁屏蔽室就是利用导电性能较好的金属板或金属网所建造的能够将产生电磁辐射的计算机等其他相关的电子信息终端设备包围起来的电磁信号屏蔽室。与其他电磁信息泄露防护措施相比,电磁屏蔽室对电磁辐射的屏蔽效果是最好的,但是造价也是最昂贵的。因此,基于建造电磁屏蔽室的屏蔽技术较为适用于一些保密等级要求较高的大型数据中心计算机设备场合。
2.3 配置低辐射设备。在设计和生产相关电子信息设备时,要注意对容易产生电磁辐射的元器件、集成电路、等其他相关的电子信息设备采取防辐射措施,从而在源头上把电磁辐射控制在最低限度。显而易见,配置低辐射的电子信息设备是防止电子信息设备发生电磁辐射泄密的重要防护措施。
2.4 采用滤波防护技术。其实滤波防护技术是对屏蔽技术的一种重要补充。如果被屏蔽的电子信息设备及相关的元器件所泄露的电磁信号不能完全密封在屏蔽体内,仍有其他导线或介质与外界相连接的话,电磁波还是可以通过这些介质实现屏蔽体内部与外部的通信。因此,有必要在屏蔽技术的基础上,增加滤波技术,只允许满足条件的相关频率信号通过,对其他频率范围的信号,要过滤掉,从而可以更好的实现信息泄漏的防护。
3 利用计算机屏蔽技术预防信息泄露的方法说明
当前常用的计算机屏蔽技术主要有屏蔽机箱、屏蔽窗、关键电路屏蔽、电缆屏蔽等屏蔽技术,以下将分别给予详细的说明。
1)屏蔽机箱。屏蔽机箱多采用在军用计算机上,其中,屏蔽机箱的性能多是用屏蔽性能SE(单位为dB)来表示的。与其他的计算机屏蔽设备相比,屏蔽机箱具有加工简单、重量轻、经济划算等优点。需要说明的是,在使用屏蔽机箱时要特别注意孔缝辐射的问题,因为绝大多数的屏蔽机箱都有一些缝隙、穿孔和孔洞,这就会比较容易引发导电的不连续性,从而就会产生电磁泄漏问题。
2)屏蔽窗。计算机的显示器往往是通过屏蔽窗来达到防止电磁穿透的目的的。常见的用于计算机屏蔽的屏蔽窗多是由一些具有金属薄膜真空沉积的光学基片所制成的。需要说明的是,屏蔽窗的透光度作为影响屏蔽窗屏蔽效果的关键因素,为了起到良好的屏蔽效果,一般要求屏蔽窗的透光度应大于60%。其中,当前应用比较广泛的屏蔽窗主要有柔性弧度屏蔽窗、柔性平面屏蔽窗以及刚性平面窗,这些屏蔽窗的屏蔽性能一般都会大于80dB。
3)关键电路屏蔽。对于辐射量比较大的关键电路可以采用有针对性的局部屏蔽防御措施。基于这一思想,可以在计算机的CRT设备中通过装备一些金属小盒子,把控制板上的帧频与行频等有关的关键电路分别包起来,进行局部屏蔽,减少加载有电磁信息的电磁波的辐射。从而起到防止电磁波泄露的目的,以达到信息泄露防护的效果。
4)电缆屏蔽。电缆是造成电磁信息泄露的重要途径,因此做好电缆的屏蔽是预防信息泄露的重要举措。其中常见的电缆屏蔽主要有以下几种:
①单层编织网电缆屏蔽。是由单层导线编织成的网状电缆屏蔽结构,单层编织网电缆屏蔽主要应用于低阻抗干扰源起的防护。②双层编织丝网电缆屏蔽。是由双层导线编织成的网状电缆屏蔽结构,双层编织网电缆屏蔽主要应用于高频屏中。③金属箔和编织丝网组合封装的电缆屏蔽。在该电缆的内导体使用了多股双绞线,不仅解决了导体内部的串扰问题,而且还能对频率比较高的电磁波进行有效的防护。
4 结语
计算机屏蔽技术作为一项重要的电磁信息泄露防护技术,如何确保计算机屏蔽技术能够充分发挥其应有的防护功效,还需要结合信息系统的实际特点,来合理的选择最佳的计算机屏蔽技术措施,来有效预防信息的泄露。
参考文献:
[1]白同云、赵姚同,电磁干扰与兼容分析研究[J].国防科技大学学报,2008(09).
防止电磁辐射的方式范文3
关键词:环境污染 电磁辐射 电磁环境监测
中图分类号:X3 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)04(b)-0069-01
现代社会已经进入信息化时代,随着计算机等各种高科技电气设备的增加,各种无线电技术的应用也逐渐广泛起来,卫星导航、电台、手机等的应用进入到千家万户,给人们带来方便的同时,也带来了电磁辐射方面的污染,长期使用这些设备会造成人体的免疫力下降,带来很多问题,因此,电磁辐射已经成为当今的四大公害之一。
1 电磁环境及电磁辐射源
所谓电磁环境是指在我们生活中所有的电磁设备的总和,这些设备的总和包括自然和人为两个方面,静态和动态两个基本的特征。[1]这种电磁辐射主要是由于不同电波之间的联系造成的。当电波的赫兹增大的时候,电磁波就会通过空气给周围的环境带来很大的影响,人长期在这种环境中生存,会对健康十分不利。一般来说,电磁辐射有两种,自然的电磁辐射主要是指自然界中的污染,比如闪电、火山等,这种情况会直接影响广大的用电地区,对其造成干扰,在我国就有被雷击的现象发生的事故。而人为的因素主要是指生活中的一些先进的电气设备,比如广播电视台、手机信号塔等,这些无线设备发出的电波会给生活带来困扰,甚至对当地的饮水带来危险,因此做好电磁环境的处理工作,抵制电磁辐射,是我们生活中必须关注的关键。
1.1 电力系统
现代社会经济的发展,越来越多的电气设备进入千家万户,而由于电荷作用的影响,电网的发展速度也很快,高压电路和一些无线的电磁波日益增多,这些增多的电气设备直接造成了我们生活的环境成为了电磁辐射环境,在生活的时候,会给临近地区产生严重的影响。
1.2 广播、电视发射系统
我们周围的广播和电视信号系统是主要的电磁辐射来源,为了生活的方便,这些大型的无线设备多建立在城市之中,在居民区形成很强的磁场,造成电磁辐射污染。
1.3 移动通信系统
手机的普遍使用带来了无线移动通信设备的发展,而这种移动通信基站是一个很强的辐射源,而且为了防止周围的干扰,辐射的高度在逐渐减低,上网的系统也逐渐增强,因此,各种的分布使得电磁辐射的范围更大,给生活造成了严重的威胁。
1.4 交通运输系统
我国的交通运输行业的发展迅速,但很多的交通运输系统也带来了辐射的威胁,特别是一些无轨电车和地铁进入我们的生活,更多的电磁辐射被制造出来,我们的生活已经成为一个很强的辐射范围,在这种范围下,人们的精神状态也会受到影响。
1.5 工业、医疗科研高频设备
除了以上几种辐射源之外,在医院和工业场所的辐射源更贴近人们的生活,医院里的x光具有很强的辐射,而一些工厂里的先进设备对人的身体会有很大的影响。
2 电磁辐射污染的危害
众所周知,城市中这些污染源会给健康带来危害,但由于这些污染源具有很强的作用,是生活中必不可少的,即使会产生更多的化学和物理作用,也要保留部分功能,而唯一可以采取的办法是进行改造工程,使其的辐射点降低,从而提升安全系数。
2.1 对无线电信号和通信系统的干扰
大功率无线电发射机产生的电磁干扰,可使附近的通信、广播、雷达导航、电视接收机的信噪迅速下降而无法工作。另外,雷电电磁脉冲每年都要酿成火灾、通信中断、电器设备毁坏等一些严重后果。
2.2 对武器装备的危害
军事上所用的无线电发射机和雷达能产生很强的电磁辐射场。这种辐射场能引起武器装备系统中的灵敏电子引爆装置提前启动,对制导导弹会偏离飞行弹道。国内外都发生过飞机偏航、坠毁或意外投弹的事故,而这些都是由于机载电子设备的干扰而引起。
2.3 对计算机系统潜在的危害
随着计算机应用的不断广泛,计算机系统已成为信息系统的重要存储库。但计算机在运行中会产生微弱的电磁辐射,如果这很小的泄漏被高灵敏度的接收系统接收,就会造成不可想象的极大损失。
2.4 对人体的危害
大量文献表明,低频电磁场可以明显影响人的植物神经功能,使其发生紊乱,表现为疲劳、神经衰弱、忧郁等症状;高频辐射对人体是引起中枢神经系统的机能障碍和以交感神经疲乏、紧张为主的植物神经紧张失调的主要作用,主要表现为头昏脑胀、记忆力减退、失眠多梦临床症状等。[2]
3 电磁辐射污染的主要防护措施
电磁污染的传播途径有两种,一是通过空间直接辐射,二是借助电磁耦合线路传导。环境而言,防辐射重点是空间隔离方式,主要是将电磁辐射的强度减小或是降低到一定的范围之内,目前,对电磁辐射污染主要有以下几种防护措施:屏蔽辐射源、吸收防护、射频接地、采取综合性防治措施。[3]
3.1 屏蔽辐射源
采取各种措施,降电磁波控制在一定的范围内。主要是利用屏蔽材料对电磁波进行反射与吸收,使传递到屏蔽材料上的电磁波一部分被反射,又有一部分被屏蔽材料吸收,让能透过屏蔽体的电磁强度大幅衰减,从而减少对人以及环境的损害。
3.2 吸收防护
利用某些物质构成电磁波的吸收部件,分为谐振吸收部件和匹配性吸收部件。
3.3 射频接地
将屏蔽体或屏蔽部件内由于感应生成的射频电流迅速导入大地,使屏蔽体不致成为射频的二次辐射源,以保证高频率的屏蔽作用,达到安全并实用的目的。
3.4 采取综合性防治措施
国家要制定并执行电磁辐射安全标准,对产生电磁波的工业设备产品提出严格的设计指标,要尽量减少电磁设备外漏情况,为防护电磁辐射提供良好条件;加强城市规划,实行区域控制,工业隔离布局,使电磁辐射源远离居民区;同时加强设备管理以及环境的整治。
4 结语
总而言之,现代社会,电磁环境对人的影响非常大,而随着更多现金技术的产生,我国的电磁环境会变得更加复杂,为了更好地进行无线沟通,我们需要采取一定的措施,解决这一问题。因此,加强电磁辐射污染的保护,做好其治理和检测工程,应该成为人们生活的共识,需要高度重视。
参考文献
[1] 赵玉峰.环境电磁工程学[M].北京:化学工业出版社,1982.
防止电磁辐射的方式范文4
关键词:信息安全;电磁辐射;TEMPEST
Electromagneticradiationofinformationdeviceandelimination
LIANGXiao-yan,WANGJun-li,YANGJian,WANGRu-long
(BeijingTraceandCommunicationTechniqueResearchInstitute,Beijing100094,China)
Abstract:Withtherapiddevelopmentofcomputerinformationsafetytechnique,moreandmoreattentionhadbeenpaidtotheelectromagneticradiationofcomputer.Basedontheanalysisonthetrackofelectromagneticradiationofcomputerinformationsystem,typicalprotectionmethodisbrieflyintroduced.
Keywords:Informationsafety;electromagneticradiation;TEMPEST
当计算机网络的日益普及给我们工作带来极大便利的同时,不可避免地带来一些负面影响,其中最突出的是计算机网络的信息安全问题。信息泄密的途径很多,其中电磁辐射是计算机及其网络系统泄密的重要途径之一,对它的研究正越来越受到人们的重视。
1TEMPEST技术
计算机及其外部设备在工作时通过电磁波将有用信息泄漏出去的过程称为计算机电磁泄漏。和其它电子设备一样,计算机及其外部设备(包括主机、显示终端、硬盘驱动器、软盘驱动器、磁盘机、磁带机、打印机等),在工作时都会产生不同程度的电磁泄漏,如主机中各种数字电路电流的电磁泄漏、键盘按键开关引起的电磁泄漏、显示器视频信号的电磁泄漏、打印机的低频电磁泄漏等等。这些辐射出去的电磁波,任何人都可以借助仪器设备在一定范围内收到它,尤其是利用高灵敏度的仪器可以准确、清晰地获取计算机正在处理的信息。信息辐射防护技术,就是针对计算机的信号辐射特性,运用一定的技术手段不让窃收方接受到计算机辐射的信号和复原出有关的真实信息。对电磁泄漏信号中所携带的敏感信息进行分析、测试、接收、还原以及防护的一系列技术构成了信息安全保密的一个专门研究领域,这种技术在国外称为TEMPEST技术,即“瞬时电磁脉冲发射监测技术”(TransientElectromagneticPulseEmanationSurveillanceTech-nology)。按照麦克斯韦电磁场理论:任何交变电磁场都会向四周空间辐射电磁信号,任何载有交变电磁信号的导体都可作为发射天线。计算机是采用高速脉冲数字电路工作的,因此,只要处于工作状态就会向机器外辐射含有信息的电磁波。
TEMPEST技术的研究上世纪50年代始于美国。随后,俄罗斯、英国、法国和德国等国家都开始积极研究和发展TEMPEST技术。1985年荷兰人W.vanEck在“Computer&Security”上发表文章,首次详细披露了通过简单改装电视机实现侦收并还原计算机显示器屏幕信息的可行性技术细节,并声称最远距离可达1000m,引起很大轰动。根据上世纪90年代以后的资料,英国人也称可以在1600m外对计算机视频信息进行还原[1]。随着信息技术的快速发展和恐怖的逐步升级,各国对TEMPEST技术的研究更加广泛和深入。而美国TEMPEST市场规模更是有增无减。几十年来,美国多次修订和补充TEMPEST技术标准和规定,TEMPEST的内涵也在逐渐扩大,已经从原来的通信安全领域扩展到信息安全的范围。
我国从80年代中期开始关注TEMPEST问题。90年代初,在国家相关单位牵头和组织下,经过多年的理论研究、实验测试以及产品开发,已经在信息设备的电磁泄漏发射机理、安全评估、技术产品测评、实验室和现场测试、红黑信号识别等方面取得一定成果。在TEMPEST防护技术方面,已经具有屏蔽室、低泄漏发射产品、电磁干扰产品3大类不同等级的防护产品。但是我国的接收机设计水平和数字信号后处理能力还不高。
2TEMPEST技术中电磁泄漏的途径
计算机及其外部设备内的信息,通常通过两种途径泄漏出去:以电磁波的形式辐射出去的称为辐射泄漏,这主要是指计算机内部产生的电磁辐射。这种辐射是由计算机内部的各种传输线(包括印制板上的走线)、信号处理电路、逻辑电路、显示器、开关元件和电机及其驱动控制电路产生的;另一种是通过各种线路和金属管道传导出去的称为传导泄漏。计算机系统的电源线、机房内的电话线、上下水管道和暖气管道以及地线等,都可能成为传导媒界,产生传导泄漏。传导泄漏往往伴随着辐射泄漏。
3TEMPEST技术中电磁泄漏的防护
对于电磁泄漏,目前可以采用的措施主要有:使用低辐射设备、利用噪声干扰源、电磁屏蔽、滤波技术和光纤传输[2]。
(1)使用低辐射设备。低辐射设备即TEMPEST设备。这是防辐射泄漏的根本措施。这些设备在设计和生产时就采取了防辐射措施,把设备的电磁泄漏抑制到最低限度。显示器是计算机安全的一个薄弱环节,对显示器的内容进行窃取,已是一项成熟的技术,因此选用低辐射显示器十分重要。单色显示器的辐射比彩色显示器低得多,使用等离子显示器或液晶显示器也能进一步降低辐射。
(2)利用噪声干扰源。电磁辐射干扰技术就是采用干扰器对计算机辐射进行电磁干扰,使窃收方难以提取视屏信息。利用噪声干扰源有两种方法:一是将一台能产生噪声的干扰器放在计算机设备旁边,干扰器产生的噪声与计算机设备产生的信息辐射一起向外辐射,使计算机设备产生的辐射不易被接受复现。干扰器产生的电磁辐射不应超过EMI(电磁干扰)标准;二是将处理重要信息的计算机放在中间,四周放一些处理一般信息的设备,让这些设备产生的电磁泄漏一起向外辐射。
(3)电磁屏蔽。屏蔽技术是将计算机设备置于屏蔽室中,达到防止电磁辐射的目的。该技术是所有防辐射技术手段中最为可靠的一种。屏蔽技术的另一种方法是使用防信息泄漏玻璃。防信息泄漏玻璃装在电子设备显示窗上,可以解决显示窗信息泄漏问题。有统计测试表明,如果电磁波辐射量是100%,那么防信息泄漏玻璃可以将89%的信息通过地线导入地下,再将10%的信息反射掉,剩下的漏网信号不足1%,这就无法还原成清晰完整的信息,从而达到保密的目的。
(4)滤波技术。滤波技术是对屏蔽技术的一种补充。被屏蔽的设备和元器件并不能完全密封在屏蔽体内,仍有电源线、信号线和公共地线需要与外界连接。因此,电磁波还是可以通过传导或辐射从外部传到屏蔽体内,或从屏蔽体内传到外部。采用滤波技术,只允许某些频率的信号通过,而阻止其它频率范围的信号,从而起到滤波作用,有效地抑制传导干扰和传导泄漏。
(5)光纤传输。光纤传输是一种新型的通信方式。光纤为非导体,可直接穿过屏蔽体,不附加滤波器也不会引起信息泄漏。光纤内传输的是光信号,不仅能量损耗小,而且不存在电磁信息泄漏的问题。若干年内还不可能从光纤外部窃取并还原信号。同其它传输方式相比,光纤具有容量大、安全、可靠、传输信息量大及抗干扰能力强等优点。
4结语
在信息时代的今天,任何国家的政治、军事、外交斗争都离不开信息,信息安全保密已成为国家安全战略的一个重要组成部分。信息安全保密是一项系统工程,电磁辐射泄漏也一样,任何单一的防护措施都不是万无一失的。要根据不同系统的特点采用与之相适应的最佳防护措施进行综合防护。
参考文献
防止电磁辐射的方式范文5
摘要:
X波段测波雷达在海洋观测领域具有重要的应用价值,但其电磁辐射带来的影响也愈发值得关注。通过对X波段雷达工作特点进行分析,提出了使用频谱分析仪和对数周期天线组成测量系统的电磁辐射测试方案。参照国家标准对国家海洋局南澳、遮浪海洋环境监测站的X波段测波雷达电磁辐射功率密度进行了测量和分析,结果表明:X波段测波雷达对环境危害小,对公众安全性好。同时解释了短时曝露限值的含义,提出了要加强员工安全教育的建议。
关键词:
X波段测波雷达;电磁辐射测量;功率密度;频谱分析仪
X波段测波雷达是一种基于船用X波段导航雷达,利用海面回波图像分析波浪参数的遥感观测设备[1]。X波段测波雷达支持多个厂家不同型号的X波段雷达,以国家海洋局引进MIROS公司的WAVEX系统为例,其中X波段雷达使用的谷野雷达型号为FR-2127BB,天线型号为XN24AF,其主要参数如表1所示。该雷达发射功率较高,其瞬时功率可达到25kW,在波浪观测时一般为连续工作,因此其电磁辐射对人存在一定危险性,有必要对其辐射强度开展现场测量和分析。
1电磁辐射测量原理
在电磁辐射测量中,通常用功率密度来衡量电磁辐射的强弱。功率密度是描述单位时间内通过单位面积的电磁波能量的物理量,它是无线电计量中的一个重要参数[2]。要完成对X波段测波雷达电磁辐射的测量,需要根据其工作特点对测量仪器进行对比选型并使用合理的计算方法,从而获得其功率密度。
1.1仪器选型测量电磁辐射通常采用场强仪,但由于场强仪没有频率信息,在周边有其他设备时不容易判断辐射来源和占用频段。频谱仪可以用来测量所需频段的频谱信息,在进行测量时配以相应频段的天线便可组成测试系统。频谱仪优点在于能够直接对某一频段的信号进行测量,从而避免其它频段干扰信号带来的影响。测量设备选用Agilent公司生产的N9918A[3]型频谱仪;选用德国Annoni公司生产的HyperLog60100型对数周期天线,该天线在出厂时已经过专业校准,其天线频率与天线系数[4]的对应关系如表2所示。天线与频谱仪的连接馈线选用1m长专用射频电缆,经测试可知其在X波段雷达工作频段的线缆损耗约为0dB。
1.2计算方法
1.2.1X波段雷达输出的峰值功率与平均功率由雷达原理可知,雷达发射机的输出功率可分为峰值功率Pt和平均功率Pav,二者关系。
1.2.2频谱仪测量值与功率密度的关系频谱仪对信号的测量数值以功率(单位:dBm)或电压(单位:dBuV)的形式给出,若想获得对功率密度的测量结果,需要进行一定的公式换算和推导[6-7],其过程如下(各物理量的单位以下标形式给出):
2环境辐射分析
2.1环境控制限值2014年9月国家环境保护部和国家质量监督检验检疫总局了GB8702-2014“电磁环境控制限值”,代替GB8702-88“电磁辐射防护规定”和GB9175-88“环境电磁波卫生标准”。虽然旧标准中“适用于一切人群经常居住和活动场所的环境电磁辐射”[9-10]改为“公众曝露”[11],但是一般认为该限值规定的是居民区、学校、企事业单位等区域的电磁辐射限值。X波段导航雷达工作频率9410MHz,新标准中该频段的控制限值计算方法如表3所示,经计算得出其限值为1.25W/m2,由新标准中的定义可知,该限值是任意6min内的方均根值。此外,对于脉冲电磁波,其功率密度的瞬时峰值不应超过表3中所列限制的1000倍。对于X波段雷达,其峰值功率密度限制为1250W/m2。
2.2现场测量
2.2.1南澳海洋站测量结果南澳海洋站X波段雷达架设在海洋站的楼顶,气象观测场紧邻雷达,雷达天线高度与人体高度相仿,雷达安装位置和其中一个测量点位置如图1(a)。由于测试设备与雷达距离较近,为防止突发强信号对设备造成损坏,关闭了前置放大器功能,此时频谱仪的噪底为-70dBm,将频谱仪的检波方式设置为RMS(方均根值)。经测试,确定将中心频率设置为9410MHz,经过20min的测量后频谱仪的频谱及读数已基本没有变化,由图1(b)可知其平均功率为-37.4dBm,结合表2和公式可知,其平均功率密度和峰值功率密度分别为6.166×10-4W/m2和2.88W/m2。
2.2.2遮浪海洋站测量结果该站测波雷达安装位置距地面不小于10m,现场的一个测量点在距离雷达位置约36m,测量天线高度与正常人身高一致,约1.7~1.8m。由于测试设备与雷达距离比较远,为保证测量信号不会淹没在噪声中,打开了前置放大器功能,此时频谱仪的噪底为-95dBm,频谱仪的检波方式仍设置为RMS方式。经测试,确定将中心频率设置为9380MHz,经过20min的测量后频谱仪的频谱及读数已基本没有变化,由图2(b)可知其平均功率为-46.37dBm,结合表3和公式可知其平均功率密度和峰值功率密度分别为7.7625×10-5W/m2和0.363W/m2。
2.3长期照射安全性分析从以上两个海洋站实际测量的结果看,在测量点处X波段测波雷达信号的平均功率密度和峰值功率密度均远低于国家标准。这可能与大部分人的认识有所不同,造成这一现象有以下两个原因:(1)X波段测波雷达可以设置扫描范围。南澳站测波雷达设置了朝向海面的一侧发射信号,在雷达朝向观测场一侧时雷达发射机是不工作的;在海面一侧由于无遮挡,因此也没有近距离强反射信号,所以造成测试点雷达信号很弱,几乎测不到,测得的通道功率值大部分来自于带内噪声功率。(2)X波段测波雷达具有很好的方向性。X波段雷达天线的垂直波束宽度只有20°。遮浪海洋站的X波段雷达安装在支架上,距离地面不低于10m,测试时所用的对数周期天线虽然架设高度与人体高度一致,但仍不在雷达主波束辐射范围以内,虽然频谱仪可监测到雷达信号,但其辐射功率很低。人员在雷达所在地点周边活动不会受到雷达辐射危害。
3短时强辐射分析
3.1短时照射辐射限值从强电磁辐射设备旁经过或者短时间滞留,会受到短时间强辐射,超过一定限值时会直接造成伤害。对于短时间辐射情况,国际上最具权威性的标准应该是非电离辐射防护委员会(ICNIRP)颁布的“时变电场和磁场暴露限值的有关导则”[12]。该导则通过科学实验给出了职业照射最高限值为50W/m2,公众照射最高限值为10W/m2。特别需要注意,导则中指出在功率密度达到50W/m2时,对人的眼睛和生殖系统造成直接伤害,到100W/m2时会损伤人体皮肤。
3.2导航雷达限值距离一般导航雷达厂家会在说明书中提示X波段雷达三个关键功率密度限值所对应的距离,如表4所示,但多数都没有给出功率密度的意义。“时变电场和磁场暴露限值的有关导则”对这三个距离作出了解释。3.3短时照射的安全防护南澳和遮浪两个海洋站的测波雷达由于辐射方向和安装高度设置等原因,对于普通民众不会发生近距离受到雷达照射的情况。但是海洋站员工因工作关系,如设备检修调试等,受到雷达近距离辐射的可能性较大,应注意短时雷达照射的防护:首先在雷达工作时应避免近距离直视雷达,以防止眼睛受到伤害,同时应避免进入1m以内区域。此外,海洋站员工应加强电磁辐射有关安全知识的培训,提高安全意识。
4总结
防止电磁辐射的方式范文6
关键词:电磁兼容 移动多媒体广播(CMMB) 电磁骚扰
中图分类号:F626.3 文献标识码:A
近年来,随着科技不断进步,移动多媒体广播、地面数字电视等新兴媒体发展迅猛。2006年10月,广电总局颁布了移动多媒体广播系统的帧结构、信道编码和调制标准,移动多媒体广播(CMMB)开始在全国推广。但随着我国民众的环境保护意识和维权意识的不断增强,以及对通讯系统和广播电视系统电磁辐射的危害越来越敏感,极少数超标(阳性)案例常常引发强烈的疑虑。因此,国家广电总局一直以来对移动多媒体广播发射台站的电磁辐射水平进行着规范性,严格化的操作控制。
1移动多媒体广播系统简介
作为广播影视发展规划的重要内容和重点项目,CMMB这种新兴媒体,被称作第五媒体,与传统电视、广播、报纸和互联网四种媒体相比具有独特应用技术和传输性能。在移动多媒体广播方面,移动电视是地面数字电视的重要应用,在应用需求上要求实现移动化和便携接收的功能特点,是整个技术系统的最高要求。它具备无线数字系统所共有的优点,较之卫星接收,有实现容易、价格低廉的特点;较之有线接收,不易受城市施工建设、自然灾害、战争等因素造成的断网影响。移动和便携的独特优势使该系统能满足现代信息社会“信息到人”的要求,也就是无论何人何时在何地均能任意获取他想得到的信息。
作为广播电视体系的重要组成部分,移动多媒体广播系统、地面数字电视广播系统与有线数字电视广播系统、卫星数字电视广播系统等一起相互协同提供全面覆盖。
CMMB可把很多的媒介终于一身,其拥有着强大的电磁兼容性,所以更要在CMMB增补覆盖设备电磁兼容方面和电磁辐射方面进行规范的严格要求。
2 CMMB系统设备的电磁兼容问题
我们知道,系统或设备的电磁兼容性是指在其电磁环境中能够正常工作且不对该中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。这个定义给出了电磁兼容性的两个基本含义,即电磁骚扰和电磁敏感度。电磁骚扰指的是可能引起或设备性能降低或可能对生物/非生物产生不良影响的电磁现象,分为传导骚扰和辐射骚扰;传导骚扰是通过线缆传播的电磁骚扰,辐射骚扰是指直接在空间传播、不需传输介质的电磁骚扰;由电磁骚扰所引起的系统、设备、传输通道等性能的下降称为电磁干扰。而在另一方面,电磁敏感度是指在电磁骚扰的情况下,系统或设备不能避免性能降低的能力,其具体性能表现为造成系统设备故障、劣化或非预期响应的电磁门限电平。
2.1关于设备的电磁骚扰
设备的电磁骚扰所以重要,一方面是因为与人民群众的身体健康直接密切相关,同时直接关系到技术系统和设备的正常运行;另一方面,随着市场全球化的推进和普及,国际标准和国家标准对电磁兼容的要求趋向一致,设备的电磁骚扰必然成为与传输性能、回放播出性能等同等重要的关键参数。换句话说,如果因为设备的电磁兼容特性不合格而造成电磁干扰,那么即使设备所具有的功能多么强大、性能多么优异都是于事无补的。
2.2 辐射骚扰限值
辐射骚扰场强限值的测量是一个相当复杂的过程,首先由信号发生器发出标准数字电视静止和运动图像信号及1KHZ总督信号,信号通过信号传输路径接入被测数字电视接收机,采用标准测量天线(距离3米)和测试仪对辐射骚扰场强进行测量。这里的测试指的是符合EMC测试要求的测试接频谱分析仪,除了具有准峰值检波能力以外,还必须具备带内功率(Band Power)测量功能。然后需要将测量天线的极化方式调整到水平方式,同时在1~4米的范围内调整测量天线高度,以获取最大读数;第二,利用暗室场地的转台将被测设备进行水平旋转,以获取最大读数,之后再次在1~4米的范围内调整测量天线高度,以获取最大读数;第三:将测量天线的极化方式调整到垂直方式 ,按上述步骤(除了测量天线高度调整范围改为2~4米以外)进行重复试验,以获取最大读数;第四:按上述步骤对被测频率范围内各频点的辐射骚扰场强性能进行试验,并获得最终测试结果。
2.3传导骚扰限值
在进行传导骚扰测量时,为了排除外界耦合所造成的传导环境噪声,试验和测量一般均在屏蔽室内进行,并需使用人工电源网络(AMN),将被测电路和电网上的背景噪声隔开。试验时应注意,被测设备需要放在水平参考接地平板上方0.8米的非导电试验桌上,被测设备背面距垂直参考接地平析0.4米,垂直参考接地平板应搭接到水平参考接地平板。如果在人工电源网络和电源之间加入射频滤波器,那么必须处理好滤波器的屏蔽和接地环节,并对滤波器接入后对人工电源网络所带来的阻抗失配的影响进行充分考虑和适当处理,以保证人工电源网络在被测频率点的良好阻抗匹配。
3规范CMMB电磁兼容相关问题
很多设备(如CMMB UHF频段直放站放大器、编码器等)都有可能工作在生活环境中对用户的身体和其他电子电器新产品的性能会带来直接影响。所以需对其各个工作频点和相关频点的辐射骚扰性能进行严格的测试试验,并在此基础上提出具体设备的科学、合理的限值。
辐射骚扰对于测试场地的要求非常严格,除了必备的测量仪器设备以外,必须还在符合要求的开阔场或暗室进行,需要配备电动转台、电源滤波器、可升降天线塔等辅助设施进行测试;由于CMMB直放站放大器主要用于信号增强和增补覆盖,是CMMB传输覆盖系统中的重要有源设备,因此对这些设备电磁骚扰性能更要规范性,严格化。
进入21世纪以来,广播电视部门作为电磁应用领域的重要部门,一方面必须防止外界各类设备的电磁干扰,确保广播电视的良好覆盖;另一方面,广播电视的发射功率大,频率范围宽,覆盖面积广,容易造成电磁辐射污染。随着CMMB广播系统组网和相关台站建设的不断推进,数字电视发射设备将大量启用,所以广播电视系统必须认真对待电磁辐射的影响严格控制电磁限值,只有这样才能在不影响覆盖质量,有效控制电磁污染,保障人民群众身心健康和广播电视的社会形象以及更好的发挥CMMB100%的无缝隙覆盖。
参考文献
[1]逯贵祯,蒋克华。通信系统中的电磁兼容理论与技术[M].北京:北京广播学院出版社,2000。