ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН English Войти Подать статью
Журнал радиоэлектроники Электронный научный журнал · eISSN 1684-1719
2017, № 9 · ЭЛЕКТРОДИНАМИКА

Экспериментальные исследования влияния поглощающей поверхности на затухание наводок в токопроводящей линии

А.Н. Катруша1

1 Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил «Военно-воздушная академия им. профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина», Россия
Полный текст (PDF) УДК 621.396: 004.056 EDN ZRJEEP

Аннотация

Результаты измерений затухания токов, наведенных в типовых проводных линиях, актуальны при решении задачи оценки защищенности информации от утечки по каналу побочных электромагнитных излучений и наводок. Полученные в результате экспериментальных исследований закономерности могут также использоваться для построения и корректировки аналитических моделей каналов утечки информации. Как правило, технические средства размещаются внутри помещений многоэтажных зданий. В связи с этим при оценке затухания наводок в линии необходимо учитывать влияние близкорасположенных предметов на распределение поля вблизи линии и тока в линии. В статье рассмотрена упрощенная модель формирования наводок в тонком проводе, расположенном в комнате многоэтажного здания вблизи поглощающей поверхности в виде бетонного пола. В качестве внешнего источника излучения использовался генератор гармонических сигналов с антенной в виде симметричного вибратора. Рассмотрены два типовых варианта ориентации антенны относительно провода линии: ось антенны параллельна и перпендикулярна проводу. На основе метода моментов выполнен расчет токов, наведенных внешним полем в тонком проводе с изоляцией с учетом влияния близкорасположенной подстилающей поверхности. Сравнительный анализ показал достаточно хорошее соответствие результатов экспериментальных исследований и численных расчетов. Выявлено существенное влияние близкорасположенной поверхности и ориентации излучающей антенны на затухание сигнала в линии. Таким образом, затухание сигнала, наведенного в токопроводящей линии, характеризует не отдельно взятую линию, а целую систему, состоящую из источника излучения, токопроводящей линии и окружающего пространства вблизи проводника линии. Показано, что уровень затухания сигнала вдоль линии меняется неравномерно, и на некоторых участках линии амплитуда наведенного тока практически не меняется. В связи с этим для анализа уровней наводок в линии некорректно использовать широко известный аппарат теории длинных линий. Предлагается рассматривать электродинамическую задачу определения токов, наведенных в линии внешним электромагнитным полем с учетом влияния окружающего пространства.

  • побочные электромагнитные излучения и наводки
  • экспериментальные исследования
  • защита информации
  • затухание сигналов
  • численные методы
Abstract (in English)

The results of electromagnetic interference measurements are actual for the estimation of information security from signal leak on conductive line. Received experimental regularities can be used also for construction and updating of analytical models of information leakage channels. Usually, technical equipment is located inside multistorey buildings. In this connection for the estimation of spurious signal attenuation in a line it is necessary to consider the influence of closely located objcts on the distribution of the current and near field. The article considers a simplified model for the formation of interference in a thin wire, located in a room of a multistorey building in close proximity to the absorbing surface in the form of a concrete floor. The harmonic generator with symmetric antenna was used as an external radiation source. Two typical orientations of the antenna with respect to the wires of the line are considered: the axis of the antenna is parallel and perpendicular to the wire. Based on the moment method, the level of electromagnetic interference in a thin wire with isolation was calculated. Also it was taking into account the influence of the underlying close located surface. The comparative analysis has shown good enough correspondence of experimental researches results and numerical calculations. We revealed the significant effect of close located surface and the orientation of the radiating antenna to the signal attenuation in the line. Thus, the attenuation of electromagnetic interference is not a characteristic of individual lines. It describes a system consisting of radiation source, conductive line and surrounding space near the conductor line. It is shown that the level of signal attenuation along the line varies non-uniformly, and on certain sections the amplitude of the induced current does not change. Therefore to analyze the level of interference in the lines it is incorrect to use widely known theory of long lines. It is proposed to consider the electromagnetic problem of determining the currents induced in the line by external electromagnetic field taking into account the influence of the surrounding space.

Для цитирования

Катруша А.Н. Экспериментальные исследования влияния поглощающей поверхности на затухание наводок в токопроводящей линии // Журнал радиоэлектроники. – 2017. – № 9.

Литература

  1. Бузов Г.А., Калинин С.В., Кондратьев А.В. Защита от утечки информации по техническим каналам. Учебное пособие. М.: Горячая линия-Телеком, 2005. 416 с.
  2. Трушин В.А, Быков С.В. Защита конфиденциальной информации от утечки по цепям электропитания: учебно-метод. пособие. Новосибирск: НГТУ. 2007. 36 с.
  3. Айзенберг Г.З. Антенны ультракоротких волн. М.: Гос. из-во литературы по вопросам радио и связи. 1957. 698 с.
  4. Зоммерфельд А. Электродинамика. М: Издательство иностранной литературы. 1958. 504 с.
  5. Катруша А.Н. Экспериментальные исследования уровней наводок в токопроводящей линии. Журнал радиоэлектроники: электронный журнал. 2016. № 10. URL: http://jre.cplire.ru/jre/oct16/4/text.pdf.
  6. George J. E. Goubau. Surface wave transmission line. U.S. Patent 2 685 068. - July 1954.
  7. Грачев Г.Г., Шевченко В. В., Возбуждение линии поверхностной волны электрическим дипольным источником. Журнал радиоэлектроники: электронный журнал. 2014. № 7. URL: http://jre.cplire.ru/alt/jul14/10/text.pdf.
  8. Пятачков А.Г. О результатах исследования сетей электропитания технических средств, используемых для обработки конфиденциальной информации. Вопросы защиты информации. 1996. № 1.
  9. Пятачков А.Г. Кое-что о каналах утечки информации в сетях электропитания. Конфидент. 2000. № 3.
  10. Акчурин Р.Ф., Анищенко Е.Н., Трошин В.А., Зайцев А.П. Исследование реальных затуханий сигналов в проводных линиях. Современные наукоемкие технологии. 2010. № 3. с. 28-29. URL: http://www.rae.ru/snt/?section=content&op=show_article&article_id=6046.
  11. Авдеев В.Б., Катруша А.Н. Особенности инструментального контроля защищенности информации, обрабатываемой техническими средствами, от утечки за счет наводок в токопроводящих линиях. Специальная техника. 2015. № 4. с. 21-31.
  12. Митра Р. Вычислительные методы в электродинамике. М.: Издательство «Мир». 1977. 485 с.
  13. Федоров Д. Утилита «NEC-2 for MMANA» [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.qsl.net/ ua3avr/Read_me_Rus.htm.
  14. Крыжановский В.К., Бурлов В.В., Паниматченко А.Д., Крыжановская Ю.В. Технические свойства полимерных материалов: Уч.-справ. пос. СПб.: Изд-во «Профессия», 2003. 240 с.
  15. Sommerfeld A. Über die Ausbreitung der Wellen in der drahtlosen Telegraphie. Annalen der Physik. 1909. vol. 28. pp. 665-737; 1926. Vol. 81. pp. 1135-1153.
  16. Norton K. A. The Propagation of Radio Waves Over the Surface of the Earth. Proceedings of the IEEE. 1936. vol. 24. pp. 1367-1387; 1937. vol. 25. pp. 1203-1236.