СПОСОБ ПРОВЕДЕНИЯ ОБЪЕКТОВЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ РАДИОЧАСТОТНОГО ДИАПАЗОНА В ПОМЕЩЕНИЯХ, ОСНАЩЕННЫХ СРЕДСТВАМИ РАДИОЭЛЕКТРОННОГО ПОДАВЛЕНИЯ БЕСПРОВОДНЫХ СИСТЕМ СВЯЗИ Российский патент 2015 года по МПК G01R29/08 

Предлагаемое изобретение относится к области измерительной техники и предназначено для практического использования при проектных и пусконаладочных работах, относящихся к планировке специальных помещений, оснащенных средствами защиты информации от утечки по техническим каналам, в зданиях и/или сооружениях.

В качестве ближайшего аналога предлагаемого изобретения может быть выбран известный из патента на изобретение RU 2476894 (АлГТУ им. И.И. Ползунова) способ контроля электромагнитной безопасности в помещении, оборудованным ПЭВМ и иными источниками электромагнитного излучения, которыми с очевидностью могут быть и средства радиоэлектронного подавления беспроводных систем связи. Известный из RU 2476894 способ предусматривает разметку исследуемого помещения с определением контрольных точек, установку средств измерений, измерение физических характеристик электромагнитного поля с определением допустимого времени пребывания в точке измерений, составление карты распределения интенсивности электромагнитного поля в исследуемом помещении, оценку электромагнитной безопасности в исследуемом помещении. Недостаток известного способа, с одной стороны, заключается в излишне сложной методике измерений и расчетов параметров в контрольных точках. С другой стороны, известный способ предназначен, в первую очередь, для оценки биологической безопасности помещения, оснащенного радиоэлектронным оборудованием, и не может быть использован для комплексной оценки информационной безопасности помещения. В свою очередь, предлагаемое изобретение представляет собой способ комплексного контроля информационной безопасности, характеризующийся точностью и информативностью результатов контроля.

Указанный выше результат достигается при использовании способа проведения объектовых исследований электромагнитного поля радиочастотного диапазона в помещениях, оснащенных средствами радиоэлектронного подавления беспроводных систем связи, предусматривающего разметку исследуемого помещения с определением контрольных точек, установку средств измерений, измерение физических характеристик электромагнитного поля. Исходя из результатов измерений, составляют карту распределения интенсивности электромагнитного поля в исследуемом помещении и выполняют оценку характеристик исследуемого помещения, а именно электромагнитной обстановки в нем.

В отличие от аналогов при осуществлении предложенного способа проведения объектовых исследований электромагнитного поля радиочастотного диапазона в помещениях, оснащенных средствами радиоэлектронного подавления беспроводных систем связи:

a₁, а₂) измеряют значения модуля вектора напряженности электрического поля (|Е_БСС|), создаваемого средствами беспроводной связи;

a₁) при наличии электромагнитного экранирования помещения (|Е_БСС0|) и/или

a₂) при отсутствии электромагнитного экранирования помещения (|E_БСС1|);

также а₃) измеряют значения модуля вектора напряженности электрического поля (|Е_РЭП|), создаваемого средствами радиоэлектронного подавления;

определяют значения коэффициентов:

b₁) подавления (К_П), где К_П=20·lg(|Е_РЭП|/|Е_БСС|) {если |Е_РЭП|, |Е_БСС| измеряют в В/м} либо К_П=|Е_РЭП|-|Е_БСС|) {если |Е_РЭП|, |Е_БСС| измеряют в дБВ/м}, и/или

b₂) ослабления электромагнитного поля Q, где Q=20·lg(|E_БСС0|/|E_БСС1) {если |Е_БСС0|, |Е_БСС1| измеряют в В/м} либо Q=|E_БСС0|-|E_БСС1|) {если |Е_БСС0|, |E_БСС1| измеряют в дБВ/м};

c) составляют упомянутую карту распределения интенсивности электромагнитного поля в исследуемом помещении, причем изолинии на данной карте соответствуют значениям измеренных характеристик электромагнитного поля |Е_БСС|, |Е_БСС0|, |E_БСС1|, |Е_РЭП|, К_П и/или Q;

d) выполняют оценку эффективности работы средств радиоэлектронного подавления в исследуемом помещении, исходя из карты распределения значений коэффициента подавления К_П;

e) выполняют оценку эффективности системы электромагнитного экранирования исследуемого помещения, исходя из карты распределения значений коэффициента ослабления электромагнитного поля Q;

f) опционально выполняют упомянутую оценку электромагнитной безопасности в исследуемом помещении, исходя из карты распределения интенсивности электромагнитного поля, создаваемого оборудованием радиоэлектронного подавления.

Упомянутые средства измерений устанавливают в узлах координатной сетки, которой размечено помещение, причем в узлах сетки могут быть установлены маркеры; также в контрольных точках измеряют значения модуля вектора напряженности электрического поля (Е_БСС, Е_БСС0, Е_БСС1, Е_РЭП) на нескольких высотах от уровня опорной поверхности (пола помещения), для последующего использования выбирают максимальное значение из полученных.

Результаты оценки электромагнитной безопасности в исследуемом помещении используют при проектировании помещения и/или выборе мест расположения радиоэлектронной аппаратуры - средств радиоэлектронного подавления.

Предложенный способ поясняется схемами.

Фиг. 1 - пример построения карты распределения интенсивности электромагнитного поля в исследуемом помещении.

Фиг. 2 - пример разметки исследуемого помещения с определением контрольных точек и установкой средств измерений.

Осуществление предложенного способа на практике может быть пояснено следующим образом.

Для оценки возможных факторов, способных повлиять на электромагнитную обстановку в помещении, проводят рекогносцировку объекта: определяют применяемые в помещении архитектурно-строительные решения; наличие и местоположение внешних по отношению к обследуемому объекту источников электромагнитного поля (антенн базовых станций беспроводных систем связи); наносят координатную сетку на план помещения (размер ячейки координатной сетки выбирается в зависимости от желаемой степени детализации электромагнитной обстановки, обычно 1÷2 м×1÷2 м), в узлах которой устанавливаются контрольные точки; определяют контрольные точки измерений интенсивности электромагнитного поля в узлах координатной сетки и состав используемых средств измерений. Также перед началом измерений целесообразна оценка микроклимата (температура, относительная влажность воздуха) в помещении (микроклимат должен соответствовать нормальным условиям применения средств измерений).

В помещении для проведения разметки координатной сетки используют мерную ленту, лазерные дальномеры и т.п. В каждой контрольной точке проводятся измерения интенсивности электромагнитного поля, на основании результатов точечных измерений строится карта распределения его интенсивности. При проведении измерений используется измерительный комплекс в составе анализатора спектра либо измерительного приемника и подключенной к нему через радиочастотный кабель измерительной антенны, предназначенной для измерений напряженности электрического поля. Для оптимизации процесса измерений рекомендуется использовать портативные анализаторы спектра с электропитанием от аккумуляторных батарей, оснащенные изотропными (ненаправленными) измерительными антеннами (см. таблицу 1). Допускается использование направленных измерительных антенн с круговой диаграммой направленности в одной из плоскостей (вертикальной или горизонтальной). Рабочий диапазон частот измерительного комплекса должен соответствовать рабочему диапазону частот подавляемых беспроводных средств связи (450-3000 МГц в подавляющем большинстве случаев) и, желательно, должен перекрываться с помощью одной измерительной антенны. Уровень собственных шумов измерительного комплекса в частотных диапазонах измерений должен быть ниже измеряемых значений напряженности электрического поля не менее чем на 10 дБ. При необходимости пространственной ориентации измерительной антенны используют диэлектрический штатив с ручным или автоматическим позиционером. Для контроля параметров микроклимата при проведении объектовых исследований рекомендуется применение портативных термогигрометров с диапазонами измерений температуры воздуха -20÷60°C и относительной влажности воздуха от 10÷90% (см. таблицу 2).

Таким образом, в каждой контрольной точке выполняют измерение модуля вектора напряженности электрического поля E в требуемых диапазонах частот. При использовании изотропной измерительной антенны измерения происходят автоматически. При использовании направленной антенны определение модуля вектора напряженности электрического поля |Е| осуществляется либо проведением измерений проекции вектора Е на три взаимно ортогональные оси (X, Y, Z) с последующим расчетом значения модуля вектора напряженности электрического поля |Е| по формулам $$E=SQR(E_x^2+E_y^2+E_z^2)$$ , где Е_х, Е_y, E_z - величина проекции модуля вектора напряженности электрического поля Е на три взаимно ортогональные оси X, Y, Z соответственно, В/м, либо $$E=10\cdot \lg ({10}_{{}^x}^E{/}^{10}+{10}_y^E{/}^{10}+{10}_z^E{/}^{10})$$ , где Е_х, Е_y, E_z - величина проекции модуля вектора напряженности электрического поля |Е| на три взаимно ортогональные оси X, Y, Z соответственно, дБВ/м. Допускается измерение модуля вектора напряженности электрического поля Е путем юстировки измерительной антенны измерительного комплекса по азимуту, углу места и по поляризации и определения максимального показания анализатора спектра или измерительного приемника. Производятся не менее трех отсчетов измеряемой величины, которые затем усредняются арифметически. В каждой контрольной точке измерения напряженности электрического поля |Е| выполняют на высотах 0.5, 1.0, 1.5 и 2.0 м от уровня опорной поверхности (пола помещения), в качестве протокольного используют максимальное измеренное значение.

В зависимости от типа исследований контролируют максимальное (при оценке электромагнитной обстановки, формируемой беспроводными средствами связи, либо оценке электромагнитной обстановки, формируемой системой радиоэлектронного подавления с использованием адаптивной помехи) или минимальное (при оценке электромагнитной обстановки, формируемой системой радиоэлектронного подавления с использованием широкополосной шумоподобной помехи) значение напряженности электрического поля Е в контролируемом диапазоне частот; интегральное значение напряженности электрического поля Е в диапазонах частот 3÷30 МГц, 3÷30 МГц, >300 МГц при санитарно-эпидемиологической оценке электромагнитной обстановки, формируемой радиоэлектронными средствами подавления. То есть измеряют значения модуля вектора напряженности электрического поля (|Е_БСС|), создаваемого средствами беспроводной связи, при наличии (|Е_БСС0|) и/или при отсутствии (|Е_БСС1|) электромагнитного экранирования помещения; а также измеряют значения модуля вектора напряженности электрического поля (|Е_РЭП|), создаваемого средствами беспроводной связи и средствами электромагнитного подавления. Полученные значения табулируются, таблицы (матрицы) результатов измерений используются для построения карты распределения электромагнитного поля в помещении.

Определяют значения коэффициентов подавления (К_П), где К_П=20·lg(|Е_РЭП|/|Е_БСС|) {если |Е_РЭП|, |Е_БСС| измеряют в В/м} либо К_П=|Е_РЭП|-|Е_БСС|) {если |Е_РЭП|, |Е_БСС| измеряют в дБВ/м}, необходимые для оценки эффективности подавления беспроводных систем связи. Полученные значения К_П также табулируются и используются для построения карты распределения значений К_П в исследуемом помещении.

Оценка эффективности подавления беспроводных систем связи по значению коэффициента подавления К_П может быть осуществлена следующим образом:

для узко- и среднеполосных сигналов аналоговых и цифровых стандартов беспроводной связи, использующих методы частотного и временного разделения каналов (FDMA, TDMA), например, принимают

К_П<10 дБ - условия неудовлетворительного подавления,

10 дБ≤К_П<20 дБ - условия удовлетворительного подавления (вероятность подавления Р≥95%),

20 дБ≤К_П<30 дБ - условия уверенного подавления (вероятность подавления Р≥99%),

К_П≥30 дБ - условия избыточного подавления,

для широкополосных сигналов цифровых стандартов связи, использующих, например, методы кодового разделения каналов (CDMA), например, принимают

К_П≥20 дБ - условия неудовлетворительного подавления,

20 дБ≤К_П<30 дБ - условия удовлетворительного подавления,

30 дБ≤К_П<40 дБ - условия уверенного подавления,

К_П≥40 дБ - условия избыточного подавления.

На основании анализа карты распределения значений К_П делают вывод о необходимости проведения работ по дальнейшем регулировании интенсивности и пространственного распределения электромагнитного поля в помещении (в обязательно порядке данные работы проводятся при избыточности подавления, которое чаще всего свидетельствует о превышении допустимых параметров электромагнитного поля) с последующей контрольной оценкой эффективности подавления беспроводных систем связи. Например, может быть отрегулирована выходная мощность радиоэлектронных средств подавления и/или изменено место их размещения в антенно-фидерном устройстве. При выявлении участков помещения с неудовлетворительным подавлением может быть предложено использование пассивных средств защиты либо выбора другого типа антенно-фидерного устройства, например замена ненаправленных антенн направленными.

Определяют значения коэффициентов ослабления электромагнитного подавления Q, где Q=20·lg(|E_БСС0|/|E_БСС1|) {если |Е_БСС0|, |E_БСС1| измеряют в В/м} либо Q=|E_БСС0|-|E_БСС1|) {если |Е_БСС0|, |E_БСС1| измеряют в дБВ/м}, необходимые для оценки эффективности электромагнитного экранирования в помещении (при наличии такого экранирования). Полученные значения Q также табулируются и используются для построения карты распределения значений Q в исследуемом помещении.

Опционально санитарно-эпидемиологическую оценку электромагнитной безопасности в исследуемом помещении выполняют, исходя из карты распределения интенсивности электромагнитного поля в исследуемом помещении и устанавливаемых нормативными документами предельно допустимых уровней (ПДУ) интенсивности электромагнитного поля, при расчетах используется среднее значение плотности потока энергии {мкВт/м²} ППЭ=3,77·|Е|², где Е - действующее значение напряженности электрического поля Е, создаваемого беспроводной системой связи при выключенных средствах радиоэлектронного подавления, В/м. Например, в диапазонах частот 3÷30 МГц - ПДУ 10 В/м (80 дБмВ/м), 30÷300 МГц - ПДУ 3 В/м (70 дБмВ/м), >300 МГц - ПДУ 10 мкВт/см² (76 дБмВ/м).

Предложенное изобретение позволяет специалистам сделать и использовать то, что считается в настоящее время лучшим, эти специалисты поймут и оценят наличие вариаций, сочетаний, эквивалентов конкретного воплощения, метода и примеров, описанных выше. Поэтому изобретение должно быть ограничено не только вышеописанными вариантами, методами и примерами, а также всеми вариантами и методами в рамках и духе, соответствующих заявленному изобретению.

Способ проведения объектовых исследований электромагнитного поля радиочастотного диапазона в помещениях, оснащенных средствами радиоэлектронного подавления беспроводных систем связи, предусматривает измерение значений модулей вектора напряженности электрического поля, создаваемого средствами беспроводной связи при наличии и отсутствии электромагнитного экранирования помещения, а также создаваемого средствами радиоэлектронного подавления. Исходя из результатов измерений определяют значения коэффициентов подавления и коэффициентов ослабления электромагнитного поля, составляют карту распределения интенсивности электромагнитного поля в исследуемом помещении, причем изолинии на данной карте соответствуют значениям измеренных характеристик электромагнитного поля и рассчитанных коэффициентов, выполняют оценку эффективности работы средств радиоэлектронного подавления в исследуемом помещении и опционально оценку электромагнитной безопасности. Техническим результатом является повышение точности комплексного контроля электромагнитного поля радиочастотного диапазона в помещениях. 4 з.п. ф-лы, 2 табл., 2 ил.

1. Способ проведения объектовых исследований электромагнитного поля радиочастотного диапазона в помещениях, оснащенных средствами радиоэлектронного подавления беспроводных систем связи, предусматривающий:
разметку исследуемого помещения с определением контрольных точек,
установку средств измерений,
измерение физических характеристик электромагнитного поля,
составление карты распределения интенсивности электромагнитного поля в исследуемом помещении,
оценку характеристик исследуемого помещения,
отличающийся тем, что:
a₁, а₂) измеряют значения модуля вектора напряженности электрического поля (|Е_БСС|), создаваемого средствами беспроводной связи,
a₁) при наличии электромагнитного экранирования помещения (|Е_БСС0|) и/или
а₂) при отсутствии электромагнитного экранирования помещения (|E_БСС1|);
а также
а₃) измеряют значения модуля вектора напряженности электрического поля (|Е_РЭП|), создаваемого средствами радиоэлектронного подавления;
определяют значения коэффициентов:
b₁) подавления (К_П), где К_П=20·lg(|Е_РЭП|/|Е_БСС|) {если |Е_РЭП|, |Е_БСС| измеряют в В/м} либо К_П=|Е_РЭП|-|Е_БСС|) {если |Е_РЭП|, |Е_БСС| измеряют в дБВ/м}, и/или
b₂) ослабления электромагнитного поля Q, где Q=20·lg(|Е_БСС0|/|Е_БСС1|) {если (|Е_БСС0|, |E_БСС1| измеряют в В/м} либо Q=|Е_БСС0|-|E_БСС1) {если |Е_БСС0|, |E_БСС1| измеряют в дБВ/м};
c) составляют упомянутую карту распределения интенсивности электромагнитного поля в исследуемом помещении, причем изолинии на данной карте соответствуют значениям измеренных характеристик электромагнитного поля |E_БСС|, |Е_БСС0|, |Е_БСС1|, |E_РЭП|, К_П и/или Q;
d) выполняют оценку эффективности работы средств радиоэлектронного подавления в исследуемом помещении, исходя из карты распределения значений коэффициента подавления К_П;
е) выполняют оценку эффективности системы электромагнитного экранирования исследуемого помещения, исходя из карты распределения значений коэффициента ослабления электромагнитного поля Q.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что выполняют оценку электромагнитной обстановки в исследуемом помещении, исходя из карты распределения интенсивности электромагнитного поля, создаваемого оборудованием радиоэлектронного подавления.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что упомянутые средства измерений устанавливают в узлах координатной сетки, которой размечено помещение, причем в узлах сетки могут быть установлены маркеры.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в контрольных точках измеряют значения модуля вектора напряженности электрического поля (|Е_БСС|, |Е_БСС0|, |Е_БСС1|, _|Е_РЭП|) на нескольких высотах от уровня опорной поверхности (пола помещения), для последующего использования выбирают максимальное значение из полученных.

5. Способ по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что результаты оценки электромагнитной безопасности в исследуемом помещении используют при проектировании помещения и/или выборе мест расположения радиоэлектронной аппаратуры - средств радиоэлектронного подавления беспроводных систем связи.