Импеданс акустический

Импеданс акустический, комплексное сопротивление, которое вводится при рассмотрении колебаний акустических систем (излучателей, рупоров, труб и т. п.).

И. а. представляет собой отношение комплексных амплитуд звукового давления и объёмной колебательной скорости частиц среды (последняя равна произведению усреднённой по площади колебательной скорости на площадь, для которой определяется И. а.). Комплексное выражение И. а. имеет вид

Za = Ra + i Xa,

где i – мнимая единица. Разделяя комплексный И. а. на вещественную и мнимую части, получают активную Ra и реактивную Xa составляющие И. а. – активное и реактивное акустические сопротивления. Первое связано с трением и потерями энергии на излучение звука акустической системой, а второе – с реакцией сил инерции (масс) или сил упругости (гибкости). Реактивное сопротивление в соответствии с этим бывает инерционное или упругое.

Акустическое сопротивление в системе СИ измеряется в единицах н·сек/м5, в системе СГС – в дин·сек/см5 (в литературе для этой единицы встречается обозначение “акустический ом”). Понятие И. а. важно при рассмотрении распространения звука в трубах переменного сечения, рупорах и подобных системах или при рассмотрении акустических свойств излучателей и приёмников звука, их диффузоров, мембран и т. п. Для излучающих систем от И. а. зависят мощность излучения и условия согласования со средой.

Кроме акустического Za, применяют также удельный акустический Z1 и механический Zm импедансы, которые связаны между собой зависимостью Zm = SZ1 = S2Za, где S – рассматриваемая площадь в акустической системе. Удельный акустический импеданс выражается отношением звукового давления к колебательной скорости в данной точке или для единичной площади. В случае плоской волны удельный И. а. равен волновому сопротивлению среды. Механический импеданс (и соответственно механическое активное и реактивное сопротивления) определяется отношением силы (т. е. произведения звукового давления на рассматриваемую площадь) к средней колебательной скорости для этой площади. Единица механического сопротивления в системе СИ – н?сек/м, в системе СГС – дин?сек/см (иногда называется “механический ом”).

Интенсивность (сила) некоторых звуков

Измерение интенсивности звука осуществляется путем сравнения его с самой низкой воспринимаемой интенсивностью (I? = 10^-12 Вт · м^-2), при этом используется логарифмическая шкала (L_i = 10 log I/I?).

Звук	Интенсивность (в дБ)
шепот	20
разговор	60
автомобильный сигнал	90
реактивный самолет	120
сверхзвуковой самолет	150

Порог слышимости

Порог слышимости, минимальная величина звукового давления, при которой звук данной частоты может быть ещё воспринят ухом человека. Величину П. с. принято выражать в децибеллах, принимая за нулевой уровень звукового давления 2·10-5 н/м2 или 2·10-4 н/м2 при частоте 1 кгц (для плоской звуковой волны). П. с. зависит от частоты звука. При действии шумов и др. звуковых раздражений П. с. для данного звука повышается, причём повышенное значение П. с. сохраняется некоторое время после прекращения действия мешающего фактора, а затем постепенно возвращается к исходному уровню. У разных людей и у одних и тех же лиц в разное время П. с. может различаться в зависимости от возраста, физиологического состояния, тренированности. Измерения П. с. обычно производятся методами аудиометрии.

Громкость звука. Уровень шума и его источники

Физическая характеристика громкости звука - уровень звукового давления, в децибелах (дБ). «Шум» - это беспорядочное смешение звуков.

Звуки с низкой и высокой частотой кажутся тише, чем среднечастотные той же интенсивности. С учётом этого, неравномерную чувствительность человеческого уха к звукам разных частот модулируют с помощью специального электронного частотного фильтра, получая, в результате нормирования измерений, так называемый эквивалентный (по энергии, "взвешенный") уровень звука с размерностью дБА (дБ(А), то есть - с фильтром "А").

Человек, в дневное время суток, может слышать звуки громкостью от 10-15 дБ и выше. Максимальный диапазон частот для человеческого уха, в среднем - от 20 до 20 000 Гц (возможный разброс значений: от 12-24 до 18000-24000 герц). В молодости - лучше слышен среднечастотный звук с частотой 3 КГц, в среднем возрасте - 2-3КГц, в старости - 1КГц. Такие частоты, в первые килогерцы (до 1000-3000 Гц - зона речевого общения) - обычны в телефонах и по радио на СВ и ДВ диапазонах. С возрастом, воспринимаемый на слух звуковой диапозон сужается: для высокочастотных звуков - уменьшаясь до 18 килогерц и менее (у пожилых людей, каждые десять лет - примерно на 1000Гц), а для низкочастотных - увеличиваясь от 20 Гц и более.

У спящего человека, основным источником сенсорной информации об окружающей обстановке - становятся уши ("чуткий сон"). Чувствительность слуха, ночью и при закрытых глазах - увеличивается на 10-14 дБ (до первых децибел, по шкале дБА), по сравнению с дневным временем суток, поэтому - громкий, резкий шум с большими скачками громкости, может разбудить спящих людей.

В случае отсутствия на стенах помещений звукопоглощающих материалов (ковров, специальных покрытий), звук будет громче из-за многократного отражения (реверберации, то есть - эха от стен, потолка и мебели), что увеличит уровень шума на несколько децибел.Шкала шумов (уровни звука, децибел), в таблице

Децибел,  дБА	Характеристика	Источники звука
0	Ничего не слышно
5	Почти не слышно
10	Почти не слышно	тихий шелест листьев
15	Едва слышно	шелест листвы
20	Едва слышно	шепот человека (на расстоянии 1 метр).
25	Тихо	шепот человека (1м)
30	Тихо	шепот, тиканье настенных часов.  Допустимый максимум по нормам для жилых помещений ночью, с 23 до 7 ч.
35	Довольно слышно	приглушенный разговор
40	Довольно слышно	обычная речь.  Норма для жилых помещений днём, с 7 до 23 ч.  Подробнее читать в "Российской газете"
45	Довольно слышно	обычный разговор
50	Отчётливо слышно	разговор, пишущая машинка
55	Отчётливо слышно	Верхняя норма для офисных помещений класса А (по европейским нормам)
60	Шумно	Норма для контор
65	Шумно	громкий разговор (1м)
70	Шумно	громкие разговоры (1м)
75	Шумно	крик, смех (1м)
80	Очень шумно	крик, мотоцикл с глушителем.
85	Очень шумно	громкий крик, мотоцикл с глушителем
90	Очень шумно	громкие крики, грузовой железнодорожный вагон (в семи метрах)
95	Очень шумно	вагон метро (в 7 метрах снаружи или внутри вагона)
100	Крайне шумно	оркестр, вагон метро (прерывисто), раскаты грома Максимально допустимое звуковое давление для наушников плеера (по европейским нормам)
105	Крайне шумно	в самолёте (до 80-х годов ХХ столетия)
110	Крайне шумно	вертолёт
115	Крайне шумно	пескоструйный аппарат (1м)
120	Почти невыносимо	отбойный молоток (1м)
125	Почти невыносимо
130	Болевой порог	самолёт на старте
135	Контузия
140	Контузия	звук взлетающего реактивного самолета
145	Контузия	старт ракеты
150	Контузия, травмы
155	Контузия, травмы
160	Шок, травмы	ударная волна от сверхзвукового самолёта
При уровнях звука свыше 160 децибел - возможен разрыв барабанных перепонок и лёгких,  больше 200 - смерть (шумовое оружие)

27.Распространение опасных сигналов акустоэлектрических преобразователей в проводных линиях. Чувствительность акустоэлектрических и электроакустических преобразователей.

Акустоэлектрические преобразователи и их виды

Каналы утечки информации, возникающие за счет наличия преобразовательных акустоэлектрических элементов в цепях различных технических устройств, находящихся в выделенном помещении, опасны тем что они сопутствуют работе этих устройств в их нормальных режимах работы и злоумышленник может воспользоваться ими без проникновения в помещение (или охраняемую зону), без установки специальных подслушивающих устройств.

Хорошо известны способы получения информации об акустике помещения за счет подсоединения к линиям телефонных аппаратов(особенно в случаях, когда в помещении расположены аппараты с электромеханическими вызывными звонками), линиями диспетчерской или охранной сигнализации и т.п.

Подобные каналы утечки информации могут возникнуть на основе так называемых акустоэлектрических преобразователей.

Акустоэлектрический преобразователь - это устройство, преобразующее акустическую энергию (т. е энергию упругих волн в воздушной среде) в электромагнитную энергию в схемах тех устройств, в которых находятся акустоэлектрические преобразователи(или наоборот, энергию электромагнитных волн в акустическую). Из окружающих нас устройств наиболее известны такие электроакустические преобразователи как системы звукового вещания, телефоны, из акустоэлектрических - микрофоны. Следует учитывать, что в большинстве электроакустических преобразователей имеет место двойное преобразование энергии - электромеханическое, в результате которого электрическая энергия, подводимая к преобразователю переходит в энергию колебаний механической системы (например, диффузор динамика), колебание которой и создает в среде звуковое поле.

Наиболее распространенные акустоэлектрические преобразователи линейны, т.е. удовлетворяют требованиям неискаженной передачи сигнала и обратимы, т.е. могут работать и как излучатель и как приемник и подчиняются принципу взаимности. В большинстве случаев при электроакустическом преобразовании преобладает преобразование в механическую энергию либо электрического, либо магнитного полей (и обратно - преобразования акустической энергии в электрическую, либо магнитную).

Свойства электроакустического преобразователя – приёмника характеризуются его чувствительностью в режиме холостого хода g_xx = V/p и внутренним сопротивлением Z_эл. По виду частотной зависимостиV/p различают широкополосные и резонансные приёмники. Работу электроакустического преобразователя – излучателя характеризуют: чувствительность, равная отношению р на определённом расстоянии от него на оси характеристики направленности к U или i; внутреннее сопротивление, представляющее собой нагрузку для источника электрической энергии; акустоэлектрический кпд h_а/эл= W_ак/W_эл, гдеW_ак - активная акустическая мощность в нагрузке, W_эл - активная электрическая потребляемая мощность, W_ак = Z_нv₀² (v₀ - колебательная скорость точки центра приведения на излучающей поверхности, Z_н - сопротивление акустической нагрузки, равное сопротивлению излучения Z_s, при контакте ЭП со сплошной средой). Перечисленные параметры зависят от частоты. Величины р и h_а/элдостигают максимального значения на частотах механического резонанса, вследствие чего мощные излучатели делают, как правило, резонансными. Конструкции ЭП существенно зависят от их назначения и применения и поэтому весьма разнообразны

Акустоэлектрический преобразователь-приемник характеризуется чувствительностью в режиме холостого хода Y=U’/P и внутренним сопротивлением Zэл. По виду частотной зависимости U'/Р различают широкополосные и резонансные приемники акустического излучения.

Электроакустический преобразователь-излучатель характеризуется:

чувствительностью, равной отношению Р на определенном расстоянии от излучателя на оси характеристики направленности к U или I;

внутренним сопротивлением, представляющим собой нагрузку для источника электрической энергии;

акустоэлектрическим КПД

ηа/Эл= Pак/Pэл

где Рак - активная излучаемая акустическая мощность;

Рэл - активная электрическая потребляемая мощность.

Конструкции акустоэлектрических преобразователей существенно зависят от их назначения и применения и поэтому весьма многообразны.

28.Пассивные и активные методы противодействия акустическим каналам утечки информации.

Акустоэлектромагнитные (параме­трические) технические каналы утечки ин­формацииможно разделить на пассивные и активные.      Образование пассивного акустоэлектромагнитного канала утечки информации свя­зано с наличием в составе некоторых ВТСС высокочастотных генераторов. В результате воздействия акустического поля меняется давление на все элементы высокочастотных генераторов ВТСС. При этом изменяется (не­значительно) взаимное расположение эле­ментов схем, проводов в катушках индуктивности, дросселей и т.п., что может привести к изменениям параметров высокочастотного сигнала, например, к модуляции его инфор­мационным сигналом. Поэтому этот канал утечки информации часто называется па­раметрическим. Это обусловлено тем, что незначительное изменение взаимного рас­положения, например, проводов в катушках индуктивности (межвиткового расстояния) приводит к изменению их индуктивности, а следовательно, к изменению частоты излуче­ния генератора, то есть к частотной модуля­ции сигнала. Или воздействие акустического поля на конденсаторы приводит к изменению расстояния между пластинами и, следова­тельно, к изменению его ёмкости, что, в свою очередь, также приводит к частотной моду­ляции высокочастотного сигнала генератора. Наиболее часто наблюдается паразитная мо­дуляция информативным сигналом излуче­ний гетеродинов радиоприёмных и телевизи­онных устройств, находящихся в выделенных помещениях и имеющих конденсаторы пере­менной ёмкости с воздушным диэлектриком в колебательных контурах гетеродинов.      Радиоизлучения, модулированные ин­формативным сигналом, возникающие при работе различных генераторов, входящих в состав технических средств, или при наличии паразитной генерации в узлах (элементах) технических средств, установленных в выде­ленном помещении, могут быть перехвачены средствами радиоразведки. Данный акустоэлектромагнитный (параметрический) техни­ческий канал утечки информации называется пассивным (рис. 17).      Активный акустоэлектромагнитный канал утечки информации может быть реа­лизован путём«высокочастотного облуче­ния» помещения, где установлены ВТСС, обладающие «микрофонным эффектом» (рис. 18). При облучении мощным высоко­частотным сигналом помещения, в котором установлено ВТСС, в последнем при взаи­модействии облучающего электромагнит­ного поля с его элементами, обладающими «микрофонным эффектом», происходит ам­плитудная и фазовая модуляция вторично­го излучения по закону изменения речево­го сигнала. Для перехвата информации по данному каналу необходимы специальный высокочастотный генератор с направленной антенной и специальный радиоприёмник.

32.Утечка информации за счет побочных электромагнитных излучений и наводок. Общая характеристика и феноменология.

Электронные и радиоэлектронные средства, особенно средства электросвязи, обладают основным электромагнитным излучением, специально вырабатываемым для передачи информации, и нежелательными излучениями, образующимися по тем или иным причинам конструкторско-технологического характера.

Нежелательные излучения подразделяются на побочные электромагнитные излучения (ПЭМИ), внеполосные и шумовые. И те и другие представляют опасность. Особенно опасны ПЭМИ. Они то и являются источниками образования электромагнитных каналов утечки информации.

Каждое электронное устройство является источником электромагнитных полей широкого частотного спектра, характер которых определяется назначением и схемными решениями, мощностью устройства, материалами, из которых оно изготовлено, и его конструкцией.

Известно, что характер электромагнитного поля изменяется в зависимости от дальности его приема. Это расстояние делится на две зоны: ближнюю и дальнюю. Для ближней зоны расстояние значительно меньше длины волны и поле имеет ярко выраженный магнитный характер, а для дальней поле носит явный электромагнитный характер и распространяется в виде плоской волны, энергия которой делится поровну между электрической и магнитной компонентами.

С учетом этого можно считать возможным образование канала утечки в ближней зоне за счет магнитной составляющей, а в дальней - за счет электромагнитного излучения. В результате перекрестного влияния электромагнитных полей одно- или разнородного радио- и электротехнического оборудования в энергетическом помещении создается помехонесущее поле, обладающее магнитной и электрической напряженностью. Значение (величина) и фазовая направленность этой напряженности определяется числом и интенсивностью источников электромагнитных полей; размерами помещения, в котором размещается оборудование; материалами, из которых изготовлены элементы оборудования и помещения. Очевидно, чем ближе расположено оборудование относительно друг друга, чем меньше размеры помещения, тем больше напряженность электромагнитного поля.

В отношении энергетического помещения необходимо рассматривать две области распространения поля:

• внутри энергетического помещения (ближнее поле);

• за пределами помещения (дальнее поле).

Ближнее поле определяет электромагнитную обстановку в энергетическом помещении, а дальнее электромагнитное поле - распространение, дальность действия которого определяется диапазоном радиоволн. Ближнее поле воздействует путем наведения электромагнитных полей в линиях электропитания, связи и других кабельных магистралях. Суммарное электромагнитное поле имеет свою структуру, величину, фазовые углы напряженности, зоны максимальной интенсивности. Эти характеристики присущи как ближнему, так и дальнему полю.

В настоящее время напряженность внешних электромагнитных полей определяется с большой точностью: разработаны как аналитические, так и инструментальные методы. А вот напряженность суммарного поля, определяющая электромагнитную обстановку в энергетическом помещении, рассчитывается не достаточно строго. Нет пока четких методик расчета и методов инструментального измерения.

Рациональное размещение аппаратуры и технических средств в энергетическом помещении может существенно повлиять как на результирующую напряженность электромагнитного поля внутри помещения, так и на результирующее электромагнитное поле за его пределами. Рациональное размещение предполагает перестановку отдельных элементов оборудования помещений или отдельных групп аппаратов и технических средств с тем, чтобы новое расположение приводило к взаимокомпенсации напряженности электромагнитных полей опасных сигналов в заданных зонах. Рациональное размещение аппаратуры в отдельных случаях может оказаться определяющим.

Для реализации мероприятий по рациональному размещению аппаратуры и иного оборудования энергетических помещений с точки зрения ослабления ПЭМИН необходимо:

• иметь методику расчета электромагнитных полей группы источников опасных сигналов;

• иметь методы формализации и алгоритмы решения оптимизационных задач размещения аппаратуры.

Защита информации от ее утечки за счет электромагнитных излучений прежде всего включает в себя мероприятия по воспрещению возможности выхода этих сигналов за пределы зоны и мероприятия по уменьшению их доступности. Следует отметить степень опасности электромагнитных излучений при реализации мероприятий по защите информации. Так как это электромагнитные волны, то особенности их распространения в пространстве по направлению и по дальности определяются диапазоном частот (длин волн) и мощностью излучения. Дальность и направленность излучения определяются физической природой распространения соответствующего вида электромагнитных волн и пространственного расположения источника опасного сигнала и средств его приема.

Учитывая особенности распространения электромагнитных колебаний, определяющихся прежде всего мощностью излучения, особенностями распространения и величинами поглощения энергии в среде распространения, правомерно ставить вопрос об установлении их предельно допустимых интенсивностей (мощностей), потенциально возможных для приема средствами злоумышленников. Эти допустимые значения интенсивностей принято называть нормами или допустимыми значениями.

Защита от утечки информации за счет побочных электромагнитных излучений самого различного характера предполагает:

• размещение источников и средств на максимально возможном удалении от границы охраняемой (контролируемой) зоны;

• экранирование зданий, помещений, средств кабельных коммуникаций;

• использование локальных систем, не имеющих выхода за пределы охраняемой территории (в том числе систем вторичной часофикации, радиофикации, телефонных систем внутреннего пользования, диспетчерских систем, систем энергоснабжения и др.);

• развязку по цепям питания и заземления, размещенных в границах охраняемой зоны;

• использование подавляющих фильтров в информационных цепях, цепях питания и заземления.

Для обнаружения и измерения основных характеристик ПЭМИ используются:

• измерительные приемники;

• селективные вольтметры;

• анализаторы спектра;

• измерители мощности и другие специальные устройства.

43.Основные принципы электромагнитного зашумления. Линейное и пространственное зашумление. Генераторы виброакустических шумов.

 Для исключения перехвата побочных электромагнитных излучений по электромагнитному каналу используется пространственное зашумление, а для исключения съема наводок информационных сигналов с посторонних проводников и соединительных линий ВТСС- линейное зашумление.      К системе пространственного зашумления, применяемой для создания маскирующих электромагнитных помех, предъявляются следующие требования:      • система должна создавать электромагнитные помехи в диапазоне частот возможных на границе контролируемой зоны меньше допустимого значения во всем диапазоне частот возможных побочных электромагнитных излучений ТСПИ;      • система должна создавать помехи как с горизонтальной, так и с вертикальной поляризацией (поэтому выбору антенн для генераторов помех уделяется особое внимание);      • на границе контролируемой зоны уровень помех, создаваемых системой пространственного зашумления, не должен превышать требуемых норм по ЭМС.      Цель пространственного зашумления считается достигнутой, если отношение опасный сигнал/шум на границе контролируемой зоны не превышает некоторого допустимого значения, рассчитываемого по специальным методикам для каждой частоты информационного (опасного) побочного электромагнитного излучения ТСПИ [18].      В системах пространственного зашумления в основном используются помехи типа "белого шума" или "синфазные помехи" [24].      Системы, реализующие метод "синфазной помехи", в основном применяются для защиты ПЭВМ. В них в качестве помехового сигнала используются импульсы случайной амплитуды, совпадающие (синхронизированные) по форме и времени существования с импульсами полезного сигнала. Вследствие этого по своему спектральному составу помеховый сигнал аналогичен спектру побочных электромагнитных излучений ПЭВМ. То есть, система зашумления генерирует "имитационную помеху", по спектральному составу соответствующую скрываемому сигналу [24].      В настоящее время в основном применяются системы пространственного зашумления, использующие помехи типа "белый шум", то есть излучающие широкополосный шумовой сигнал (как правило, с равномерно распределенным энергетическим спектром во всем рабочем диапазоне частот), существенно превышающий уровни побочных электромагнитных излучений (см. рис. 2.13 ... 2.16) [28, 110]. Такие системы применяются для защиты широкого класса технических средств: электронно-вычислительной техники, систем звукоусиления и звукового сопровождения, систем внутреннего телевидения и т.д.побочных электромагнитных излучений ТСПИ;      • создаваемые помехи не должны иметь регулярной структуры;      • уровень создаваемых помех (как по электрической, так и по магнитной составляющей поля) должен обеспечить отношение с/ш

 Генераторы, выполненные в виде отдельного блока, имеют сравнительно небольшие размеры и вес. Например, генератор шума "Гном-3" при размерах 307•95•49 мм весит 1,8 кг [23].      Диапазон рабочих частот генераторов шума от 0,01 ... 0,1 до 1000 МГц. При мощности излучения около 20 Вт обеспечивается спектральная плотность помехи 40 ... 80 дБ.       В системах пространственного зашумления в основном используются слабонаправленные рамочные жесткие и гибкие антенны. Рамочные гибкие антенны выполняются из обычного провода и разворачиваются в двух-трех плоскостях, что обеспечивает формирование помехового сигнала как с вертикальной, так и с горизонтальной поляризацией во всех плоскостях [33, 52, 95].      При использовании систем пространственного зашумления необходимо помнить, что наряду с помехами средствам разведки создаются помехи и другим радиоэлектронным средствам (например, системам телевидения, радиосвизи и т.д.). Поэтому при вводе в эксплуатацию системы пространственного зашумления необходимо проводить специальные исследования по требованиям обеспечения электромагнитной совместимости (ЭМС). Кроме того, уровни помех, создаваемые системой зашумления, должны соответствовать санитарно-гигиеническим нормам. Однако нормы на уровни электромагнитных излучений по требованиям ЭМС существенно строже санитарно-гигиенических норм. Следовательно, основное внимание необходимо уделять выполнению норм ЭМС.      Пространственное зашумление эффективно не только для закрытия электромагнитного, но и электрического каналов утечки информации, так как помеховый сигнал при излучении наводится в соединительных линиях ВТСС и посторонних проводниках, выходящих за пределы контролируемой зоны.       Системы линейного зашумления применяются для маскировки наведенных опасных сигналов в посторонних проводниках и соединительных линиях ВТСС, выходящих за пределы контролируемой зоны. Они используются в том случае, если не обеспечивается требуемый разнос этих проводников и ТСПИ (то есть не выполняется требование по Зоне № 1), однако при этом обеспечивается требование по Зоне № 2 (то есть расстояние от ТСПИ до границы контролируемой зоны больше, чем Зона № 2).      В простейшем случае система линейного зашумления представляет собой генератор шумового сигнала, формирующий шумовое маскирующее напряжение с заданными спектральными, временными и энергетическими характеристиками, который гальванически подключается в зашумляемую линию (посторонний проводник).     На практике наиболее часто подобные системы используются для зашумления линий электропитания (например, линий электропитания осветительной и розеточной сетей).

Основные характеристики генераторов шума, используемых в системах пространственного зашумления

Наименование	Тип (модель)
характеристик	ГШ-1000	ГШ-К-1000	Смог	Гном-3
Диапазон частот, МГц	0,1 ... 1000	0,1 ... 1000	0,00005 ... 1000	0,01 ... 1000
Спектральная плотность мощности шума, дБ	40 ... 75	40 ... 75	55 ... 80	45 ... 75
Вид антенны	Рамочная жесткая	Рамочная мягкая	Подставки под монитор и принтер	Рамочная гибкая
Конструктивное исполнение	Переносной	Бескорпусной, вставляется в слот ПЭВМ	Бескорпусной, вставляется в слот ПЭВМ	Стационарный

Основные характеристики генераторов шума, используемых в системах пространственного и линейного зашумления

Наименование	Тип (модель)
характеристик	Гром-ЗИ-4	Гном-2С
Диапазон частот, МГц	20 ... 1000	0,01 ... 1000
Спектральная плотность мощности шума, дБ	40 ... 90	50 ... 80
Вид антенны	Телескопическая	Рамочная
Конструктивное исполнение	Переносной	Стационарный

49.Параметрические каналы утечки информации. Принцип высокочастотного навязывания в проводных линиях связи.

Параметрический канал утечки информации образуется в результате воздействия акустического поля на элементы высокочастотных генераторов и изменения взаимного расположения элементов схем, проводов, дросселей и т.п., что приводит к изменениям параметров сигнала, например модуляции его информационным сигналом. Промодуливанные высокочастотные колебания излучаются в окружающее пространство и могут быть перехвачены и детектированы соответствующими средствами. Параметрический канал утечки информации может быть создан и путем «высокочастотного облучения» помещения, где установлены полуактивные закладные устройства, имеющие элементы, параметры которых (добротность, частота и т.п.) изменяются по закону изменения акустического (речевого) сигнала. Необходимо отметить, что акустический канал может быть источником утечки не только речевой информации. В литературе описаны случаи, когда с помощью статистической обработки акустической информации с принтера или клавиатуры удавалось перехватывать компьютерную текстовую информацию, в том числе осуществлять съем информации по системе централизованной вентиляции.

Под высокочастотным навязыванием (ВЧ-навязыванием) понимают способ несанкционированного получения речевой информации, основанный на зондировании мощным ВЧ-сигналом заданной области пространства.Он заключается в модуляции электромагнитного зондирующего сигнала речевым в результате их одновременного воздействия на элементы обстановки или специально внедренные устройства.Качество перехвата аудиоинформации с помощью ВЧ-навязывания зависит от ряда факторов:

>- характеристик и пространственного положения источника акустического сигнала;

>- наличия в контролируемом помещении нелинейного элемента (устройства), параметры которого (геометрические размеры, положение в пространстве, индуктивность, емкость, сопротивление и т. д.) изменяются по закону акустического сигнала;

>- характеристик внешнего источника, облучающего данный элемент (устройство);

>- типа приемника отраженного сигнала.

Принцип организации съема информации, основанный на зондировании, показан на рис. 1.3.38. Основные достоинства данного способа заключаются в активации модуляторов ВЧ-сигнала (нелинейных элементов) только на момент съема информации, а также в возможности (в ряде случаев) вести акустический контроль помещений без непосредственного проникновения для установки закладных устройств. Недостатки: как правило, малая дальность действия и высокие уровни облучающих сигналов, наносящие вред здоровью людей. Данные обстоятельства существенно снижают ценность ВЧ-зондирования. Однако определенные методы, о которых будет рассказано в дальнейшем, получили достаточно широкое распространение.

Рис.1.3.38. Организация перехвата акустической информации с использованием ВЧ-навязывания

Общее представление о многообразии методов такого перехвата дает рис. 1.3.39, отражающий следующую их классификацию.

Рис. 1.3.39. Виды методов перехвата аудиоинформации ^:   с использованием ВЧ-навязывания

8. Основные технические и массогабаритные характеристики закладных устройств

Радиоэлектронные закладные устройства представляют собой организованный канал несанкционированного получения и передачи в пункт приема аудиовизуальной или обрабатываемой с помощью радиоэлектронной аппаратуры и передаваемой информации в сетях связи. Закладные устройства можно классифицировать по нескольким признакам: - радиозакладные устройства, излучающие в эфир; - закладные устройства, не излучающие в эфир (с передачей перехваченной информации по сетям связи, управления, питания и т.д.); - радиозакладные устройства с переизлучением; - закладные устройства с передачей перехваченной информации по стандартному телефонному каналу. В первую группу входят радиозакладные устройства, предназначенные для получения аудиоинформации по акустике помещения, телевизионные закладные устройства, предназначенные для получения аудио- и визуальной информации, и радиозакладные устройства в телефонных линиях связи, устройствах обработки и передачи информации, сетях питания и управления. Передача перехваченной информации происходит радио- или телевизионным радиосигналом. К закладным устройствам с передачей информации без излучения в эфир можно отнести группу закладных устройств в линиях связи, питания, управления и охранной сигнализации с использованием этих линий связи для передачи перехваченной информации. В ряде закладных устройств передача перехваченной информации осуществляется по стандартному телефонному каналу. Это так называемые закладки типа «длинное ухо», «с искусственно поднятой трубкой». Существует целая группа закладных устройств, обеспечивающих получение информации по акустике помещения за счет модуляции акустическим сигналом отраженного микроволнового или ИК-сигналов от элементов, на которые воздействует акустический сигнал. Это могут быть: стекла, окна, различные перегородки, резонаторы, специальные схемы и т. д. Проявление рассмотренных выше групп закладных устройств при их передаче перехваченной информации различно, т.к. они могут проявляться в радиодиапазоне, как радиоизлучения с различными видами модуляции или кодирования, в ИК-диапазоне как низкочастотные излучения в линиях связи, управления, питания, в стандартных телефонных каналах или в виде облучающих сигналов. В зависимости от предназначения закладных устройств выделяется прежде всего «зона несанкционированного получения информации». Это может быть воздушное пространство (для воздушной акустической волны), несущие конструкции, трубы водопроводной или паровой сети для структурной акустической волны, элементы тракта обработки и передачи информации и т.п. 1. Исполнение: - в виде технических модулей закамуфлированных под технические элементы и устройства, элементы одежды, бытовые предметы. 2. Мощность излучения: -до 10 мВт- малая, - от 10 до 100 мВт - средняя, - более 100 мВт - большая, - с регулируемой мощностью излучения.

3. Используемый вид модуляции:

-AM, FM, TNFM, WFM, - с частотной мозаикой, - инверсия спектра, -дельта-модуляция (адаптивная дельта-модуляция), - шумоподобные сигналы. 4. ^ По стабилизации частоты: - нестабилизированные. - со схемотехнической стабилизацией частоты, - с кварцевой стабилизацией. Один из ограничивающих моментов использования закладных устройств - гарантированная дальность перехвата информации. Эта дальность в ряде случаев является определяющей в организации поиска закладных устройств. Применительно к закладным устройствам, обеспечивающим перехват аудиоинформации, важна максимальная дальность перехвата либо воздушной, либо структурной волны датчиками съема подобной информации. В качестве таких датчиков используются микрофоны, стетоскопы или геофоны. Возможная дальность перехвата аудиоинформации, разговоров, передаваемых воздушной волной в пределах 10 м, структурной волной - через кирпичные и бетонные стены - 0,8...1,0 м и сейсмической волны - до 10 м при малых акустических шумах (до 5 м при средних акустических шумах). Установка закладных устройств перехвата информации из каналов обработки информации или систем передачи данных и связи определяется либо местом установки комплекса, либо возможностью установки закладного устройства на линии связи. Например, радиозакладное устройство для перехвата телефонных переговоров может быть установлено в телефонной трубке, телефонном аппарате, соединительной коробке, разделительной телефонной коробке, на отрезках линий, соединяющих эти устройства, и т.д., вплоть до АТС. Место установки комбинированной телефонной закладки (перехват телефонных переговоров и акустики помещения) определяется зоной гарантированного перехвата акустической информации из определенного помещения (как правило, порядка 10 м от интересующего источника).

56.Экранирование кабельных линий

Наиболее радикальным средством защиты коаксиальных и симметричных кабельных цепей от помех является их экранирование. Для защиты от внешних помех поверх сердечника кабеля применяются металлические оболочки. Они, как правило, имеют сплошную цилиндрическую конструкцию и выполняются из свинца, алюминия или стали. Известны также конструкции двухслойных экранирующих оболочек типа алюминий - свинец, алюминий — сталь и др. Применяются также экраны ленточного типа преимущественно из алюминиевых, медных, стальных лент, накладываемых спирально или продольно вдоль кабеля, и оплеточные экраны преимущественно из плоских или круглых проволок (рис. 25.8)

В коаксиальных кабелях для обеспечения требуемых норм помехозащищенности при однокабельной связи внешний провод выполняется биметаллическим (медь — сталь).

Экран локализует действие электромагнитных полей, создаваемых источниками помех, и защищает цепи и каналы связи от взаимных влияний и посторонних источников помех.

В реальных условиях экранирования приходится считаться с воздействием как магнитных, так и электрических полей. Причем может преобладать та или иная компонента поля. Наибольшее воздействие оказывает магнитное поле.

Действие экрана определяется коэффициентом экранирования, представляющим собой отношение напряженности электромагнитного поля в какой-либо точке пространства при наличии экрана (Е^э, Н^э) к напряженности поля в той же точке без экрана (Е, Н): S= E^э /E=Н^э/ H. (25.1)

Коэффициент экранирования S изменяется от 1 до 0, характеризуя в последнем случае наивысший экранирующий эффект.

Чем больше затухание экранирования, тем лучше экранирующий эффект системы.

Экранирующий эффект экранов и оболочек определяется суммарным действием затухания поглощения (А_п) и затухания отражения (А_о). Экранирование поглощения обусловлено тепловыми потерями на вихревые токи в металлическом экране. Чем выше частота и больше толщина экрана, тем больше эффект экранирования. Экранирование отражения связано с несоответствием волновых характеристик металла Z_M, из которого изготовлен экран, и изоляции Z_a, окружающей экран. Чем больше различаются между собой волновые характеристики диэлектрика и металла, тем сильней эффект экранирования за счет отражения.

Рис. 25.8. Металлические оболочки-экраны кабелей связи: а) сплошные; б) ленточные; в) оплеточные

электромагнитная энергия, достигнув экрана, частично проходит через него, соответственно затухая при этом в экране, и частично отражается от него на границе изоляция — экран. На второй границе (экран — изоляция) происходит вторичное отражение энергии и лишь оставшаяся часть энергии проникает в экранированное пространство.

Прошедшая за экран энергия существенно меньше, чем исходная.

затухание поглощения Ап пропорционально коэффициенту вихревых токов  и растет с частотой. Кроме того, чем толще экран, тем больше потерь на вихревые токи и больше Ап. Сравнивая магнитные (сталь) и немагнитные (медь) экраны по параметрам затухания поглощения А_п следует отдать предпочтение первым.

Затухание отражения А_о связано с несоответствием волновых характеристик металла, из которого изготовлен экран, и диэлектрика, окружающего экран. Чем больше это несоответствие тем сильнее эффект экранирования за счет отражения. По этому параметру лучше медь.

Эффективность немагнитных (медь, алюминий) и магнитных (сталь) экранов для различных частотных областей неодинакова. Характерный график частотной зависимости затухания Экранирования немагнитного и магнитного экранов приведен на рис. 25.9.

Нa графике видны три характерные частотные зоны: в первой зоне (от 0 до f₁ = 3—10 кГц) магнитный экран действует в магнитостатическом режимe и обладает лучшими экранирующими свойствами, чем немагнитный экран; во второй и третьей зонах оба экрана действуют в электромагнитном режиме. Во второй зоне (от f₁ до f₂= = 10⁶Гц) немагнитный экран дает лучший экранирующий эффект, чем магнитный, а в третьей зоне (от f₂= 10⁶ Гц и выше) становится существенным превосходство магнитного экрана. Это обусловлено тем, что магнитные экраны хорошо поглощают энергию и очень плохо отражают ее (А_п>Ао). У немагнитных материалов наоборот, эффект отражения сильнее эффекта поглощения (А_О>А_Я). Частота порядка 0,8—1 мГц является границей раздела, ниже которой превалирует затухание отражения над затуханием поглощения {А₀>Ап), а выше— наоборот (А_о<Ап).

В реальных условиях использования кабелей связи необходимо учитывать также действие продольных токов,обусловленных наличием третьей цепи: экран (оболочка) — земля (А_пр) (рис. 25.10).

Принцип экранирующего действия кабельной оболочки виден из рис. 25.10.

Рис. 25.10. Принцип экранирования за счет продольных токов

При прохождении по высоковольтной линии тока в оболочке и в линии связи индуцируются соответственно токи I₁₃и I₁₂. В свою очередь ток /₁₃ наводит в линии связи ток /₃2. который находится в противофазе с током /12 и уменьшает его: Iрез= I₁₂.-/₃₂ Таким

образом, влияние при наличии оболочки (/рез= I₁₂.—/₃₂) меньше, чем без оболочки (/рез=/₁₂)/ Эффективность использования оболочки тем выше, чем меньше ее сопротивление и лучше она заземлена.

Экранирующий эффект металлических оболочек при влиянии внешних источников помех определится как А_э.рез=Ап+А₀+Апр.

Расчеты показывают, что примерно до частот 10 кГц превалирует затухание экранирования за счет продольных токов (Апр), а свыше сказывается эффект поперечных вихревых токов (Ап+Ао) (рис. 25.11). Поэтому при определении экранирующего действия кабельных оболочек относительно высокочастотных источников влияния, таких как ЛЭП, эл. ж. д. достаточно учитывать лишь экранирующее действие продольных токов А_пр в оболочке по цепи оболочка —земля. Этот параметр часто называют КЗД — коэффициент защитного действия. В области высокочастотных помех, создаваемых мощными радиостанциями, индустриальными источниками влияния, атмосферным электричеством и другим надо комплексно учитывать все компоненты экранирования как за счет поперечных {А_а+А₀), так и продольных Апр полей, но здесь определяющим являются поперечные поля.

Рис. 25.11.' Частотная зависимость составляющих экранирования за счет поперечных {Ап +А₀) и продольных (А_пр) токов

23