Материалы всероссийской научно-технической конференции Автоматизир

где X - длина волны, м, х - толщина экрана, м, а - период решетки, м, с - размер окна, м.

Применяемые формулы (2), (3), (4), (5) имеют ряд ограничений: 1) точность коэффициента прохождения (4) находится в пре­

делах 5 % для большинства случаев, представляющих практиче­ ский интерес;

2) формула (4) справедлива только тогда, когда направление па­ дения плоской волны нормально к экрану-и периодичность ячеек

вэкране меньше длины волны;

3)материал сетки считается идеально проводящим.

Из анализа поведения ЭЭ для сеток различного размера в диапа­ зоне 10-2000 МГц можно сделать вывод, что она растет с увеличением толщины сетчатого экрана. С ростом частоты (при приближении к предельным значениям) эта разница усиливается. Уменьшение раз­ мера ячеек приводит к аналогичному, но более ярко выраженному эф­ фекту. Поэтому эффективнее уменьшать размер ячеек, чем утолщать экран [8].

С учетом стоимости и удельной массы в качестве экрана 1 вы­ брана сетка с размером ячейки 0,8 мм и диаметром проволоки 0,32 мм (удельная масса 1,11 кг/м2, цена - наиболее низкая из мелко­ ячеистых сеток). В рассматриваемом диапазоне частот вычисленная ЭЭ составляет не менее 50 дБ. Для борьбы с резонансными эффекта­ ми применяют каскад из двух экранов: сетки «компенсируют» друг друга, поскольку «провалы» ЭЭ возникают на разных частотах. В качестве экрана 2 выбрана сетка с размером ячейки 0,9 мм и диа­ метром проволоки 0,36 мм, аналогичная по стоимости и небольшая по удельной массе материала (1,33 кг/м2). ЭЭ этой сетки также соот­ ветствует предъявляемым требованиям (рис. 1).

Полученные в расчетах коэффициенты имеют комплексный вид, что позволяет моделировать процессы прохождения электромагнит­ ных волн через ограждающий контур АИП, представляющий собой каскад экранов, и возникающие в связи с этим внутренние переотражения электромагнитного поля с учетом фазы.

В общем случае коэффициент прохождения электромагнитных волн для каскада из двух экранов имеет вид

где Т\, Тъ R\, Ri - коэффициенты прохождения и отражения для экра­ нов 1, 2; d - расстояние между экранами 1, 2, м, а 2, Р2 - действи­ тельная и мнимая части постоянной распространения, рад/м, 02 - угол преломления волны экраном 1, рад.

SO -------------------------------------------------------------------

Исследуем зависимость ЭЭ от расстояния между экранами при перпендикулярном падении плоской электромагнитной волны (02 = 0) без учета затухания волны в пространстве между экранами (а 2 =0).

Из графика (рис. 2) видно, что ЭЭ каскада экранов на частоте 1ГГц изменяется скачкообразно квазипериодически в зависимости от расстояния d. При построении ограждающего контура АИП этот факт необходимо учитывать: для достижения заданных параметров ЭЭ вы­ бранное расстояние между экранами должно строго выдерживаться.

Расстояние между мранкм, м

Рис. 2. Зависимость ЭЭ от расстояния

между экранами на частоте 1 ГГц

Рассмотрим ЭЭ каскада из двух экранов, расположенных на рас­ стояниях 100, 300 и 500 мм (рис. 3). На основании полученных зави­ симостей можно сделать вывод, что наилучшая кривая ЭЭ в диапазо­ не частот соответствует расстоянию между экранами 500 мм. Это расстояние близко к первому максимуму кривой на рис. 2. Но техно­ логически расстояние 500 мм неудобно при монтаже экранов АИП. Из рис. 2 видно, что ЭЭ растет с уменьшением расстояния d до нуля. Следовательно, с технологической точки зрения следует выбирать минимально возможное расстояние между экранами с учетом задан­ ной ЭЭ для проведения СИ (например, не ниже 100 дБ). В исследуе­ мом диапазоне частот для выбранных параметров сеток предельным является расстояние около 100 мм, на котором ЭЭ в диапазоне частот до 2 ГГц составляет не менее 103 дБ.

2 1 0

*Эффективность экранирования, дБ

Частота, МГц

Рис. 3. ЭЭ для каскада сеток с ячейкой 0,9 мм и диаметром проволоки 0,36 мм и с ячейкой 0,8 мм

и диаметром проволоки 0,32 мм

Таким образом, для решения внешней задачи при построении АИП проанализированы зависимости ЭЭ каскада из двух экранов в диапазоне частот до 2 ГГц. Показано, что для достижения заданных параметров ЭЭ выбранное расстояние между экранами должно стро­ го выдерживаться, а с технологической точки зрения его следует вы­ бирать минимально возможным.

Библиографический список

1.Антясов И.С., Войтович Н.И., Соколов А.Н. Комплексное эк­ ранирование альтернативной измерительной площадки для проведе­ ния специальных исследований технических средств // Вестник ЮУрГУ. Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника. - Че­ лябинск: Изд. центр ЮУрГУ, 2014. - № 2(14).

2.Мицмахер М.Ю., Торгованов В.А. Безэховые камеры СВЧ. - М.: Радио и связь, 1982.

3.ГОСТ Р 51320-99. Радиопомехи индустриальные. Методы ис­ пытаний технических средств - источников индустриальных помех. (Введ. 1999-22-12). - М.: Госстандарт России, 1999.

4.Электродинамика сетчатых структур / М.И. Конторович, М.И. Астрахан, В.П. Акимов [и др.]; под ред. М.И. Конторовича. - М.: Радио и связь, 1987.

5.ГОСТ 3826 - 82. Сетки проволочные тканые с квадратными ячейками. Технические условия. (Введ. 1982-29-09). - М.: Госстан­ дарт СССР, 1982.

6.ГОСТ Р 50414-92. Совместимость технических средств элек­ тромагнитная. Оборудование для испытаний. Камеры экранирован­ ные. Классы, основные параметры, технические требования и методы испытаний. (Введ. 1992-26-11). - М.: Госстандарт России, 1992.

7.Shung-wu Lee, Fellow, Gino Zarrillo, Chak-Lam Law. Simple For­ mulas for Transmission through Periodic Metal Grids or Plates // IEEE transactions on antennas and propagation. - Vol. AP-30, № 5, September 1982.-S . 904.

8.Антясов И.С., Соколов А.Н. Использование сетчатых мате­ риалов при экранировании альтернативной измерительной площадки для проведения специальных исследований технических средств // Безопасность информационного пространства: сб. тр. XIII Всерос. науч.-практ. конф. студ., аспирант, и мол. ученых. - Челябинск: Изд. центр ЮУрГУ, 2015. - С. 8-13.

ПРОЦЕДУРА ПРОВЕРКИ ГОТОВНОСТИ К ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ПРИБОРА «УЛАН-2» НА ОСНОВЕ МОДЕЛИРОВАНИЯ ДВУХ СИТУАЦИЙ ПО ПОДКЛЮЧЕНИЮ ЗАКЛАДНЫХ УСТРОЙСТВ

Студент гр. КОБ-11-1с А.Ю. Гомзяков

Научный руководитель - доцент В.П. Костецкий Пермский национальный исследовательский политехнический университет

Встатье описаны процедуры проверки готовности к использова­ нию универсального анализатора проводных коммуникаций «УЛАН-2» на основе моделирования двух ситуаций по подключению закладных устройств контактным и бесконтактным способом.

Впервом эксперименте использовались: универсальный анали­ затор проводных коммуникаций «УЛАН-2», кабель «витая пара» ка­ тегории 5Е (характеристики кабеля: диаметр проводников 24 AWG, количество витых пар 4, внешний диаметр 5,1 мм, волновое сопро­ тивление на 100 МГц 100 +/- 15 Ом, скорость распространения сиг­ нала 68 %, сопротивление постоянному току < 10 Ом/ЮО м, емкость витой пары < 56 нФ/км, delay skew на 100 МГц 45 нс/100 м, propaga­ tion delay на 100 МГц 536 нс/100 м, длина 15 м), имитатор закладного устройства - резистор, подключенный параллельно к одной из четы­ рех пар кабеля. Во втором эксперименте использовались: универ­ сальный анализатор проводных коммуникаций «УЛАН-2», кабель «витая пара» категории 5Е (характеристики кабеля: диаметр провод­ ников 24 AWG, количество витых пар 4, внешний диаметр 5,1 мм, волновое сопротивление на 100 МГц 100 +/- 15 Ом, скорость распро­

странения сигнала 68 %, сопротивление постоянному току < 10 Ом/ЮО м, емкость витой пары < 56 нФ/км, delay skew на 100 МГц 45 нс/100 м, propagation delay на 100 МГц 536 нс/100 м, дли­ на 15 м), имитатор сигналов сложного вида «Аврора», работающий на частоте 600 МГц с FM модуляцией микрофоном.

Для начала замеряем характеристики кабеля без подключения разных устройств, в реальности это делается при первоначальной про­ кладке кабеля, либо берут точно такой же кабель одинаковой длины. Замерам подвергаются проходящий по кабелю низкочастотный сигнал,

Цитата из руководства: «На рефлектограмме (рис. 2) представ­ лен случай отражения сигнала от точки большого сопротивления (второй курсор), что соответствует обрыву кабеля». Состояние, опи­ сываемое рефлектограммой, получило название характерного обрыва (COMPLIT OPEN).

Рис. 2. Рефлектограмма обрыва кабеля

Отражение со сменой полярности сигнала соответствует корот­ кому замыканию в кабеле (рис. 3), малому сопротивлению неодно­ родности. Такое состояние получило название характерного короткого замыкания (DEAD SHORT).

v

Рис. 3. Рефлектограмма короткого замыкания

Теперь проведем второй эксперимент бесконтактным способом Для данной цели мы подключим генератор в режиме передатчика на 600 МГц. Проводим замеры на линии без включенного передатчика и с включенным передатчиком (рис. 4).

Рис. 4. Значения НЧ сигнала при выключенном передатчике (а )

и при включенном передатчике (б)

Итак, на рис. 4 показаны НЧ сигналы в кабеле. Даже неподго­ товленный человек поймет, что справа на рисунке есть заметные от­ клонения от нормы, следовательно, с кабелем контактирует какоелибо устройство, в данном случае передатчик на 600 МГц, который значительно повышает НЧ-сигнал. Для достоверности снова обра­ тимся к руководству для анализатора.

Вруководстве написано: «Тревожные факторы при измерении низкочастотного сигнала: повышенный уровень низкочастотного сигнала; скачкообразное изменение уровня низкочастотного сигнала за период наблюдения 2-4 с; увеличение уровня низкочастотного сигнала в сравнении с ранее полученными, эталонными, результата­ ми; разница в результатах измерения без использования и с исполь­ зованием режима акустического навязывания» [2].

На рисунке видно, что эти тревожные факторы имеют место. Уровень НЧ сигнала значительно повышен, сигнал изменяется скач­ кообразно (от 5,1 до 9,7 мВ), и, конечно же, видно увеличение сигна­ ла по сравнению с эталонным. Все это свидетельствует о том, что подключено закладное устройство.

Входе экспериментов использовались все режимы работы «УЛАН-2» по выявлению влияния на измеряемые характеристики тестируемой линии связи (витая пара CAT 5Е), а именно НЧ-сигнал, ВЧ-сигнал, сопротивление, индуктивность, емкость, рефлектометрия. Определено, что наиболее контрастно в первом эксперименте обна­ руживается подключение модели закладного устройства (резистор)

врежиме рефлектометрии, во втором эксперименте бесконтактного подключения модели закладного устройства обнаруживается в режи­ ме НЧ-сигнала. Для обнаружения тревожных факторов необходимо обращаться к руководству анализатора.

Библиографический список

1.Универсальный анализатор проводных коммуникаций «УЛАН-2» с указателем проводки «УП-7» (пятое поколение) - 2008.

-23 декабря [Электронный ресурс]. - http://www.bnti.ru/des.asp7itm =4530&tbl= 04.01.05 (дата обращения: 26.04.2015).

2.Универсальный анализатор проводных коммуникаций ULAN-2: Техническое описание и инструкция по эксплуатации. - М.: НОВО, 2014.-90 с.