главная . информация . каталог . форум . faq . контакты

вход
 
логин
пароль
 

Разделы
Статьи (1)
Статьи (2)
Статьи (3)
Статьи по нелинейной радиолокации
Книги
Защита информации от утечки по техническим каналам. Технические каналы утечки информации
Методы и средства поиска электронных устройств перехвата информации.
Способы и средства защиты информации
Учебно-методический курс "Информационная безопасность волоконно-оптических технологий"
Документы
Ссылки
СМИ о техническом шпионаже
Обнаружение СТС
Зарубежные спецслужбы
О прослушке
Общие вопросы безопасности
Галерея

Поиск

 Поиск по форуму


       





DTest

статьи (1)

Данная cтатья была опубликована в журнале "Конфидент" (№4-5, 2002 год). Размещена с разрешения компании "Конфидент"

 

К.В. Смородинсков

Применение электромагнитных излучателей.

К несомненным достоинствам электромагнитных виброизлучателей следует отнести их простоту и дешевизну изготовления, малый коэффициент нелинейных искажений, сравнимый, широкий частотный диапазон и многое другое.

     В настоящее время одним из перспективных типов излучателей для систем виброакустической защиты речевой информации можно считать электромагнитные излучатели. По сравнению с пьезоэлектрическими, они обладают значительно большей мощностью, имеют равномерную амплитудно-частотную характеристику (АЧХ) и т. д.
     Рассмотрим более подробно особенности работы данных виброизлучателей. На рис. 1 представлена наиболее распространённая конструкция. На основании 1 закреплены: керамический магнит 2 и катушка 3. Постоянный магнитный поток, создаваемый магнитом 2, замыкается через основание 1 рабочей пластиной 5 через воздушный зазор, величина которого определяется упругими вставками 4. Сигнал шумовой помехи подаётся на обмотку катушки 3 и вызывает осевое смещение рабочей пластины 5 в зависимости от полярности и величины тока в катушке.

     Обычно величина зазора L находится в пределах 0,3-0,8 мм. Для увеличения эффективности работы виброизлучателя в деталях 1 и 5 делается тонкий пропил (менее 1 мм), чтобы не возникал так называемый «короткозамкнутый виток». Соответственно в качестве материала каркаса катушки и постоянного магнита используются диэлектрики.
     Материалом для изготовления деталей может служить обычная сталь (Сталь 20, Сталь 10 и т. п.), но применение электротехнических сталей предпочтительнее.
     Узел крепления 6 в зависимости от назначения виброизлучателя может быть любым, но обязательно жёстко соединён с пластиной 5. Все остальные конструктивные элементы (детали 1, 2 и 3) играют также роль противовеса, масса которого существенно влияет на эффективность работы.
     К несомненным достоинствам данной конструкции следует отнести её простоту и, соответственно, дешевизну изготовления. Кроме того, у электромагнитного виброизлучателя практически линейная АЧХ, малый коэффициент нелинейных искажений, сравнимый со стандартными акустическими электродинамическими излучателями, достаточно низкий побочный акустический эффект, особенно при использовании дополнительного внешнего корпуса 7. Широкий частотный диапазон (100-8000 Гц), превосходящий пьезоэлектрические излучатели, особенно в низкочастотной области (менее 1 кГц).
     Кроме этого, следует отметить очевидную простоту схемотехнических решений генераторов шума при использовании в качестве выходных устройств электромагнитных виброизлучателей. И наверное, самым главным достоинством следует считать значительно большую, в сравнении с пьезоэлектрическими излучателями, выходную мощность возбуждаемых механических колебаний, что весьма актуально при монтаже этих изделий на капитальные стены и перекрытия.
     К сожалению, данная конструкция обладает и определёнными недостатками:
• очень низким коэффициентом полезного действия (0,01-0,5 %);
• большой массой (сотни граммов);
• ограничениями по нагрузочной способности выходных каскадов генератора шума;
• побочными (паразитными) переменными магнитными полями.
     Три первых в зависимости от условий монтажа могут быть и несущественными, но упомянуть их тем не менее необходимо.
     Наиболее опасным с точки зрения обеспечения информационной безопасности является последний недостаток. Причиной его появления как раз является изменяемый воздушный зазор (см. рис. 2). Примерно 95-97 % магнитного потока замыкается, как указывалось выше, остальная же часть создаёт в окружающем пространстве характерную картину силовых линий магнитного поля, коррелированную с величиной воздушного зазора, а следовательно, и с возбуждаемыми в защищённых конструкциях механическими колебаниями.

     При многоканальном способе съёма речевой информации по виброакустическому каналу, где в качестве компенсационного канала используется магнитная антенна, становится возможным доступ к защищённым сведениям. Так как в большинстве случаев эффективная магнитная экранировка невозможна (либо слишком дорога), организация, осуществляющая работы по защите информации, не в состоянии обеспечить гарантированный уровень безопасности. Следовательно, электромагнитные излучатели предпочтительнее устанавливать в наименее ответственные зоны, куда доступ извне существенно ограничен (внешние стены многоэтажных зданий, оконные рамы и т. п.), и на элементы инженерных конструкций из ферромагнетиков, значительно искажающие пространственную картину магнитного поля (например, системы отопления, водоснабжения, вентиляции). Естественно, данная проблема весьма актуальна, но при этом необходимо учитывать стоимость защищаемой информации и предполагаемые затраты противоборствующей стороны для её получения, то есть исходить из соображений здравого смысла.
     Несмотря на наличие серьёзных недостатков, присущих электромагнитным излучателям, последние являются на сегодняшний день самыми эффективными электромеханическими преобразователями в системах защиты речевой информации от утечек по виброакустическим каналам. С другой стороны, виброизлучатели представляют собой лишь одно звено указанных систем, поэтому следует рассмотреть и другие составляющие комплексы.
     На рис. 3 представлена обобщённая структурная схема виброакустического генератора шума (ГШ). Сигнал с источника заградительной помехи (ИЗП) поступает через коммутатор (КоМ) на усилитель-корректор (УК), где производится его амплитудная (иногда и спектральная) регулировка, и далее подаётся на выходной усилитель мощности (УМ), с которого посредством подключённых виброизлучателей (ВИ) возбуждает в ограждающих конструкциях и элементах инженерных коммуникаций механические колебания. В простейшем случае (ранних образцах) коммутатор может отсутствовать, тогда количество ИЗП соответствует числу выходов генератора. В некоторых моделях генератора шума предусмотрена возможность микширования нескольких ИЗП.

     В последних разработках, представленных на рынке защиты информации, управление работой генератора шума осуществляется с помощью микропроцессора (МП), что является общей тенденцией развития радиоэлектронных устройств. Соответственно, в данных разработках имеется возможность построения автоматизированных самонастраивающихся систем виброакустической защиты при реализации канала обратной связи посредством виброэлектрического датчика (ВЭД) и усилителя-преобразователя (УП) с передачей информации на МП генератора. Данные системы позволяют оперативно корректировать параметры шумового сигнала, подаваемого непосредственно на виброизлучатели в соответствии с заложенным алгоритмом управления.
     Кроме этого, на базе МП могут быть программно реализованы ИЗП (κ взаимно некоррелированных каналов) и функция управления блоком индикации (БИ).
     Однако, с точки зрения автора, это приводит к необоснованному усложнению и, соответственно, удорожанию систем виброакустической защиты, так как рассмотренные выше адаптируемые системы, в первую очередь, необходимы для помещений с изменяемыми условиями их эксплуатации либо для мобильных комплексов. С другой стороны, функциональное назначение выделенных помещений изначально определяется достаточно чётко, поэтому на этапе проектирования системы информационной безопасности возможно оптимальное решение с последующей коррекцией при вероятных изменениях (достаточно редких). Так как в подавляющем большинстве случаев системы виброакустической защиты являются стационарными, то периодичность их контроля (настройки) обычно определяется проведением регламентных работ (техническим обслуживанием) или другими нечастными  причинами  (перепланировка, ремонт помещения и т. п.).
     Рассмотренные функциональные возможности представляют собой дополнительные (необязательные) сервисные функции. Следовательно, выбор в пользу системы виброакустической защиты с расширенными функциями управления (и в несколько раз дороже) является лишь «делом вкуса» (и финансовых возможностей) клиента. Это напоминает ситуацию 60-х годов, когда производители карманных радиоприёмников в рекламных целях указывали, что приёмник собран на 10-ти и более транзисторах, скромно умалчивая, что минимум 4 из них используются в качестве диодов.
     В настоящее время схемотехнические решения генераторов шума (заградительной помехи) не представляют сложности, так как базируются на стандартных комплектах микросхем для бытовой аудиоаппаратуры. Несомненный интерес в данном случае представляют два вопроса:
• реализация источника(ов) шумового сигнала с заданными спектральными характеристиками;
• необходимость оперативной регулировки амплитудно-частотного спектра (АЧС) выходного сигнала.
     Существует несколько способов решения первого вопроса - от использования в качестве источника шумового сигнала стабилитрона в режиме пробоя (или специальных диодных генераторов шума) до применения специализированных микросхем, а также аппаратная, программно-аппаратная и программная реализация длинных последовательностей с детерминированными спектральными характеристиками.
     Использование сигналов с широким спектром (М-последовательности, шум стабилитрона и т. д.) в качестве ИЗП предполагает дальнейшую частотную корректировку (в простейшем случае, низкочастотную фильтрацию). Более интересным представляется генерация сигнала помехи со спектральными характеристиками человеческой речи, так как в этом случае отсутствует необходимость использования дорогих устройств коррекции спектра (эквалайзеры, цифровые фильтры и т. п.), а весь тракт прохождения становится линейным.
     В некоторых моделях ГШ в качестве источника заградительной помехи используются низкочастотные выходные сигналы радиоприёмников (обычно диапазона УКВ ФМ), что достаточно просто реализуется схемотехнически (одна микросхема с навесными элементами), но необоснованно повышает конечную цену изделия. С другой стороны, применение априорно детерминированного сигнала как помехи может быть компенсировано, а поэтому теоретически необоснованно. К тому же спектральные характеристики сигналов радиотрансляции (музыка, паузы, звуковые эффекты) сильно отличаются от речи и не всегда могут быть эффективной помехой.
     Из вышесказанного следует, что необходимость оперативной регулировки АЧС на данный момент представляется надуманной, так как электромагнитный виброизлучатель может возбуждать непосредственно в ограждающих конструкциях и элементах инженерных коммуникаций механические колебания речеподобной помехи.
     Предпосылками для разработки ГШ с такой регулировкой послужили:
• недостатки конструкции (особенно пьезоэлектрических) и технологии производства («коленная сборка») виброизлучателей второй половины 90-х годов прошлого века;
• несовершенство (иногда отсутствие) измерительной базы при проведении работ по защите информации;
• желание найти универсальное решение для адаптации систем виброакустической защиты во всём диапазоне возможных применений.
     При этом энергетические и стоимостные показатели ГШ в расчёт не принимались.
     В качестве дополнения к рассмотренным выше аспектам будет не лишним коснуться некоторых практических рекомендаций при выборе мест установки и монтаже электромагнитных виброизлучателей и систем виброакустической защиты в целом.
     При использовании рассматриваемых виброизлучателей нет необходимости зашумлять непосредственно каждый застеклённый проём окна. Достаточно в большинстве случаев установить два излучателя на несущей раме окна в диагонально противоположных углах. Естественно, что они должны быть подключены к разным выходам ГШ. Особенно это актуально на металлических рамах со стеклопакетами небольшого размера, так как экономит время монтажа и упрощает схему системы.
     При выборе мест установки на стенах, облицованных гипсокартонными плитами или аналогичными им, излучатели следует крепить либо на каркас, либо непосредственно на несущие стены и перекрытия, поскольку работа мощных электромагнитных преобразователей может привести к разрушению данных облицовочных покрытий, повышению уровня паразитного акустического шума.
     Во всех случаях использования электромагнитных излучателей приоритет следует отдавать более жёсткому креплению (анкерное предпочтительнее дюбельного).
     Расположенные на одной стене или рядом излучатели подключаются к разным выходам ГШ.
     Не следует стремиться к использованию виброизлучателей на максимальной выходной мощности. Несмотря на незначительное сокращение их общего числа, такой подход приводит к значительному снижению комфортности персонала защищаемых и смежных помещений, а иногда и к превышению санитарных норм по уровню акустического шума.     

Страницы: 1 |

Вернуться назад

 




Copyright © 2006 analitika.info
Подробнее об авторских правах

Дизайн: $SMax$
Создание сайта - рекламное агентство Sparkler
Система управления сайтом - SiteInBox