Диссертация (1137180), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Уникальность состоит в том, что онаобеспечиваетбеспроводныерадиочастотнойнесущей.коммуникацииВместобезэтогоиспользованияонаиспользуетмодулированные импульсы энергии длительностью менее однойнаносекунды. Помимо специфической природы мощность сигналапрактически на уровне шума, что обеспечивает защиту передаваемойинформациинецелевой—сигналысистемой,функционирующегопрактическиособенно,наустройства.невозможнонекоторомЭтотприниматьудалениифактотделаетсверхширокополосную связь, возможно, наиболее безопасной из всехбеспроводныхсистемсвязисточкизрениязащитыотнесанкционированного доступа к информации.В 2001 году NTIA продемонстрировала потенциальное влияниеопределённыхклассовсверхширокополосного(СШП)потребительского оборудования связи, излучающих радиочастотныйсигнал в соответствии с FCC Part 15, со значительным снижениемхарактеристик большинства правительственных и военных системсвязи и радиолокационного оборудования (работающих на частотахниже 3,1 ГГц).
Именно это стало одним из главных факторов,повлиявших на длительное «торможение» в лицензировании и, какследствие,появлениевмиререальнофункционирующихвоздействиясверхкороткогопотребительских СШП устройств [31].1.2.3Особенностиэлектромагнитного импульса на системы радиосвязиОсновнойособенностьювоздействиясверхкороткогоэлектромагнитного импульса является то, что сформированныйимпульсом спектр перекрывает спектр широкополосного сигнала исравним со спектром СШП сигнала. 22 ВстандартеМЭК61000-2-13рассматриваютсямощныеэлектромагнитные воздействия (HPEM – High power electomagnetic).Более определенно: к HPEM относятся электромагнитные излученияискусственного происхождения с пиковым электрическим полем снапряженностью 100 В/м в частотном диапазоне от сотен мегагерц донескольких гигагерц.
Выбор такого частотного диапазона связан стем, что достаточно интенсивные сигналы в диапазоне от 200 МГц до5 ГГц вызывают повреждения во многих системах[26, 53]. Данныйстандарт рассматривает СШП электромагнитный импульс как частьHPEM, куда входят также и другие виды воздействий в том жечастотном диапазоне, например, узкополосные излучения (HPM –High power microwave).Таким образом, согласно стандарту МЭК 61000-2-13 под СШПэлектромагнитнымимпульсомпонимаютсяимпульсныеэлектромагнитные поля искусственного неядерного происхождения спараметрами: pbw > 25 %; амплитуда электрического поля – 100 В/м иболее; частотный диапазон от сотен МГц до нескольких ГГц.1.2.4 Оценка потенциальноговлияния сверхкороткогоэлектромагнитного импульса на системы радиосвязиИсходяизспецификисверхкороткогоэлектромагнитногоимпульса, для оценки потенциального влияния необходим подход,анализирующий перекрытие областей спектра воздействующегоимпульса и спектра сигнала в точке приема.
Потенциально влияниеможет быть оказано при перекрытии большей площади спектраполезного сигнала. На рис. 1.2 условно изображены спектрсверхширокополосного, широкополосного, узкополосного сигналовсвязи и сверхкороткого электромагнитного импульса [51]Сверхкороткийширокополосностиэлектромагнитныйиотносительно импульс,постояннойввидусвоейспектральной23 плотности мощности, может оказывать различное влияние на разныесистемы связи при одних и тех же энергетических характеристиках. Сучетом сопоставления спектров можно сделать вывод о следующихстепенях влияния сверхкороткого электромагнитного импульса насредства связи, в порядке убывания:1.Сверхширокополосные средства связи.2.Широкополосные средства связи.3.Узкополосные средства связи.Рис. 1.2.
– Условные спектры сигналов: 1 - узкополосная связь, 2- широкополосная связь, 3 – сверхширокополосная связь, 4 –сверхкороткий электромагнитный импульс.Принимаявовниманиедискретныйхарактерпоследовательности сверхкоротких электромагнитных импульсов,потенциальная степень влияния на цифровые средства связи вышечем на аналоговые, при этом необходимо учитывать кроме степениспектрального перекрытия перекрытие во временном интервале. 24 Деловтом,чтопричастотеследованияимпульсовширокополосной помехи ниже, чем символьная последовательностьмодулированного сигнала, оказываемое влияние будет ниже, чем присоизмеримой или более высокой частоте следования импульсовширокополоснойпомехи.Этообусловленоинтегрированнымивозможностями большинства средств связи сохранять канал передачиинформации с возможностью повторной отправки поврежденныхпакетов информации, при прохождении минимального процентанеповрежденных пакетов.Что касается влияния на аппаратную часть рассматриваемыхсредстврадиосвязи,общеизвестнымитоздесьправиламинеобходимооценокруководствоватьсякачестваэкранирования,заземления.
Расчет уровней наводок не зависит от типа системырадиосвязи. Различие во влиянии может зависеть только от качестваэкранирования и внутренних тактовых частот систем обработкиинформации.Путем оценки степени перекрытия спектров и временныхинтервалов следования полезного и мешающего сигнала можносделать приблизительную оценку влияния.
Необходимо учитывать,что немаловажную роль может сыграть способ модуляции иобработки информации при ее передаче по каналу радиосвязи,который может исключить полную потерю связи при искажении иуничтожении части передаваемых пакетов. Следует так же отметитьвысокий потенциал устойчивости сверхширокополосных каналовсвязи к воздействию сверхкороткого электромагнитного импульса приправильно организованном способемодуляции и обработкипередаваемой информации. 25 1.3 Обзор технических средств электромагнитноговоздействия1.3.1 Средства силового воздействияСредства электромагнитного воздействия используются дляпреднамеренногоухудшенияхарактеристикрадиоэлектронныхустройств, вплоть до полного их выхода из строя, путем воздействияна элементы этих устройств электромагнитным полем. Средстваэлектромагнитного воздействия можно условно разделить на силовые(электромагнитныевоздействиябольшоймощности)иинтеллектуальные.СогласноГОСТР51317.1.5-2009электромагнитныевоздействия большой мощности (high power electromagnetics, HPEM):Общийтермин,характеризующийобластьдеятельностиилитехнологию, связанную с созданием интенсивных электромагнитныхполей или кондуктивных напряжений и токов, способных повредитьэлектронные системы или нарушить их функционирование.
В общемслучае уровни электромагнитных воздействий большой мощностипревышают уровни электромагнитных помех, действующих насистемы при обычных условиях эксплуатации (например, превышают100 В/м или 100 В). При таком воздействии основным эффектомстановятся значительные наводки в цепях устройств приводящие к ихфизическому выходу из строя, вследствие поражения элементнойбазы.
В отдельных случаях напряженности электромагнитного поляможет не хватить для поражения элементной базы, но атакуемоеустройство в период воздействия может значительно ухудшить своирабочие характеристики вплоть до блокирования работы, но послеснятия воздействующего поля полностью восстановить работу,возможно при помощи оператора [4, 5, 29, 38]. Силовые средстваэлектромагнитноговоздействияможно разделитьнасредства26 узкополосноговоздействияисредстваширокополосного(сверхширокополосного) воздействия.1.3.2 Средства силового узкополосного воздействияСредства узкополосного воздействия генерируют и излучают впространство электромагнитные колебания определенной частоты свысокой напряженностью электромагнитного поля.
Использованиеузкой полосы делает воздействие наиболее энергоэффективным.Подборчастотыэкранированиявоздействияобъектовпроисходитвоздействия,ихисходяизтопологии,оценкиразмероввнутренних проводящих линий (сигнальных, приемных трактов,питания и пр.) с целью формирования на них максимальныхнаводимых токов и напряжений. Такое воздействие приводит кпревышениюрегламентируемыхтоковинапряженийврадиоэлектронных устройствах, что может привести к сбоям,искажению передаваемой и обрабатываемой информации, а также приболее высоких напряженностях может привести к физическомувыходу из строя радиоэлектронных устройств из-за поражения ихэлементной базы [22, 28, 50, 57, 68].1.3.3 Средства силового широкополосного воздействияСредствавоздействиясверхкороткихширокополосногогенерируютодиночныеэлектромагнитных(сверхширокополосного)либоимпульсов,последовательностипорождающиевпространстве сверхширокополосные помехи со спектром от сотенМГц до единиц ГГц.
Порождение такого спектра происходит наосновесверхширокополосногопереходногопроцесса,которымявляется сверхкороткий электромагнитный импульс с длительностьюфронта порядка сотен пикосекунд [62-64]. Энергия такого излученияне сконцентрирована на одной частоте, а распределена по всемуспектру. Энергоэффективность такого излучения исходя из понятия 27 спектральной плотности энергии ниже, чем у узкополосногоизлучения, но учитывая одновременную генерацию в широкой полосеспектра можно говорить о высокой эффективности влияния за счетвозможности проникновения помехи и, следовательно, наведениянапряжения и токов, через уязвимости в фильтрах, экранировании.
Нарис. 1.3 изображена форма сверхкороткого электромагнитногоимпульса.Рис. 1.3.Типовая форма сверхкороткого электромагнитногоимпульса.От крутизны фронта (переходного процесса) зависит ширинагенерируемого спектра, чем короче длительность фронта, тем ширеспектр. Так при СКИ ЭМИ с длительностью фронта 150 пс ширинаспектра будет от единиц МГц до единиц ГГц. Следует отметить, чтокакпривоздействииузкополоснымсигналомтакипоследовательностью сверхкоротких электромагнитных импульсоввозможно формировать сигналы различной продолжительности иповторяемости. 28 В настоящее время в разных странах создано большоеколичество излучателейСКИ ЭМИ, амплитудно-временные характеристики которыхварьируются в широком диапазоне. При решении ряда задач пооценке стойкости технических средств (ТС) к их воздействиюоказалось удобным использовать типовую форму СКИ ЭМИ,показанную на рис.
1.3При узкополосном, широкополосном (сверхширокополосном)силовомвоздействии,такжеследуетотметитьхарактервозникновения сбоев в радиоэлектронной аппаратуре и аппаратуреобработкиданных.Присравнительномалыхнапряженностяхвоздействующего поля, которой не хватает для поражения элементнойбазы, но достаточной для наведения токов и напряжений в цепяхуправления и обработки информации, соизмеримых с регламентнымиуровнями устройств, могут возникать ложные срабатывания, ложныебиты при обработке информации. Для такого воздействия безпораженияаппаратнойчасти,частотувоздействующегоузкополосного электромагнитного поля следует выбирать исходя изанализа скорости обработки информации атакуемых устройств(скорости опроса состояний сопряженных блоков). При соизмеримойчастоте воздействующего поля и частоте обработки информацииатакуемого устройства вероятность сбоев увеличивается.1.3.4СредстваинтеллектуальногоэлектромагнитноговоздействияСистемы интеллектуального электромагнитного воздействияосновной своей целью ставят влияние на АФС, без упора на силовоевоздействиенааппаратныечастиэтихустройств.Средствовоздействия генерирует сигналы с несущей частотой, модуляцией,кодированием, которые аналогичны полезному сигналу.
При этом 29 сгенерированный сигнал может быть, как имитирующим полезный, нос иным содержанием, так и помехопостановочным значительноснижающим пропускную способность канала радиосвязи вплоть доего блокирования. Важной частью таких средств является устройствоперехвата и анализа полезного сигнала. Следует отметить, что такиесредства эффективны только при известных анализатору кодировках иалгоритмах модуляции, а учитывая широкое распространение насегодняшний день новейших защищенных алгоритмов кодированиясигналаимитацияопределеннойинформациибудеткрайнезатруднительна.1.3.5 Особенности построения генераторов СКИ ЭМИНиже приведены особенности построения средств генерацииСКИ ЭМИ как основного исследуемого в данной работе способавоздействия.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
