Презентация "Технические средства и методы защиты информации"


Подписи к слайдам:
Технические каналы утечки компьютерной информации

Технические средства и методы защиты информации

Раздел 1. Защита информации от утечки по техническим каналам Раздел 2. Обнаружение и нейтрализация средств технической разведки Раздел 3. Инженерная защита и охрана объектов информатизации

Технические каналы утечки

  • Электромагнитный
  • Виброакустический
  • Визуально-оптический
  • Материально-вещественный

Общие понятия

  • Под информацией понимаются сведения (сообщения, данные) независимо от формы их представления.

Общие понятия

  • К защищаемой информации относится информация, явля-ющаяся предметом собстве-нности и подлежащая защите в соответствии с требования-ми правовых документов или требованиями, устанавливаемыми собственником информации.

  • Собственниками (или владельцами) защищае-мой информации могут быть органы государ-ственной власти и образуемые ими структуры (государственная тайна, служебная тайна, в оп-ределенных случаях коммерческая и банковс-кая тайны); юридические лица (коммерческая, банковская служебная, адвокатская, врачеб-ная, аудиторская тайны и т.п.); общественные организации (партийная тайна, не исключена также государственная и коммерческая тайна); граждане государства (физические лица) – в отношении личной и семейной тайны, нотари-альной, адвокатской, врачебной.

Общие понятия

  • Защите подлежит информация ограниченного доступа (ОД), содержащая сведения, отнесенные к государственной тайне, а также сведения конфи-денциального характера.

Общие понятия

  • По степени конфиденциальности (степени ог-раничения доступа) в настоящее время можно классифицировать только секретную информа-цию, составляющую государственную тайну.
  • Согласно ст. 8 Закона РФ «О государственной тайне», устанавливаются три степени секрет-ности сведений, составляющих государствен-ную тайну, и соответствующие этим степеням грифы секретности для носителей указанных сведений: «особой важности», «совершенно секретно» и «секретно».

Общие понятия

  • По направлениям разведывательной дея-тельности выделяют такие направления:
  • политическая разведка
  • экономическая разведка
  • военная разведка
  • научно-техническая разведка
  • промышленный шпионаж

Общие понятия

  • Политическая разведка осуществляет деятельность по добыванию сведений внутриполитического и внешнеполитического характера в стране, являющейся объектом разведки, организует действия по подрыву политического строя государства

Общие понятия

  • Экономическая разведка занимается сбором сведений, раскрывающих экономический потенциал определенной страны. К таким сведениям относятся характеристики природных ресурсов, промышленности, транспорта, финансовой системы, торговли и т.п.

Общие понятия

  • Военная разведка направлена на сбор сведений о военном потенциале, новейших образцах военной техники. Особое внимание уделяют добыванию информа-ции о научно-исследо-вательских центрах, видных ученых и специалистах

Общие понятия

  • Научно-техническая разведка занимается добыванием сведений по новейшим теорети-ческим и практическим разработкам в области науки и техники.
  • Основные формы разведывательной деятель-ности:
  • • агентурная разведка;
  • • легальная разведка;
  • • техническая разведка;
  • • аналитическая обработка первичной инфор-мации.

Общие понятия

  • Промышленный шпионаж может обеспечить незаконные преимущества над конкурентами, затратившими значительные финансовые и ма-териальные ресурсы на организацию производ-ства своей продукции имеющей спрос на рынке
  • Органы коммерческой разведки, входящие в состав службы безопасности, призваны обеспе-чивать руководство информацией, необходи-мой для успешной деятельности фирмы в усло- виях конкуренции. Непосредственно добывани-ем информации о конкуренте занимается груп-па обеспечения внешней деятельности.

Общие понятия

  • Агентурная разведка использует для добыва-ния информации специально подобранных, за-вербованных и профессионально подготовлен-ных агентов.
  • Агентурная разведка также предполагает добывание информации путем проникновения агента-разведчика к источнику информации на доступное расстояние для применения техни-ческих средств разведки.

Общие понятия

  • Легальная разведка добывает информацию при различных официальных связях и контак-тах из легальных источников информации.

Общие понятия

  • Техническая разведка предполагает сбор ин-формации с использованием технических раз-ведывательных средств.
  • Техническую разведку (ТР) можно классифи-цировать по нескольким признакам. Первый признак связан с используемыми носителями средств добывания информации, в соответст-вии с которым ТР делится на:
  • • космическую;
  • • воздушную;
  • • морскую;
  • • наземную.

Общие понятия

  • Второй признак связан с используемой аппа-ратурой или способами ведения разведки. Сог-ласно этому признаку к ТР относятся следую-щие виды разведок.
  • Оптическая и оптоэлектронная разведки, обеспечивающие добывание информации пу-тем приема и анализа электромагнитных излу-чений ультрафиолетового, видимого и ИК-диа-пазонов от объектов разведки.
  • Визуально-оптическая разведка, сущность которой заключается в добывании информации об объектах с помощью оптических приборов.

Общие понятия

  • Фотографическая разведка, которая предпо-лагает получение видовой информации с помо-щью специальных фотокамер, установленных на различных носителях. Фотокамеры, установ-ленные на летательных аппаратах, должны иметь высокую разрешающую способность.
  • Фотосъемка обладает заметными преимущес-твами перед другими способами разведки, так как позволяет получать оптические изображе-ния объектов с высоким качеством. Изучение фотоснимков дает наибольшее количество раз-ведывательных сведений.

Общие понятия

  • Инфракрасная разведка (ИКР) позволяет до-бывать информацию об объектах при исполь-зовании в качестве носителя информации либо собственного теплового излучения объектов, либо отраженного ИК-излучения луны, звездно-го неба, а также отраженного излучения специ-альных ИК-прожекторов подсветки объектов.
  • Соответственно этим принципам приборы ИКР делятся на две группы:
  • 1. тепловизионные приборы;
  • 2. приборы ночного видения (ПНВ).

Общие понятия

  • Радиоэлектронная разведка (РЭР) позволяет получать информацию путем приема и анализа электромагнитного излучения (ЭМИ) радиодиа-пазона, создаваемого различными радиоэлект-ронными средствами.
  • Радиоэлектронная разведка подразделяется на виды:
  • 1. Радиоразведка
  • 2. Радиотехническая разведка
  • 3. Радиолокационная разведка
  • 4. Телевизионная разведка

Общие понятия

  • Радиоэлектронная разведка характеризуется следующими свойствами:
  • • проводится без непосредственного контакта с объектами разведки;
  • • действует на больших расстояниях в прост-ранстве, пределы которых зависят от частот радиоволн;
  • • возможна непрерывность работы при любых условиях;
  • • получает достоверную информацию, посколь-ку ее источником являются радиоизлучающие устройства объекта разведки;

Общие понятия

  • Радиоэлектронная разведка характеризуется следующими свойствами:
  • • получает информацию чаще всего в реаль-ном масштабе времени;
  • • обеспечивает в большинстве случаев скрыт-ность получения информации. Противник не в состоянии установить факт разведки, если она проводится радиоприемными (неизлучающими) средствами.

Общие понятия

  • Радиоразведка предназначена для анализа различных видов радиосвязи. Объектами ра-диоразведки являются средства радиосвязи, радиотелеметрии и радионавигации.
  • Основное назначение радиоразведки – обна-ружение и перехват открытых и кодированных передач связных радиостанций, пеленгование их сигналов, анализ и обработка добываемой информации для определения ее содержания, локализация местоположения источников из-лучений.

Общие понятия

  • Радиотехническая разведка представляет собой вид радиоэлектронной разведки по обна-ружению и распознаванию радиолокационных станций (РЛС), радионавигационных и радио-телекодовых систем на основе методов радио-приема, пеленгования и анализа радиосигнала.
  • Объектами радиотехнической разведки могут быть также электромагнитные излучения раз-личных технических устройств.
  • Радио- и радиотехническая разведки предста-вляют собой пассивные разновидности радио-электронной разведки.

Общие понятия

  • По результатам радиотехнической разведки можно:
  • • установить несущую частоту передающих радиосредств;
  • • определить координаты источников излучения
  • • измерить параметры импульсного сигнала (частоту повторения, длительность и др.);
  • • установить вид модуляции сигнала (ампли-тудная, частотная, фазовая, импульсная);
  • • определить структуру боковых лепестков из-лучения радиоволн;
  • • измерить поляризацию радиоволн.

Общие понятия

  • Радиолокационная разведка представляет собой активную разновидность РЭР. Применя-ется для получения видовой информации о местности и объектах на ней. Бывает наземной и воздушной.
  • Телевизионная разведка предназначена для передачи на расстояние сигналов движущихся или неподвижных изображений по радиоканалу или по проводам. Дальность передачи сигна-лов телевизионных систем разведки может достигать несколько десятков километров.

Общие понятия

  • Лазерная разведка основана на использова-нии лазерных сканирующих камер, которые ус-танавливаются на воздушных носителях и рабо тают в оптическом диапазоне. Поскольку в ла-зерных системах разведки реализуется строч-но-кадровая развертка, то такая система по принципу действия близка к телевизионной.
  • Отраженное фоновой поверхностью и объек-тами, на ней расположенными, лазерное излу-чение принимается оптической системой и нап-равляется на чувствительный элемент.

Общие понятия

  • Фотометрическая разведка используется для обнаружения и распознавания устройств, в которых используются лазерные источники излучения.
  • Гидроакустическая разведка обеспечивает съем информации путем приема и анализа акустических сигналов, распространяющихся в водной среде от различных объектов.
  • Акустическая разведка обеспечивает получе-ние информации путем приема и анализа акус-тических сигналов, распространяющихся в раз-личных средах от объектов.

Общие понятия

  • По способу применения технические средства съема акустической информации можно клас-сифицировать следующим образом.
  • Средства, устанавливаемые заходовыми (тре-бующими проникновения на объект) методами:
  • • радиозакладки;
  • • закладки с передачей акустической информа-ции в инфракрасном (ИК) диапазоне;
  • • закладки с передачей информации по сети 220 В;
  • • закладки с передачей акустической информа-ции по телефонной линии;

Общие понятия

  • Средства, устанавливаемые заходовыми (тре-бующими проникновения на объект) методами:
  • • диктофоны;
  • • проводные микрофоны;
  • •«телефонное ухо».
  • Средства, устанавливаемые беззаходовыми методами:
  • • аппаратура, использующая микрофонный эффект;
  • • высокочастотное навязывание;
  • • стетоскопы;
  • • лазерные микрофоны.

Общие понятия

  • Основными объектами с точки зрения защиты информации являются:
  •  информационные ресурсы, содержащие све-дения, связанные с государственной тайной, и информация, отнесенная к конфиденциальной;
  •  средства и информационные системы, сред-ства вычислительной техники (СВТ), программ-ные средства, автоматизированные системы управления, системы связи и передачи данных основные технические средства и системы (ОТСС) приема/передачи, обработки, хранения информации ограниченного доступа (ТСПИ);

  •  технические средства и системы, не входя-щие в состав ТСПИ, но территориально нахо-дящиеся в помещениях обработки секретной и конфиденциальной информации. Такие средст-ва и системы называются вспомогательными техническими средствами и системами (ВТСС).
  • К ним относятся: технические средства теле-фонной, громкоговорящей связи, системы по-жарной/охранной сигнализации, радиотрансля-ции, часофикации, средства и системы переда-чи данных в системе радиосвязи, контрольно-измерительная аппаратура, электробытовые приборы и т.д., а также сами помещения, пред-назначенные для обработки информации ОД.

Общие понятия

  • Электропитание ТСПИ и ВТСС осуществляет-ся от распределительных устройств и силовых щитов, которые специальными кабелями сое-диняются с трансформаторными подстанциями городской электросети.
  • Через помещения, в которых установлены ТСПИ ОД, ВТСС, проходят провода и кабели, не относящиеся к ТСПИ и ВТСС, металличес-кие трубы систем отопления, водоснабжения и другие токопроводящие металлоконструкции, которые называют посторонними проводни-ками (ПП).

Общие понятия

  • Совокупность информационных ресурсов (ИР), средств и систем обработки информации ОД, используемых в соответствии с заданной ИТ, средств обеспечения объекта информатизации (вспомогательных технических средств и сис-тем), помещений или объектов (зданий, соору-жений), в которых они установлены, называет-ся объектом информатизации или объектом ТСПИ.

  • Совокупность объекта разведки (в данном случае - объекта ТСПИ), технического сред-ства разведки (ТСР), с помощью которого добывается информация, и физической среды, в которой распространяется информационный сигнал, называется техническим каналом утечки информации (ТКУИ).
  • Источник
  • информации
  • Физическая
  • среда
  • Приемник
  • информации
  • ТСПИ
  • ТСР
  • воздушная среда, ВТСС, ПП, выходящие за пре-делы контролируемой
  • зоны

Источники образования

  • ВТСС
  • ТСПИ (ОТСС)
  • ПП

Источники образования

  • Наибольший интерес с точки зрения образова-ния каналов утечки информации представляют ОТСС и ВТСС, имеющие выход за пределы КЗ контролируемой зоны, т.е. зоны с пропускной системой.
  • Под контролируемой зоной (КЗ) понимается пространство (территория, здание, часть зда-ния, помещение), в котором исключено неконт-ролируемое пребывание посторонних лиц (по-сетителей, работников различных технических служб, не являющихся сотрудниками организа-ции), а также транспортных средств.

Источники образования

  • Границей контролируемой зоны могут являть-ся периметр охраняемой территории организа-ции, ограждающие конструкции охраняемого здания, охраняемой части здания и пр.
  • Кроме соединительных линий ОТСС и ВТСС, за пределы контролируемой зоны могут иметь выход проходящие через помещения посторон-ние проводники, не связанные с ОТСС и ВТСС.
  • Зона с возможностью перехвата разведывате-льным оборудованием побочных электромаг-нитных излучений и наводок (ПЭМИН) назы-вается опасной зоной.

  • Информационные сигналы могут быть элект-рическими, электромагнитными (в том числе оптического диапазона), акустическими и т.д.
  • Они имеют в большинстве случаев колебате-льный характер, т.е. в качестве сигналов, выс-тупают акустические, электрические, электро-магнитные, механические и другие виды коле-баний (волн), причем информация содержится в изменяющемся во времени одном или неско-льких параметров колебания: амплитуде, фазе, частоте, длительности и т.д.

  • t
  • t
  • t

  • В зависимости от физической природы сигна-лы распространяются в определенных физиче-ских средах.
  • Средой распространения могут быть газовые (воздушные), жидкостные (водные) и твердые среды. К таким средам относятся воздушное пространство, конструкции зданий, соедини-тельные линии и токопроводящие элементы, грунт, водоемы и т.п.
  • Особенности технических каналов утечки ин-формации определяются физической природой информационных сигналов, характеристиками среды распространения сигналов утекаемой информации, а также причиной возникновения.

  • По причине возникновения ТКУИ можно разде-лить на естественные и специально созданные
  • Естественные каналы утечки возникают за счет побочных электромагнитных излучений, возникающих при обработке информации тех-ническими средствами, передаче ее по линиям связи, а также вследствие наводок информаци-онных сигналов в линиях электропитания ТСПИ, соединительных линиях ВТСС и ПП.
  • К специально создаваемым каналам утечки информации относятся каналы, создаваемые путем внедрения в ОТСС, ВТСС электронных устройств перехвата информации и путем вы-сокочастотного облучения ОТСС, ВТСС.

  • По источнику информации ТКУИ разделяют на
  • ТКУИ, обрабатываемой ОТСС
  • ТКУИ при передаче ее по каналам связи
  • ТКУ речевой информации
  • ТКУ видовой информации
  • В зависимости от физической природы возник-новения информационных сигналов, среды их распространения и способов перехвата ТСР технические каналы утечки можно разделить:
  • ТКУИ, обрабатываемой ОТСС
  • 1. Электромагнитные
  • 2. Электрические
  • 3. Параметрические
  • 4. Вибрационные

  • ТКУИ при передаче ее по каналам связи
  • 1.Электромагнитные
  • 2. Электрические
  • 3. Индукционные
  • 4. Паразитные связи
  • ТКУ речевой информации
  • 1. Акустические
  • 2. Виброакустические
  • 3. Параметрические
  • 4. Оптико-электронные
  • ТКУ видовой информации
  • 1. Наблюдение за объектами
  • 2. Съемка объектов
  • 3. Съемка документов

  • ТКУИ, обрабатываемой ОТСС
  • 1. Электромагнитные каналы:
  • • ЭМИ элементов ОТСС;
  • • ЭМИ на частотах работы высокочастотных (ВЧ) генераторов ОТСС;
  • • ЭМИ на частотах самовозбуждения усилите-лей низкой частоты (УНЧ).
  • 2. Электрические каналы:
  • • наводки ЭМИ элементов ОТСС на посторон-ние проводники (ПП);
  • • просачивание информационных сигналов в линии электропитания и цепи заземления;
  • • съем информации с использованием заклад-ных устройств.

  • ТКУИ, обрабатываемой ОТСС
  • 3. Параметрические каналы:
  • • перехват информации путем «высокочастот-ного облучения» ОТСС.
  • 4. Вибрационные каналы:
  • • соответствие между распечатываемым сим-волом и его акустическим образом.

  • ТКУИ при передаче ее по каналам связи
  • 1. Электромагнитные каналы:
  • • ЭМИ передатчиков связи, модулированные информационным сигналом.
  • 2. Электрические каналы:
  • • подключение к линиям связи.
  • 3. Индукционные каналы:
  • • эффект возникновения вокруг высокочастот-ного кабеля электромагнитного поля при про-хождении по нему информационных сигналов.
  • 4. Паразитные связи:
  • • паразитные емкостные, индуктивные и резис-тивные связи и наводки близко расположенных друг от друга линий передачи информации.

  • ТКУ речевой информации
  • 1. Акустические каналы:
  • • среда распространения – воздух.
  • 2. Виброакустические каналы:
  • • среда распространения – ограждающие стро-ительные конструкции.
  • 3. Параметрические каналы:
  • • результат воздействия акустического поля на элементы схем, что приводит к модуляции высокочастотного сигнала информационным.
  • 4. Акустоэлектрические каналы:
  • • преобразование акустических сигналов в электрические.
  • 5. Оптико-электронные (лазерные) каналы:
  • • облучение лазерным лучом вибрирующих поверхностей.

  • ТКУ видовой информации
  • 1. Наблюдение за объектами. Для наблюдения днем применяются оптические приборы и теле-визионные камеры. Для наблюдения ночью – приборы ночного видения, тепловизоры, теле-визионные камеры.
  • 2. Съемка объектов.Для съемки объектов испо-льзуются телевизионные и фотографические средства. Для съемки объектов днем с близко-го расстояния применяются портативные каму-флированные фотоаппараты и телекамеры.
  • 3. Съемка документов. Съемка документов осу-ществляется с использованием портативных фотоаппаратов (портативных сканеров).

  • Физическая основа побочных электромагнитных излучений
  • Электромагнитное поле представляет собой особый вид материи. ЭМП, как и вещество, об-ладает не только энергией, но также массой, количеством движения и моментом количества движения.
  • ЭМП воздействует с определенной силой на заряженные частицы и определяется во всех точках пространства двумя векторными вели-чинами – электрическим и магнитным полями.

  • q
  • i
  • E
  • H
  • i

  • Электрическое поле воздействует на электри-чески заряженную частицу с силой, пропорцио-нальной заряду частицы и не зависящей от ее скорости.
  • Магнитное поле воздействует на движущуюся частицу с силой, пропорциональной заряду частицы и ее скорости.
  • Электромагнитное поле характеризуется:
  • – напряженность электрического поля (В/м);
  • – электрическая индукция (Кл/м2);
  • – напряженность магнитного поля (А/м);
  • – магнитная индукция (Тл).

  • Электромагнитные волны (ЭМВ) – электро-магнитные колебания, распространяющиеся в пространстве с конечной скоростью, зависящей от свойств среды распространения.
  • Кроме некоторых специальных случаев это по-перечные волны: в каждой точке поля векторы Е и Н напряжённости электрического и магнит- ного полей колеблются, оставаясь в плоскости, перпендикулярной к направлению распростра-нения.
  • Определение поля в некоторой области прост-ранства требует указания векторов в любой ее точке. В общем случае взаимосвязь векторов ЭМП определяется свойствами среды:

  • (1)
  • (2)
  • где  = r·0 – диэлектрическая проницаемость среды; ε0 = 8,855⋅10−12 – диэлектрическая проницаемость вакуума (Ф/м); εr – относитель- ная диэлектрическая проницаемость среды;
  •  = r·0 – абсолютная магнитная проницае-мость среды; 0 = 4⋅10−7 – магнитная прони-цаемость вакуума (Гн/м); r – относительная магнитная проницаемость среды. Величины εr и μr для воздушной среды близки к единице.

  • Первое уравнение Максвелла соответствует вихрям магнитного поля:
  • (3)
  • где - плотность тока проводимости;  D/ t - плотность тока смещения.
  • Электрический ток (ток проводимости) и из-менение электрической индукции (ток смеще-ния) порождают вихревое магнитное поле.
  • Плотность тока проводимости:
  • = ·E (4)
  • где  - удельная проводимость.

  • Второе уравнение Максвелла выражает ско-рость изменения магнитной индукции B через пространственную производную (rot) напряжен-ности электрического поля E:
  • (5)
  • Физический смысл второго уравнения Макс-велла состоит в том, что электрическое поле может возбуждаться не только электрическими зарядами, но и изменениями во времени магни-тного поля (вектора магнитной индукции B).

  • К основным уравнениям Максвелла относятся также следующие два уравнения в дифферен-циальной форме:
  • (6)
  • (7)
  • Согласно уравнению (6) расходимость элект-рической индукции равна объемной плотности заряда ρ (только электрический заряд являет-ся источником электрической индукции), а (7) -расходимость магнитной индукции равна нулю. (магнитная индукция не расходится (не имеет источников)).

  • Уравнения Максвелла

  • В соответствии с первым уравнением (3) лю-бое магнитное поле создается электрическими токами и изменением во времени электричес-кого поля. (Обобщенный закон Ампера).
  • Второе уравнение обобщает закон Фарадея электромагнитной индукции и указывает на то, что в результате изменения магнитного поля в любой среде появляется электрическое поле.
  • Из третьего уравнения следует, что поток век-тора электрической индукции через любую замкнутую поверхность равен сумме зарядов в объеме, ограниченном этой поверхностью.

  • Четвертое уравнение позволяет сделать вы-вод о том, что число силовых линий магнитного поля, входящих в среду некоторого объема, ра-вно числу силовых линий, выходящих из этого объема. Это возможно при отсутствии в приро-де магнитных зарядов.
  • Кроме того, из уравнений Максвелла следует, что в природе могут существовать только пос-тоянные магнитные и электрические поля. По-ле, излучаемое зарядами и токами переменной частоты, является электромагнитным полем (ЭМП), которое имеет магнитную и электричес-кую компоненты.

  • q
  • i
  • E
  • H
  • i

  • Пространство вокруг ОТСС, на границе и за пределами которого напряженность электро-магнитного поля (ЭМП) не превышает допусти-мого (нормированного) значения, называется опасной зоной 2 (R2).
  • Пространство вокруг ОТСС, на границе и за пределами которого уровень наведенного в случайных антеннах информационного сигнала не выше допустимого уровня, называется опасной зоной 1 (r1).
  • Различают опасную зону 1 (r1) для сосредо-точенных случайных антенн и опасную зону 1’ (r1’) для распределенных случайных антенн.

  • Случайными антеннами могут быть цепи ВТСС или посторонние проводники, воспринимающие побочные электромагнитные излучения (ЭМИ) от средств ОТСС.
  • Сосредоточенная случайная антенна предс-тавляет собой техническое средство с сосре-доточенными параметрами (телефонный ап- парат, громкоговоритель радиотрансляционной сети, вторичные часы и т.д.).
  • Распределённые случайные антенны образу-ют проводники с распределёнными параметра-ми: кабели, соединительные провода, металли-ческие трубы, отопительные батареи и т.д.

  • Говоря о частоте тока (напряжения) подра-зумевают, что ток (напряжение) имеет гармо-нический периодический закон изменения амп-литуды во времени (Гц = 1/с)
  • t
  • i (u)
  •  = 2 f
  • f = 1 / T
  • T
  • T = 2 /
  •  = c / f

  • Длина волны - расстояние между двумя бли-жайшими друг к другу точками, колеблющими-ся в одинаковых фазах.
  • По аналогии с возникающими волнами в воде от брошенного в неё камня - расстояние между двумя соседними гребнями волны.

  • В зависимости от вида излучателя ЭМП и рас-стояния от него до точки измерения характер изменения и соотношения между магнитной и электрической составляющими отличаются.
  • Характер распространения ЭМП поддается точному математическому описанию для моде-лей в виде элементарных вибраторов. В качес-тве элементарного вибратора рассматривается модель излучателя, размеры которой значите-льно меньше длины волны излучаемого ЭМП и расстояния от излучателя до точки измерения.
  • Сосредоточенные случайные антенны

  • Различают элементарный электрический излу- чатель (вибратор) и элементарный магнитный излучатель (рамка).
  • Электрический вибратор возбуждается источ-ником переменной электродвижущей силы (ЭДС) – источником зарядов, а магнитная рам-ка – протекающим по рамке током.
  • В реальных условиях с учетом переотражения электромагнитных волн от многочисленных преград (зданий, сооружений, стен помещений, автомобилей и пр.) характер распространения ЭМВ столь сложен, что не поддается аналити-ческому описанию.

  • Если сосредоточенный излучатель представить в виде точки, от которой ЭМВ распространяются по всем направлениям с одинаковой энергией, то фронт волны образует сферу. По мере увеличе-ния расстояния от излу-чателя кривизна сферы уменьшается и форма волны приближается к плоской.

  • По характеру распространения ЭМВ от сосре-доточенного источника окружающее его прост-ранство делят на три зоны: ближнюю зону, переходную зону и дальнюю зону.
  • Ближняя зона располагается на удалении r <  / 2 от источника излучения.
  • Дальняя зона располагается на удалении r > 3 / 2 от источника излучения.
  • Размытая граница между ближней и дальней зонами называется переходной зоной.

  • В результате анализа уравнений Максвелла в разных зонах можно сделать выводы:
  • 1. Если в качестве источника поля использует-ся электрический вибратор, то в ближней зоне преобладает электрическое поле, напряжен-ность которого E убывает с расстоянием в за-висимости 1/ r 3. Магнитное поле электричес-кого вибратора имеет меньшую напряженность Н, но убывает в зависимости 1/ r 2. В переход-ной зоне напряженности Е и Н сближаются и убывают в дальней зоне обратно пропорцио-нально расстоянию r.

  • 2. Если в качестве источника поля использует-ся магнитная рамка, то в ближней зоне Н>>E преобладает магнитное поле, напряженность которого Н убывает с расстоянием в зависимо-сти 1/ r 3. Электрическое поле магнитной рам-ки имеет меньшую напряженность Е, но убы-вает в зависимости 1/ r 2. В переходной зоне напряженности Е и Н сближаются и убывают в дальней зоне обратно пропорционально рас-стоянию r.

  • 3. Величина связи между электрической и маг-нитной компонентами ЭМП и равная Z = E/H называется по аналогии с законом Ома волно-вым сопротивлением. Волновое сопротивле-ние свободного пространства (в вакууме) в дальней зоне равно Z0 = 377 Ом. Для элект-рического вибратора в ближней зоне Е>>Н, Z>>Z0. Поле в ближней зоне вибратора назы-вают высокоинпедансным. Для магнитной рамки в ближней зоне Н>>Е, Z<<Z0, а поле называется низкоимпедансным.

  • 1МОм
  • 100 кОм
  • 10 кОм
  • 1 кОм
  • 100 Ом
  • 10 Ом
  • 1 Ом
  • 0,1 Ом
  • 0,01 0,1 0,83 1,0 5,0
  • 2r/
  • Z

  • Таким образом, при оценке уровней радио-сигналов вблизи источников излучения необхо-димо учитывать существенно более сложный характер распространения ЭМВ, который будет в первую очередь зависеть от того, каким исто-чником ЭМП можно заменить реальный излуча-щий элемент – электрическим вибратором или магнитной рамкой.
  • Аналитически получить значения уровней ЭМП в различных точках пространства весьма проб-лематично, поэтому на практике размеры зон R2, r1, r1’ определяют инструментально-рас-четным методом.

  • Распределенные случайные антенны
  • Основными источниками распределенного электрического, магнитного, электромагнитного полей являются симметричные и несиммет-ричные кабели.
  • К несимметричным относят кабели, провода которых имеют разные электрические парамет-ры или по проводникам протекают разные токи Пример – коаксиальный кабель, ленточные шлейфы.

  • Несимметричный кабель, по которому проте-кает ток, образует магнитную рамку, напряжен-ность излучения которой пропорциональна то-ку I и площади рамки Sp = L·h. Чем больше площадь, тем выше уровень излучения.
  • Ес
  • Iпр
  • Iобр
  • L
  • h

  • Симметричный кабель состоит из четного ко-личества проводников с одинаковыми электри-ческими и магнитными свойствами.

  • а
  • r
  • E1
  • H1
  • V1
  • E2
  • H2
  • V2
  • Iпр
  • Iобр
  • 1
  • 2
  • М

  • Токи в параллельных проводах создают ЭМП одинаковой напряженности, но противополож-ными по направлению.
  • В точке пространства, равноудаленной от обе-их проводников, поля взаимно компенсируют друг друга и излучение отсутствует.
  • Однако в точках пространства, находящихся на разных расстояниях от проводников, напря-женность поля от более близкого проводника будет превышать напряженность от более уда-ленного проводника, т.е. полной компенсации противоположных по фазе ЭМП не произойдет.

  • Напряженность остаточного магнитного поля из-за асимметричности расположения прово-дов (без учета магнитного поля Земли и др.):
  • Так как r >> a, то
  • Мощность излучения ЭМП симметричным ка-белем пропорциональна расстоянию между проводниками и обратно пропорциональна квадрату расстояния от них.

  • Асимметричность расположения проводов симметричного кабеля по отношению к повер-хности Земли или других токопроводящих по-верхностей вызывает неравенство паразитных связей между проводниками этих кабелей и этими поверхностями. В результате этого в них возникают некомпенсируемые токи, которые создают дополнительные побочные электро-магнитные излучения.
  • Таким образом, симметричный кабель за счет паразитных связей и неравенства токов обра-зует магнитную рамку, излучающую ЭМП с пре-обладанием магнитной составляющей в БЗ.