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防止電磁輻射的方式范文1
關鍵詞 中波發射塔;中波;電磁輻射;防護
中圖分類號 G2 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708(2016)161-0044-01
我們生活在一個信息時代和科技時代,信息傳播至關重要。信息傳播有很多方式和途徑,包括圖片、聲音、影響、文字、數據等等。其中,電磁波的傳播方式具有傳播消耗低、傳播范圍廣、傳播速度快、傳播信息準等諸多優勢,因此,被廣泛應用于現代社會中來。對于電磁輻射,雖然看不見、摸不著,但是它就在我們周圍,我們時刻受到電磁輻射的影響。對于建筑器材、電子設備以及人體,中波電磁輻射都會造成一定程度的影響,我們必須采取相關措施予以防范。在此背景下,本文著重分析了中波電磁輻射給我們帶來的影響及防護策略。
1 電磁輻射的相關概述
1.1 電磁輻射的概念
所謂電磁輻射,就是由發射源向四周發射電磁能,包括傳導發射和輻射發射,即電磁輻射,又稱為電子煙霧,由磁能量和電能量組成,是在電荷移動過程中所產生。眾所周知,影響電磁環境的關鍵因素是電磁輻射。與電磁輻射的概念不同,電磁輻射污染主要指手機、電腦、電視機、收音機、微波爐這些家用電器在運行時以及自動化辦公設備、醫療設備、電子儀表和電磁波發射塔、雷達站、電視臺、電臺、變電站、高壓線在運行時所產生的各種電磁波對周圍環境造成的污染。這些不同波長、不同頻率的電磁波會充斥人們生活的各個空間,穿透周圍各種物質,包括人體。如果長期暴露在高強度的電磁輻射下,體內細胞就會被大面積地殺傷或殺死,嚴重者危及生命。
1.2 電磁輻射的類別
根據電磁波產生的原因,可以把電磁輻射分為人為電磁輻射和自然電磁輻射兩大類;根據電磁波的強度,可以把電磁輻射分為強電磁輻射和弱電磁輻射兩種。強電磁輻射的發射頻譜比較窄,而弱電磁輻射的發射頻譜則比較寬,可以橫跨幾個級別頻率級別。根據頻段的不同可以把人為電磁輻射分為射頻電磁輻射和工頻電磁輻射。人為電磁輻射依據人造系統可以分為廣播發射類、通訊發射類、工科醫類、交通系統類、高壓電力類等。
2 中波發射塔周圍中波電磁輻射的影響
毋庸置疑,中波發射塔所發射的電磁波加快了信息傳播的速度,給我們的生活帶來了很多便利,但是,事情都有兩面性,電磁波本身產生的電磁輻射給周圍環境帶來了巨大的危害,必須采取相應的措施進行防范。
2.1 中波電磁輻射對電子類設備的影響
2.1.1 中波電磁輻射對電子類設備的影響機理
中波電磁輻射進入電子系統或電子設備,有2個渠道:第一,由于電磁耦合、靜電耦合或感應耦合,中波電磁就會直接輻射到中波發射塔附近的導線上,并且形成電磁干擾,然后電磁波會從這些導線傳遞到控制線、信號線、或電源線上,繼而輻射到相關設備上;第二,中波發射塔所產生的電磁波直接輻射到相應的系統或者設備上,形成電磁干擾。
2.1.2 中波電磁輻射對電子類設備的影響表現
中波電磁輻射對電子類設備的影響方式主要有兩種:間接影響和直接影響。所謂間接影響,就是通過形成電磁耦合,利用導線,傳遞到電子類設備上,造成干擾[ 1 ]。而直接影響就是電磁輻射直接輻射電子設備,產生電磁干擾。電磁輻射不僅影響廣播和電視的正常觀看和收聽,而且還會造成信號不準和儀表失靈的問題。在現實生活中,電磁輻射的影響也是無處不在,比如,在醫院,電磁輻射可能影響醫療器械的正常使用,像B超儀顯示屏的抖動和顫動、脈搏儀的偏差等等,都是由于電磁輻射的干擾。再比如在學校,學生在做物理實驗和化學實驗時,信號波的消失以及觀測過程中的失誤等等,化學實驗中的易燃易爆物品都有可能由于電磁輻射出現發生一些安全事故。
2.2 中波電磁輻射對人體的影響
研究發現,電磁輻射會對人體帶來巨大的危害和影響,中波發射塔周圍中波電磁輻射更是如此。中波電磁輻射對人體的危害主要體現在3個方面:熱效應、非熱效應、累積效應。第一,熱效應,人體內的水分再受到電磁輻射時,會引發機體升溫,進而影響體內器官的正常運行。人體體溫升高會帶來很多問題,比如視力下降、免疫功能下降、白細胞減少、心動過緩、失眠、頭脹、心悸等等。如果微波功率達到1 000W,直接照射人體,可在幾秒之內致人死亡;第二,非熱效應。中波電磁輻射會干擾人的微弱電磁場,對人的內分泌系統、免疫系統、感覺系統、神經系統,都會造成一定程度的損傷,使細胞原生質、淋巴液、血液發生改變,嚴重時可導致孕婦流產、胎兒畸形等[ 2 ];第三,累積效應。當非熱效應和熱效應作用于人體時,如果人體自身未來得及進行自我修復,再次受到電磁輻射,就會形成永久性的傷害和病態,危及生命。
3 中波發射塔周圍中波電磁輻射的防護策略
3.1 電子類設備方面的防護策略
電子類設備的防護策略有很多,比如過濾、吸收、接地、電磁屏蔽等[3]。所謂過濾,就是中斷電磁波,以防多余的電磁波產生電磁輻射。而吸收的防護原理和過濾基本相同,是通過吸收多余的電磁信號,減少輻射面積,防止電磁輻射。接地的防護策略就是將感應電流引入大地,以防電流過于集中。電磁屏蔽就是將一種金屬材料制成封閉式形狀的物體,避免內外接觸, 達到防護目的。
3.2 人體方面的防護策略
人體方面的防護策略主要包含以下幾個方面:首先,必須遠離輻射源,包括中波發射塔、廣播臺、電視臺發射站等一些電磁輻射比較大的地區,還應盡量遠離這些電磁輻射環境;其次,可以穿戴電磁輻射防護服,將電磁輻射隔離到體外;最后,平時應注意飲食和生活習慣,積極補充抗氧化劑,例如蝦青素、葡萄籽、番茄紅素、β-胡蘿卜素、維生素E、維生素C這些含量多的食品[ 4 ]。
4 結論
綜上所述,我們應加深對中波發射塔周圍中波電磁輻射的認識,平時應遠離輻射源以及大型的發射塔,為了他人和自己的健康,應提高電磁輻射的防護意識,養成電磁輻射的好習慣。平時還要注意飲食,積極補充抗氧化劑含量豐富的食品,將電磁輻射的危害降到最低,充分發揮無線電技術對于我國經濟建設和社會發展的作用。本文從電子類設備和人體兩個角度著重分析了中波發射塔周圍中波電磁輻射的影響以及防護策略,以供參考和借鑒。
參考文獻
[1]顏錦,黃顯吞,農高海等.中波發射塔周圍中波電磁輻射影響及防護的探討[J].硅谷,2008(13):27-28.
[2]董曉博.淺析中波發射塔周圍中波電磁輻射的危害影響及其防護措施[J].科技資訊,2014,12(15):237.
防止電磁輻射的方式范文2
關鍵詞:電磁信息泄露;屏蔽技術;預防
中圖分類號:TP309 文獻標識碼:A 文章編號:1671—7597(2012)0510170-02
包括計算機在內的許多電子信息設備都存在不同程度的電磁泄漏現象。在使用這些電子信息設備時,如果不采取任何防護措施的話,就會很容易將處理的各種信息散射到一定的空間范圍中去,這就給信息的保密工作帶來了嚴峻的挑戰。因此,在使用計算機等其他電子信息處理設備時,務必要采取可靠的技術措施來有效防止電磁信息的泄露。而合理地使用不同種類的計算機屏蔽技術,就是一種有效防止信息隨電磁波泄漏的可靠措施。
1 電磁信息泄漏概述
電磁信息泄漏的實質就是以導線或空間的導電介質為媒介將電子設備中所承載的電磁能量向外擴散所導致的信息泄露問題。其中比較常見的電子設備的電磁信息泄漏方式主要有輻射和傳導兩種不同的電磁信息泄露方式。以下分別就以上兩種信息泄露的原理進行說明。
1)輻射電磁信息泄露。輻射電磁信息泄露就是將那些從電子設備中發出的電磁能量以電磁波的形式通過相應電子設備的外殼以及外殼上的各種孔縫將電磁信息輻射出去。
2)傳導電磁信息泄露。所謂的傳導電磁信息泄露就是將那些從電子設備中發出的電磁能量通過信號線、電源線以及地線等各種線路傳導出去。
需要明確的是,所有處于工作狀態的電子信息設備,都存在著一定程度的電磁信息泄漏問題,這是一種無法避免的電磁學現象。如果在這些泄漏的電磁波中加載了一些有用的數據信息,那么就會導致信息泄露的問題。實踐證明,絕大多數的泄漏的電磁波中都加載有相應設備所處理和傳輸的信息,只是加載信息數量的多少有所差別而己。因此,一旦泄漏的電磁波中所加載的信息是一些秘密的信息,這些泄漏的電磁波就會導致不同程度的信息安全問題。
相關數據表明,普通PC機顯示屏輻射出的加載有信息的電磁波可以在有限的距離內(1000米以內的范圍)被接收和復現,而其他常見的包括傳真機、打印機、電話機等在內的電子信息設備所泄漏的加載有信息的電磁波也可以在一定距離內通過特定的方法給予接收和還原。目前世界上很多國家情報部門都是利用這種接收和還原加載有信息的電磁波的技術用來竊取他國重要情報的。當然,接收和還原加載有信息的電磁波的實現是有條件的,只有當加載有信息的電磁波的信噪比和強度滿足一定條件時才能夠在有限的范圍內被接收和還原。也就是說只要采取一定的技術措施,使泄漏的加載有信息的電磁波的信噪比降到最低,盡可能弱化泄漏的加載有信息的電磁波的強度,就可以起到防護電磁信息泄漏的效果。
2 信息泄漏防護技術措施
筆者查閱相關文獻資料,總結一下,當前信息泄漏防護技術措施主要有以下幾種:
2.1 配置視頻信息干擾機。視頻信息干擾技術又可分為相關干擾技術和白噪聲干擾技術兩種不同的技術。以下就分別對這兩種不同的干擾技術進行分析和說明。
1)相關干擾技術。使用相關干擾器發出能自動跟蹤計算機電磁輻射信號的相關干擾信號是相關干擾技術的實現原理,相關干擾技術可以使電磁輻射信號被擾亂,從而起到信號加密的效果,這樣接收方即便能夠接收到電磁輻射信號也無法還原出信號所攜帶的真實信息。另外由于相關干擾技術的實現不需靠掩蓋電磁輻射信號來進行干擾,因此基于相關干擾技術的干擾器具有體積小、經濟劃算、效果顯著以及對環境的電磁污染小的特點。
2)白噪聲干擾技術。與相關干擾技術的實現原理不同,白噪聲干擾技術的實現原理就是利用白噪聲干擾器發出比計算機電磁輻射信號要強很多倍的白噪聲,通過白噪聲的干擾來達到削減電磁輻射信號強度的目的。與相關干擾技術不同,白噪聲干擾技術由于要靠掩蓋方式來實現其干擾效果,所以需要的發射功率必須足夠強,而功率過于強大的白噪聲就會比較容易導致空間的電磁波污染。所以,與相關干擾技術相比白噪聲干擾技術在使用上還有一定的缺陷和不足。
2.2 建造電磁屏蔽室。所謂的電磁屏蔽室就是利用導電性能較好的金屬板或金屬網所建造的能夠將產生電磁輻射的計算機等其他相關的電子信息終端設備包圍起來的電磁信號屏蔽室。與其他電磁信息泄露防護措施相比,電磁屏蔽室對電磁輻射的屏蔽效果是最好的,但是造價也是最昂貴的。因此,基于建造電磁屏蔽室的屏蔽技術較為適用于一些保密等級要求較高的大型數據中心計算機設備場合。
2.3 配置低輻射設備。在設計和生產相關電子信息設備時,要注意對容易產生電磁輻射的元器件、集成電路、等其他相關的電子信息設備采取防輻射措施,從而在源頭上把電磁輻射控制在最低限度。顯而易見,配置低輻射的電子信息設備是防止電子信息設備發生電磁輻射泄密的重要防護措施。
2.4 采用濾波防護技術。其實濾波防護技術是對屏蔽技術的一種重要補充。如果被屏蔽的電子信息設備及相關的元器件所泄露的電磁信號不能完全密封在屏蔽體內,仍有其他導線或介質與外界相連接的話,電磁波還是可以通過這些介質實現屏蔽體內部與外部的通信。因此,有必要在屏蔽技術的基礎上,增加濾波技術,只允許滿足條件的相關頻率信號通過,對其他頻率范圍的信號,要過濾掉,從而可以更好的實現信息泄漏的防護。
3 利用計算機屏蔽技術預防信息泄露的方法說明
當前常用的計算機屏蔽技術主要有屏蔽機箱、屏蔽窗、關鍵電路屏蔽、電纜屏蔽等屏蔽技術,以下將分別給予詳細的說明。
1)屏蔽機箱。屏蔽機箱多采用在軍用計算機上,其中,屏蔽機箱的性能多是用屏蔽性能SE(單位為dB)來表示的。與其他的計算機屏蔽設備相比,屏蔽機箱具有加工簡單、重量輕、經濟劃算等優點。需要說明的是,在使用屏蔽機箱時要特別注意孔縫輻射的問題,因為絕大多數的屏蔽機箱都有一些縫隙、穿孔和孔洞,這就會比較容易引發導電的不連續性,從而就會產生電磁泄漏問題。
2)屏蔽窗。計算機的顯示器往往是通過屏蔽窗來達到防止電磁穿透的目的的。常見的用于計算機屏蔽的屏蔽窗多是由一些具有金屬薄膜真空沉積的光學基片所制成的。需要說明的是,屏蔽窗的透光度作為影響屏蔽窗屏蔽效果的關鍵因素,為了起到良好的屏蔽效果,一般要求屏蔽窗的透光度應大于60%。其中,當前應用比較廣泛的屏蔽窗主要有柔性弧度屏蔽窗、柔性平面屏蔽窗以及剛性平面窗,這些屏蔽窗的屏蔽性能一般都會大于80dB。
3)關鍵電路屏蔽。對于輻射量比較大的關鍵電路可以采用有針對性的局部屏蔽防御措施。基于這一思想,可以在計算機的CRT設備中通過裝備一些金屬小盒子,把控制板上的幀頻與行頻等有關的關鍵電路分別包起來,進行局部屏蔽,減少加載有電磁信息的電磁波的輻射。從而起到防止電磁波泄露的目的,以達到信息泄露防護的效果。
4)電纜屏蔽。電纜是造成電磁信息泄露的重要途徑,因此做好電纜的屏蔽是預防信息泄露的重要舉措。其中常見的電纜屏蔽主要有以下幾種:
①單層編織網電纜屏蔽。是由單層導線編織成的網狀電纜屏蔽結構,單層編織網電纜屏蔽主要應用于低阻抗干擾源起的防護。②雙層編織絲網電纜屏蔽。是由雙層導線編織成的網狀電纜屏蔽結構,雙層編織網電纜屏蔽主要應用于高頻屏中。③金屬箔和編織絲網組合封裝的電纜屏蔽。在該電纜的內導體使用了多股雙絞線,不僅解決了導體內部的串擾問題,而且還能對頻率比較高的電磁波進行有效的防護。
4 結語
計算機屏蔽技術作為一項重要的電磁信息泄露防護技術,如何確保計算機屏蔽技術能夠充分發揮其應有的防護功效,還需要結合信息系統的實際特點,來合理的選擇最佳的計算機屏蔽技術措施,來有效預防信息的泄露。
參考文獻:
[1]白同云、趙姚同,電磁干擾與兼容分析研究[J].國防科技大學學報,2008(09).
防止電磁輻射的方式范文3
關鍵詞:環境污染 電磁輻射 電磁環境監測
中圖分類號:X3 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2013)04(b)-0069-01
現代社會已經進入信息化時代,隨著計算機等各種高科技電氣設備的增加,各種無線電技術的應用也逐漸廣泛起來,衛星導航、電臺、手機等的應用進入到千家萬戶,給人們帶來方便的同時,也帶來了電磁輻射方面的污染,長期使用這些設備會造成人體的免疫力下降,帶來很多問題,因此,電磁輻射已經成為當今的四大公害之一。
1 電磁環境及電磁輻射源
所謂電磁環境是指在我們生活中所有的電磁設備的總和,這些設備的總和包括自然和人為兩個方面,靜態和動態兩個基本的特征。[1]這種電磁輻射主要是由于不同電波之間的聯系造成的。當電波的赫茲增大的時候,電磁波就會通過空氣給周圍的環境帶來很大的影響,人長期在這種環境中生存,會對健康十分不利。一般來說,電磁輻射有兩種,自然的電磁輻射主要是指自然界中的污染,比如閃電、火山等,這種情況會直接影響廣大的用電地區,對其造成干擾,在我國就有被雷擊的現象發生的事故。而人為的因素主要是指生活中的一些先進的電氣設備,比如廣播電視臺、手機信號塔等,這些無線設備發出的電波會給生活帶來困擾,甚至對當地的飲水帶來危險,因此做好電磁環境的處理工作,抵制電磁輻射,是我們生活中必須關注的關鍵。
1.1 電力系統
現代社會經濟的發展,越來越多的電氣設備進入千家萬戶,而由于電荷作用的影響,電網的發展速度也很快,高壓電路和一些無線的電磁波日益增多,這些增多的電氣設備直接造成了我們生活的環境成為了電磁輻射環境,在生活的時候,會給臨近地區產生嚴重的影響。
1.2 廣播、電視發射系統
我們周圍的廣播和電視信號系統是主要的電磁輻射來源,為了生活的方便,這些大型的無線設備多建立在城市之中,在居民區形成很強的磁場,造成電磁輻射污染。
1.3 移動通信系統
手機的普遍使用帶來了無線移動通信設備的發展,而這種移動通信基站是一個很強的輻射源,而且為了防止周圍的干擾,輻射的高度在逐漸減低,上網的系統也逐漸增強,因此,各種的分布使得電磁輻射的范圍更大,給生活造成了嚴重的威脅。
1.4 交通運輸系統
我國的交通運輸行業的發展迅速,但很多的交通運輸系統也帶來了輻射的威脅,特別是一些無軌電車和地鐵進入我們的生活,更多的電磁輻射被制造出來,我們的生活已經成為一個很強的輻射范圍,在這種范圍下,人們的精神狀態也會受到影響。
1.5 工業、醫療科研高頻設備
除了以上幾種輻射源之外,在醫院和工業場所的輻射源更貼近人們的生活,醫院里的x光具有很強的輻射,而一些工廠里的先進設備對人的身體會有很大的影響。
2 電磁輻射污染的危害
眾所周知,城市中這些污染源會給健康帶來危害,但由于這些污染源具有很強的作用,是生活中必不可少的,即使會產生更多的化學和物理作用,也要保留部分功能,而唯一可以采取的辦法是進行改造工程,使其的輻射點降低,從而提升安全系數。
2.1 對無線電信號和通信系統的干擾
大功率無線電發射機產生的電磁干擾,可使附近的通信、廣播、雷達導航、電視接收機的信噪迅速下降而無法工作。另外,雷電電磁脈沖每年都要釀成火災、通信中斷、電器設備毀壞等一些嚴重后果。
2.2 對武器裝備的危害
軍事上所用的無線電發射機和雷達能產生很強的電磁輻射場。這種輻射場能引起武器裝備系統中的靈敏電子引爆裝置提前啟動,對制導導彈會偏離飛行彈道。國內外都發生過飛機偏航、墜毀或意外投彈的事故,而這些都是由于機載電子設備的干擾而引起。
2.3 對計算機系統潛在的危害
隨著計算機應用的不斷廣泛,計算機系統已成為信息系統的重要存儲庫。但計算機在運行中會產生微弱的電磁輻射,如果這很小的泄漏被高靈敏度的接收系統接收,就會造成不可想象的極大損失。
2.4 對人體的危害
大量文獻表明,低頻電磁場可以明顯影響人的植物神經功能,使其發生紊亂,表現為疲勞、神經衰弱、憂郁等癥狀;高頻輻射對人體是引起中樞神經系統的機能障礙和以交感神經疲乏、緊張為主的植物神經緊張失調的主要作用,主要表現為頭昏腦脹、記憶力減退、失眠多夢臨床癥狀等。[2]
3 電磁輻射污染的主要防護措施
電磁污染的傳播途徑有兩種,一是通過空間直接輻射,二是借助電磁耦合線路傳導。環境而言,防輻射重點是空間隔離方式,主要是將電磁輻射的強度減小或是降低到一定的范圍之內,目前,對電磁輻射污染主要有以下幾種防護措施:屏蔽輻射源、吸收防護、射頻接地、采取綜合性防治措施。[3]
3.1 屏蔽輻射源
采取各種措施,降電磁波控制在一定的范圍內。主要是利用屏蔽材料對電磁波進行反射與吸收,使傳遞到屏蔽材料上的電磁波一部分被反射,又有一部分被屏蔽材料吸收,讓能透過屏蔽體的電磁強度大幅衰減,從而減少對人以及環境的損害。
3.2 吸收防護
利用某些物質構成電磁波的吸收部件,分為諧振吸收部件和匹配性吸收部件。
3.3 射頻接地
將屏蔽體或屏蔽部件內由于感應生成的射頻電流迅速導入大地,使屏蔽體不致成為射頻的二次輻射源,以保證高頻率的屏蔽作用,達到安全并實用的目的。
3.4 采取綜合性防治措施
國家要制定并執行電磁輻射安全標準,對產生電磁波的工業設備產品提出嚴格的設計指標,要盡量減少電磁設備外漏情況,為防護電磁輻射提供良好條件;加強城市規劃,實行區域控制,工業隔離布局,使電磁輻射源遠離居民區;同時加強設備管理以及環境的整治。
4 結語
總而言之,現代社會,電磁環境對人的影響非常大,而隨著更多現金技術的產生,我國的電磁環境會變得更加復雜,為了更好地進行無線溝通,我們需要采取一定的措施,解決這一問題。因此,加強電磁輻射污染的保護,做好其治理和檢測工程,應該成為人們生活的共識,需要高度重視。
參考文獻
[1] 趙玉峰.環境電磁工程學[M].北京:化學工業出版社,1982.
防止電磁輻射的方式范文4
關鍵詞:信息安全;電磁輻射;TEMPEST
Electromagneticradiationofinformationdeviceandelimination
LIANGXiao-yan,WANGJun-li,YANGJian,WANGRu-long
(BeijingTraceandCommunicationTechniqueResearchInstitute,Beijing100094,China)
Abstract:Withtherapiddevelopmentofcomputerinformationsafetytechnique,moreandmoreattentionhadbeenpaidtotheelectromagneticradiationofcomputer.Basedontheanalysisonthetrackofelectromagneticradiationofcomputerinformationsystem,typicalprotectionmethodisbrieflyintroduced.
Keywords:Informationsafety;electromagneticradiation;TEMPEST
當計算機網絡的日益普及給我們工作帶來極大便利的同時,不可避免地帶來一些負面影響,其中最突出的是計算機網絡的信息安全問題。信息泄密的途徑很多,其中電磁輻射是計算機及其網絡系統泄密的重要途徑之一,對它的研究正越來越受到人們的重視。
1TEMPEST技術
計算機及其外部設備在工作時通過電磁波將有用信息泄漏出去的過程稱為計算機電磁泄漏。和其它電子設備一樣,計算機及其外部設備(包括主機、顯示終端、硬盤驅動器、軟盤驅動器、磁盤機、磁帶機、打印機等),在工作時都會產生不同程度的電磁泄漏,如主機中各種數字電路電流的電磁泄漏、鍵盤按鍵開關引起的電磁泄漏、顯示器視頻信號的電磁泄漏、打印機的低頻電磁泄漏等等。這些輻射出去的電磁波,任何人都可以借助儀器設備在一定范圍內收到它,尤其是利用高靈敏度的儀器可以準確、清晰地獲取計算機正在處理的信息。信息輻射防護技術,就是針對計算機的信號輻射特性,運用一定的技術手段不讓竊收方接受到計算機輻射的信號和復原出有關的真實信息。對電磁泄漏信號中所攜帶的敏感信息進行分析、測試、接收、還原以及防護的一系列技術構成了信息安全保密的一個專門研究領域,這種技術在國外稱為TEMPEST技術,即“瞬時電磁脈沖發射監測技術”(TransientElectromagneticPulseEmanationSurveillanceTech-nology)。按照麥克斯韋電磁場理論:任何交變電磁場都會向四周空間輻射電磁信號,任何載有交變電磁信號的導體都可作為發射天線。計算機是采用高速脈沖數字電路工作的,因此,只要處于工作狀態就會向機器外輻射含有信息的電磁波。
TEMPEST技術的研究上世紀50年代始于美國。隨后,俄羅斯、英國、法國和德國等國家都開始積極研究和發展TEMPEST技術。1985年荷蘭人W.vanEck在“Computer&Security”上發表文章,首次詳細披露了通過簡單改裝電視機實現偵收并還原計算機顯示器屏幕信息的可行性技術細節,并聲稱最遠距離可達1000m,引起很大轟動。根據上世紀90年代以后的資料,英國人也稱可以在1600m外對計算機視頻信息進行還原[1]。隨著信息技術的快速發展和恐怖的逐步升級,各國對TEMPEST技術的研究更加廣泛和深入。而美國TEMPEST市場規模更是有增無減。幾十年來,美國多次修訂和補充TEMPEST技術標準和規定,TEMPEST的內涵也在逐漸擴大,已經從原來的通信安全領域擴展到信息安全的范圍。
我國從80年代中期開始關注TEMPEST問題。90年代初,在國家相關單位牽頭和組織下,經過多年的理論研究、實驗測試以及產品開發,已經在信息設備的電磁泄漏發射機理、安全評估、技術產品測評、實驗室和現場測試、紅黑信號識別等方面取得一定成果。在TEMPEST防護技術方面,已經具有屏蔽室、低泄漏發射產品、電磁干擾產品3大類不同等級的防護產品。但是我國的接收機設計水平和數字信號后處理能力還不高。
2TEMPEST技術中電磁泄漏的途徑
計算機及其外部設備內的信息,通常通過兩種途徑泄漏出去:以電磁波的形式輻射出去的稱為輻射泄漏,這主要是指計算機內部產生的電磁輻射。這種輻射是由計算機內部的各種傳輸線(包括印制板上的走線)、信號處理電路、邏輯電路、顯示器、開關元件和電機及其驅動控制電路產生的;另一種是通過各種線路和金屬管道傳導出去的稱為傳導泄漏。計算機系統的電源線、機房內的電話線、上下水管道和暖氣管道以及地線等,都可能成為傳導媒界,產生傳導泄漏。傳導泄漏往往伴隨著輻射泄漏。
3TEMPEST技術中電磁泄漏的防護
對于電磁泄漏,目前可以采用的措施主要有:使用低輻射設備、利用噪聲干擾源、電磁屏蔽、濾波技術和光纖傳輸[2]。
(1)使用低輻射設備。低輻射設備即TEMPEST設備。這是防輻射泄漏的根本措施。這些設備在設計和生產時就采取了防輻射措施,把設備的電磁泄漏抑制到最低限度。顯示器是計算機安全的一個薄弱環節,對顯示器的內容進行竊取,已是一項成熟的技術,因此選用低輻射顯示器十分重要。單色顯示器的輻射比彩色顯示器低得多,使用等離子顯示器或液晶顯示器也能進一步降低輻射。
(2)利用噪聲干擾源。電磁輻射干擾技術就是采用干擾器對計算機輻射進行電磁干擾,使竊收方難以提取視屏信息。利用噪聲干擾源有兩種方法:一是將一臺能產生噪聲的干擾器放在計算機設備旁邊,干擾器產生的噪聲與計算機設備產生的信息輻射一起向外輻射,使計算機設備產生的輻射不易被接受復現。干擾器產生的電磁輻射不應超過EMI(電磁干擾)標準;二是將處理重要信息的計算機放在中間,四周放一些處理一般信息的設備,讓這些設備產生的電磁泄漏一起向外輻射。
(3)電磁屏蔽。屏蔽技術是將計算機設備置于屏蔽室中,達到防止電磁輻射的目的。該技術是所有防輻射技術手段中最為可靠的一種。屏蔽技術的另一種方法是使用防信息泄漏玻璃。防信息泄漏玻璃裝在電子設備顯示窗上,可以解決顯示窗信息泄漏問題。有統計測試表明,如果電磁波輻射量是100%,那么防信息泄漏玻璃可以將89%的信息通過地線導入地下,再將10%的信息反射掉,剩下的漏網信號不足1%,這就無法還原成清晰完整的信息,從而達到保密的目的。
(4)濾波技術。濾波技術是對屏蔽技術的一種補充。被屏蔽的設備和元器件并不能完全密封在屏蔽體內,仍有電源線、信號線和公共地線需要與外界連接。因此,電磁波還是可以通過傳導或輻射從外部傳到屏蔽體內,或從屏蔽體內傳到外部。采用濾波技術,只允許某些頻率的信號通過,而阻止其它頻率范圍的信號,從而起到濾波作用,有效地抑制傳導干擾和傳導泄漏。
(5)光纖傳輸。光纖傳輸是一種新型的通信方式。光纖為非導體,可直接穿過屏蔽體,不附加濾波器也不會引起信息泄漏。光纖內傳輸的是光信號,不僅能量損耗小,而且不存在電磁信息泄漏的問題。若干年內還不可能從光纖外部竊取并還原信號。同其它傳輸方式相比,光纖具有容量大、安全、可靠、傳輸信息量大及抗干擾能力強等優點。
4結語
在信息時代的今天,任何國家的政治、軍事、外交斗爭都離不開信息,信息安全保密已成為國家安全戰略的一個重要組成部分。信息安全保密是一項系統工程,電磁輻射泄漏也一樣,任何單一的防護措施都不是萬無一失的。要根據不同系統的特點采用與之相適應的最佳防護措施進行綜合防護。
參考文獻
防止電磁輻射的方式范文5
摘要:
X波段測波雷達在海洋觀測領域具有重要的應用價值,但其電磁輻射帶來的影響也愈發值得關注。通過對X波段雷達工作特點進行分析,提出了使用頻譜分析儀和對數周期天線組成測量系統的電磁輻射測試方案。參照國家標準對國家海洋局南澳、遮浪海洋環境監測站的X波段測波雷達電磁輻射功率密度進行了測量和分析,結果表明:X波段測波雷達對環境危害小,對公眾安全性好。同時解釋了短時曝露限值的含義,提出了要加強員工安全教育的建議。
關鍵詞:
X波段測波雷達;電磁輻射測量;功率密度;頻譜分析儀
X波段測波雷達是一種基于船用X波段導航雷達,利用海面回波圖像分析波浪參數的遙感觀測設備[1]。X波段測波雷達支持多個廠家不同型號的X波段雷達,以國家海洋局引進MIROS公司的WAVEX系統為例,其中X波段雷達使用的谷野雷達型號為FR-2127BB,天線型號為XN24AF,其主要參數如表1所示。該雷達發射功率較高,其瞬時功率可達到25kW,在波浪觀測時一般為連續工作,因此其電磁輻射對人存在一定危險性,有必要對其輻射強度開展現場測量和分析。
1電磁輻射測量原理
在電磁輻射測量中,通常用功率密度來衡量電磁輻射的強弱。功率密度是描述單位時間內通過單位面積的電磁波能量的物理量,它是無線電計量中的一個重要參數[2]。要完成對X波段測波雷達電磁輻射的測量,需要根據其工作特點對測量儀器進行對比選型并使用合理的計算方法,從而獲得其功率密度。
1.1儀器選型測量電磁輻射通常采用場強儀,但由于場強儀沒有頻率信息,在周邊有其他設備時不容易判斷輻射來源和占用頻段。頻譜儀可以用來測量所需頻段的頻譜信息,在進行測量時配以相應頻段的天線便可組成測試系統。頻譜儀優點在于能夠直接對某一頻段的信號進行測量,從而避免其它頻段干擾信號帶來的影響。測量設備選用Agilent公司生產的N9918A[3]型頻譜儀;選用德國Annoni公司生產的HyperLog60100型對數周期天線,該天線在出廠時已經過專業校準,其天線頻率與天線系數[4]的對應關系如表2所示。天線與頻譜儀的連接饋線選用1m長專用射頻電纜,經測試可知其在X波段雷達工作頻段的線纜損耗約為0dB。
1.2計算方法
1.2.1X波段雷達輸出的峰值功率與平均功率由雷達原理可知,雷達發射機的輸出功率可分為峰值功率Pt和平均功率Pav,二者關系。
1.2.2頻譜儀測量值與功率密度的關系頻譜儀對信號的測量數值以功率(單位:dBm)或電壓(單位:dBuV)的形式給出,若想獲得對功率密度的測量結果,需要進行一定的公式換算和推導[6-7],其過程如下(各物理量的單位以下標形式給出):
2環境輻射分析
2.1環境控制限值2014年9月國家環境保護部和國家質量監督檢驗檢疫總局了GB8702-2014“電磁環境控制限值”,代替GB8702-88“電磁輻射防護規定”和GB9175-88“環境電磁波衛生標準”。雖然舊標準中“適用于一切人群經常居住和活動場所的環境電磁輻射”[9-10]改為“公眾曝露”[11],但是一般認為該限值規定的是居民區、學校、企事業單位等區域的電磁輻射限值。X波段導航雷達工作頻率9410MHz,新標準中該頻段的控制限值計算方法如表3所示,經計算得出其限值為1.25W/m2,由新標準中的定義可知,該限值是任意6min內的方均根值。此外,對于脈沖電磁波,其功率密度的瞬時峰值不應超過表3中所列限制的1000倍。對于X波段雷達,其峰值功率密度限制為1250W/m2。
2.2現場測量
2.2.1南澳海洋站測量結果南澳海洋站X波段雷達架設在海洋站的樓頂,氣象觀測場緊鄰雷達,雷達天線高度與人體高度相仿,雷達安裝位置和其中一個測量點位置如圖1(a)。由于測試設備與雷達距離較近,為防止突發強信號對設備造成損壞,關閉了前置放大器功能,此時頻譜儀的噪底為-70dBm,將頻譜儀的檢波方式設置為RMS(方均根值)。經測試,確定將中心頻率設置為9410MHz,經過20min的測量后頻譜儀的頻譜及讀數已基本沒有變化,由圖1(b)可知其平均功率為-37.4dBm,結合表2和公式可知,其平均功率密度和峰值功率密度分別為6.166×10-4W/m2和2.88W/m2。
2.2.2遮浪海洋站測量結果該站測波雷達安裝位置距地面不小于10m,現場的一個測量點在距離雷達位置約36m,測量天線高度與正常人身高一致,約1.7~1.8m。由于測試設備與雷達距離比較遠,為保證測量信號不會淹沒在噪聲中,打開了前置放大器功能,此時頻譜儀的噪底為-95dBm,頻譜儀的檢波方式仍設置為RMS方式。經測試,確定將中心頻率設置為9380MHz,經過20min的測量后頻譜儀的頻譜及讀數已基本沒有變化,由圖2(b)可知其平均功率為-46.37dBm,結合表3和公式可知其平均功率密度和峰值功率密度分別為7.7625×10-5W/m2和0.363W/m2。
2.3長期照射安全性分析從以上兩個海洋站實際測量的結果看,在測量點處X波段測波雷達信號的平均功率密度和峰值功率密度均遠低于國家標準。這可能與大部分人的認識有所不同,造成這一現象有以下兩個原因:(1)X波段測波雷達可以設置掃描范圍。南澳站測波雷達設置了朝向海面的一側發射信號,在雷達朝向觀測場一側時雷達發射機是不工作的;在海面一側由于無遮擋,因此也沒有近距離強反射信號,所以造成測試點雷達信號很弱,幾乎測不到,測得的通道功率值大部分來自于帶內噪聲功率。(2)X波段測波雷達具有很好的方向性。X波段雷達天線的垂直波束寬度只有20°。遮浪海洋站的X波段雷達安裝在支架上,距離地面不低于10m,測試時所用的對數周期天線雖然架設高度與人體高度一致,但仍不在雷達主波束輻射范圍以內,雖然頻譜儀可監測到雷達信號,但其輻射功率很低。人員在雷達所在地點周邊活動不會受到雷達輻射危害。
3短時強輻射分析
3.1短時照射輻射限值從強電磁輻射設備旁經過或者短時間滯留,會受到短時間強輻射,超過一定限值時會直接造成傷害。對于短時間輻射情況,國際上最具權威性的標準應該是非電離輻射防護委員會(ICNIRP)頒布的“時變電場和磁場暴露限值的有關導則”[12]。該導則通過科學實驗給出了職業照射最高限值為50W/m2,公眾照射最高限值為10W/m2。特別需要注意,導則中指出在功率密度達到50W/m2時,對人的眼睛和生殖系統造成直接傷害,到100W/m2時會損傷人體皮膚。
3.2導航雷達限值距離一般導航雷達廠家會在說明書中提示X波段雷達三個關鍵功率密度限值所對應的距離,如表4所示,但多數都沒有給出功率密度的意義。“時變電場和磁場暴露限值的有關導則”對這三個距離作出了解釋。3.3短時照射的安全防護南澳和遮浪兩個海洋站的測波雷達由于輻射方向和安裝高度設置等原因,對于普通民眾不會發生近距離受到雷達照射的情況。但是海洋站員工因工作關系,如設備檢修調試等,受到雷達近距離輻射的可能性較大,應注意短時雷達照射的防護:首先在雷達工作時應避免近距離直視雷達,以防止眼睛受到傷害,同時應避免進入1m以內區域。此外,海洋站員工應加強電磁輻射有關安全知識的培訓,提高安全意識。
4總結
防止電磁輻射的方式范文6
關鍵詞:電磁兼容 移動多媒體廣播(CMMB) 電磁騷擾
中圖分類號:F626.3 文獻標識碼:A
近年來,隨著科技不斷進步,移動多媒體廣播、地面數字電視等新興媒體發展迅猛。2006年10月,廣電總局頒布了移動多媒體廣播系統的幀結構、信道編碼和調制標準,移動多媒體廣播(CMMB)開始在全國推廣。但隨著我國民眾的環境保護意識和維權意識的不斷增強,以及對通訊系統和廣播電視系統電磁輻射的危害越來越敏感,極少數超標(陽性)案例常常引發強烈的疑慮。因此,國家廣電總局一直以來對移動多媒體廣播發射臺站的電磁輻射水平進行著規范性,嚴格化的操作控制。
1移動多媒體廣播系統簡介
作為廣播影視發展規劃的重要內容和重點項目,CMMB這種新興媒體,被稱作第五媒體,與傳統電視、廣播、報紙和互聯網四種媒體相比具有獨特應用技術和傳輸性能。在移動多媒體廣播方面,移動電視是地面數字電視的重要應用,在應用需求上要求實現移動化和便攜接收的功能特點,是整個技術系統的最高要求。它具備無線數字系統所共有的優點,較之衛星接收,有實現容易、價格低廉的特點;較之有線接收,不易受城市施工建設、自然災害、戰爭等因素造成的斷網影響。移動和便攜的獨特優勢使該系統能滿足現代信息社會“信息到人”的要求,也就是無論何人何時在何地均能任意獲取他想得到的信息。
作為廣播電視體系的重要組成部分,移動多媒體廣播系統、地面數字電視廣播系統與有線數字電視廣播系統、衛星數字電視廣播系統等一起相互協同提供全面覆蓋。
CMMB可把很多的媒介終于一身,其擁有著強大的電磁兼容性,所以更要在CMMB增補覆蓋設備電磁兼容方面和電磁輻射方面進行規范的嚴格要求。
2 CMMB系統設備的電磁兼容問題
我們知道,系統或設備的電磁兼容性是指在其電磁環境中能夠正常工作且不對該中任何事物構成不能承受的電磁騷擾的能力。這個定義給出了電磁兼容性的兩個基本含義,即電磁騷擾和電磁敏感度。電磁騷擾指的是可能引起或設備性能降低或可能對生物/非生物產生不良影響的電磁現象,分為傳導騷擾和輻射騷擾;傳導騷擾是通過線纜傳播的電磁騷擾,輻射騷擾是指直接在空間傳播、不需傳輸介質的電磁騷擾;由電磁騷擾所引起的系統、設備、傳輸通道等性能的下降稱為電磁干擾。而在另一方面,電磁敏感度是指在電磁騷擾的情況下,系統或設備不能避免性能降低的能力,其具體性能表現為造成系統設備故障、劣化或非預期響應的電磁門限電平。
2.1關于設備的電磁騷擾
設備的電磁騷擾所以重要,一方面是因為與人民群眾的身體健康直接密切相關,同時直接關系到技術系統和設備的正常運行;另一方面,隨著市場全球化的推進和普及,國際標準和國家標準對電磁兼容的要求趨向一致,設備的電磁騷擾必然成為與傳輸性能、回放播出性能等同等重要的關鍵參數。換句話說,如果因為設備的電磁兼容特性不合格而造成電磁干擾,那么即使設備所具有的功能多么強大、性能多么優異都是于事無補的。
2.2 輻射騷擾限值
輻射騷擾場強限值的測量是一個相當復雜的過程,首先由信號發生器發出標準數字電視靜止和運動圖像信號及1KHZ總督信號,信號通過信號傳輸路徑接入被測數字電視接收機,采用標準測量天線(距離3米)和測試儀對輻射騷擾場強進行測量。這里的測試指的是符合EMC測試要求的測試接頻譜分析儀,除了具有準峰值檢波能力以外,還必須具備帶內功率(Band Power)測量功能。然后需要將測量天線的極化方式調整到水平方式,同時在1~4米的范圍內調整測量天線高度,以獲取最大讀數;第二,利用暗室場地的轉臺將被測設備進行水平旋轉,以獲取最大讀數,之后再次在1~4米的范圍內調整測量天線高度,以獲取最大讀數;第三:將測量天線的極化方式調整到垂直方式 ,按上述步驟(除了測量天線高度調整范圍改為2~4米以外)進行重復試驗,以獲取最大讀數;第四:按上述步驟對被測頻率范圍內各頻點的輻射騷擾場強性能進行試驗,并獲得最終測試結果。
2.3傳導騷擾限值
在進行傳導騷擾測量時,為了排除外界耦合所造成的傳導環境噪聲,試驗和測量一般均在屏蔽室內進行,并需使用人工電源網絡(AMN),將被測電路和電網上的背景噪聲隔開。試驗時應注意,被測設備需要放在水平參考接地平板上方0.8米的非導電試驗桌上,被測設備背面距垂直參考接地平析0.4米,垂直參考接地平板應搭接到水平參考接地平板。如果在人工電源網絡和電源之間加入射頻濾波器,那么必須處理好濾波器的屏蔽和接地環節,并對濾波器接入后對人工電源網絡所帶來的阻抗失配的影響進行充分考慮和適當處理,以保證人工電源網絡在被測頻率點的良好阻抗匹配。
3規范CMMB電磁兼容相關問題
很多設備(如CMMB UHF頻段直放站放大器、編碼器等)都有可能工作在生活環境中對用戶的身體和其他電子電器新產品的性能會帶來直接影響。所以需對其各個工作頻點和相關頻點的輻射騷擾性能進行嚴格的測試試驗,并在此基礎上提出具體設備的科學、合理的限值。
輻射騷擾對于測試場地的要求非常嚴格,除了必備的測量儀器設備以外,必須還在符合要求的開闊場或暗室進行,需要配備電動轉臺、電源濾波器、可升降天線塔等輔助設施進行測試;由于CMMB直放站放大器主要用于信號增強和增補覆蓋,是CMMB傳輸覆蓋系統中的重要有源設備,因此對這些設備電磁騷擾性能更要規范性,嚴格化。
進入21世紀以來,廣播電視部門作為電磁應用領域的重要部門,一方面必須防止外界各類設備的電磁干擾,確保廣播電視的良好覆蓋;另一方面,廣播電視的發射功率大,頻率范圍寬,覆蓋面積廣,容易造成電磁輻射污染。隨著CMMB廣播系統組網和相關臺站建設的不斷推進,數字電視發射設備將大量啟用,所以廣播電視系統必須認真對待電磁輻射的影響嚴格控制電磁限值,只有這樣才能在不影響覆蓋質量,有效控制電磁污染,保障人民群眾身心健康和廣播電視的社會形象以及更好的發揮CMMB100%的無縫隙覆蓋。
參考文獻
[1]逯貴禎,蔣克華。通信系統中的電磁兼容理論與技術[M].北京:北京廣播學院出版社,2000。