Другие статьи

Цель нашей работы - изучение аминокислотного и минерального состава травы чертополоха поникшего
2010

Слово «этика» произошло от греческого «ethos», что в переводе означает обычай, нрав. Нравы и обычаи наших предков и составляли их нравственность, общепринятые нормы поведения.
2010

Артериальная гипертензия (АГ) является важнейшей медико-социальной проблемой. У 30% взрослого населения развитых стран мира определяется повышенный уровень артериального давления (АД) и у 12-15 % - наблюдается стойкая артериальная гипертензия
2010

Целью нашего исследования явилось определение эффективности применения препарата «Гинолакт» для лечения ВД у беременных.
2010

Целью нашего исследования явилось изучение эффективности и безопасности препарата лазолван 30мг у амбулаторных больных с ХОБЛ.
2010

Деформирующий остеоартроз (ДОА) в настоящее время является наиболее распространенным дегенеративно-дистрофическим заболеванием суставов, которым страдают не менее 20% населения земного шара.
2010

Целью работы явилась оценка анальгетической эффективности препарата Кетанов (кеторолак трометамин), у хирургических больных в послеоперационном периоде и возможности уменьшения использования наркотических анальгетиков.
2010

Для более объективного подтверждения мембранно-стабилизирующего влияния карбамезапина и ламиктала нами оценивались перекисная и механическая стойкости эритроцитов у больных эпилепсией
2010

Нами было проведено клинико-нейропсихологическое обследование 250 больных с ХИСФ (работающих в фосфорном производстве Каратау-Жамбылской биогеохимической провинции)
2010


C использованием разработанных алгоритмов и моделей был произведен анализ ситуации в системе здравоохранения биогеохимической провинции. Рассчитаны интегрированные показатели здоровья
2010

Специфические особенности Каратау-Жамбылской биогеохимической провинции связаны с производством фосфорных минеральных удобрений.
2010

Исследование воздействия электромагнитного излучения на распределенные случайные антенны 

Представлены результаты исследования влияния уровней электромагнитного излучения (ЭМИ) от ТВ-центра на высотное здание учебно-лабораторного корпуса ПГУТИ, необходимые для решения задачи, связанной с экологической безопасностью по ЭМИ различных радиоэлектронных средств (РЭС), дальнейшего исследования сосредоточенных и распределенных случайных антенн (СА и РСА) методом статистического имитационного моделирования (СИМ) и проектирования систем защиты конфиденциальной информации. Измерения уровней ЭМИ проводились на всех рабочих частотах радиосредств телецентра; на 1, 2, 5 и 9 этажах тринадцатиэтажного железобетонного здания, удаленного от башни телецентра на расстояние 550 м. с помощью стандартной измерительной аппаратуры. Рассмотрен способ возбуждения СА и РСА. Эксперимент позволил определить, на каких участках многоэтажного корпуса и какой уровень напряженности поля возбуждает РСА,  а также определить действующую длину для k-го участка РСА при возбуждении РСА в целом. 

Электромагнитные излучения различной частоты могут содержать информативные сигналы от защищаемого объекта при его функционировании. Источником электромагнитного излучения в большинстве случаев являются кабельные и проводные линии каналов передачи информации. В составе технических средств, использующих электромагнитную (ЭМ) энергию в разных областях науки и техники, часто встречаются излучатели ЭМ волн (источники ЭМ полей), не соответствующие либо традиционным схемам построения антенно- фидерных устройств (АФУ), либо условиям, в которых принято определять их рабочие характеристики. Такие антенны конструктивно входят в состав выходных каскадов передатчиков и входных каскадов приемников, размещаются случайным образом в случайно-неоднородных средах или просто отсутствуют в явном виде в составе технических и радиоэлектронных средств. Множество таких типов излучателей  ЭМ  волн  и  источников  ЭМ  полей  можно  объединить     термином «случайные антенны» (СА).

Случайные антенны – класс антенно-фидерных устройств со случайными параметрами, размещенных случайным образом в случайно-неоднородных средах. Случайные антенны могут быть сосредоточенными и распределенными (РСА), классификация и примеры СА представлены в [1-4].

К числу РСА относятся кабели, провода, трубы и любые другие токопроводящие  элементы  зданий,  по  которым  содержащие конфиденциальную информацию сигналы (далее КИ-сигналы) могут распространяться  на значительные расстояния [2; 7]. Приводимые здесь результаты исследования РСА представляют интерес для решения двойной задачи: с одной стороны, это оценка экологической безопасности по фактору неионизирующего электромагнитного излучения (ЭМИ) обстановки внутри здания учебно-лабораторного корпуса ПГУТИ, размещенного в г. Самаре вблизи мощного телевизионного и радиовещательного центра (далее ТВ-центра) [5-6], с другой стороны, это проектирование и анализ эффективности систем активной (некриптографической) защиты КИ [4; 8]. 

    

  

Рисунок 1 - Расположение башни ТВ-центра и корпуса учебно- лабораторного корпуса ПГУТИ в городской среде 

Рисунок 1 иллюстрирует взаимное расположение в городской среде ТВ- центра и 13-этажного здания учебно-лабораторного корпуса ПГУТИ, в котором размещается достаточно большой комплекс устройств, соответствующих определению СА и РСА:

  • сосредоточенные многоканальные СА в виде малогабаритных радиоэлектронных (РЭС) и других технических средств (абонентские терминалы, базовые станции и концентраторы систем сотовой связи и широкополосного радиодоступа; портативные радиостанции; оконечные устройства систем связи и сигнализации; блоки ЭВМ; экранированные камеры и корпуса аппаратуры; датчики систем охраны и управления; бытовая радиоэлектронная аппаратура; офисное оборудование и т.п.);
  • многоканальные РСА в виде отдельных проводных линий связи в составе компьютерных и других сетей различного назначения;
  • разветвленные РСА в виде систем проводов электропитания и заземления аппаратуры, оборудования оповещения и сигнализации;
  • разветвленные РСА в виде систем металлических и металлопластиковых труб водоснабжения и центрального отопления;
  • разветвленные РСА в виде металлических элементов несущих конструкций стен, потолков и полов помещений и т.д.

Источником ЭМИ на рисунке 1 является башня ТВ-центра высотой 180 м с размещенными на ней РЭС, общее число которых N >> 1. Антенна n-го РЭС ЭАn, где n [1; N], расположена на башне ТВ-центра на высоте Hn, как это показано на схеме рисунка 2. Если принять, что k-ый элемент РСА с координатами Rk и hk , где k [1; K]; K >> 1 возбуждается «по эфиру» ввиду наличия прямого прохождения ЭМ волн от ЭАn до него независимо от степени экранирования  элементами конструкции здания (крыша, стены и др.), то ЭМИ, возбуждающее РСА, следует считать неравномерным (неоднородным) в рассматриваемой пространственно- частотно-временной области. Для исследования структуры ЭМИ, возбуждающего РСА, использовались анализатор спектра Rode & Schwarz FS300 в комплекте с активной измерительной антенны АИ5-0, с помощью которых на частотах от 100 кГц до 300 МГц определялись уровни напряженности электрического поля Е (В/м) и на частотах от 300 МГц до 2,2 ГГц – уровни плотности потока мощности ППЭ (мкВт/см2). Чтобы получить по возможности полную картину ЭМ обстановки в здании, анализ уровней ЭМИ проводился в разных точках на разных этажах объекта. На первом этаже были выбраны точки 11 и 13, соответствующие наиболее близкому и наиболее удаленному от ТВ-центра холлах основного здания;  на втором этаже – точка 21 в максимально приближенном к ТВ-центру крыле библиотеки; на пятом и девятом этажах – точки 51, 52, 53 и 91, 92, 93, соответствующие ближнему холлу, середине коридора между учебно- лабораторными помещениями и удаленному от ТВ-центра холлу; а также точки  14– ближайшая остановка общественного транспорта и 13 – парадный вход в здания корпуса ПГУТИ.  

Оценка безопасности обстановки по ЭМИ производилась с использованием комплексного критерия безопасности (КБ), который при учете N РЭС, работающих в диапазонах ниже 300 МГц, и M РЭС, работающих в диапазонах выше 300 МГц, согласно   [6]   с   учетом   изменений   от   19.12.2007   рассчитывался   по формуле

 

допустимых уровней ЕПДУ и ППЭПДУ берутся из таблицы 1. Результаты исследования представлены в таблице 2 и в виде гистограмм для отдельных точек – на рисунке 3.

Таблица 1 - Нормы ПДУ согласно СанПиН 2.1.8/2.2.4.1383-03

 

Таблица 2 - Экспериментально найденные значения КБ

 

Рисунок 3 - Гистограмма значений КБ для разных этажей здания

 

Рисунок 4 - Условия измерения уровня падающего поля UEпад 

Максимальный результат измерения соответствует точкам, расположенным ближе всего к ТВ-центру и на открытом пространстве. Это остановка городского транспорта (точка 14) и парадный вход здания ПГУТИ (точка 13). Однако полученные значения КБ < 1 во всех точках, поэтому можно сделать вывод о том, что с экологической точки зрения излучение ТВ-центра не оказывает недопустимо опасного воздействия на людей многоэтажном здании.

Исследование условий возбуждения РСА в целом. Возможны два режима возбуждения РСА: локальный (при подключении источника КИ-сигнала к k-му элементу РСА) и «в целом» – путем воздействия, например, сигнала ТВ-центра на всю РСА. Последний случай также представляет практический интерес, так как сигнал ТВ-центра, взаимодействуя с КИ-сигналом, способен создавать в РСА каналы побочного ЭМ излучения и наводок (ПЭМИН). При проведении экспериментальных измерений в качестве РСА была выбрана система металлических и металлопластиковых труб центрального отопления, с которой уровни сигнала ТВ-центра в двух точках здания (13 и 51) снимались при помощи кольцевого ферритового токосъемника, выступающего в роли калиброванной магнитной антенны, и анализатора спектра FS300 производства Rode & Schwarz. При калибровке магнитной антенны в качестве эталонной измерительной антенны использовалась активная антенна АИ5-0. Считалось, что путем сопоставления между собой уровней сигнала ТВ-центра на выходе токосъемника, расположенного вблизи РСА и размещенного непосредственно на ней, можно определить уровень сигнала, возбуждающего РСА, а также действующую длину участка РСА, определяющую значение данного уровня. 

Таблица 3 - Измеренные значения отношений КРСА13,51 для многоэтажного здания

 

 

результаты представлены в таблице 3 и в виде графиков на рисунке 5. Коэффициент   калибровки   ферритового   токосъемника   принимался    равным КК фер(дБ )  = E0(дБ )  - UA(дБ ) ,  где  Е0(дБ)    –  напряженность  поля  ЭМИ,    измеренное эталонной измерительной антенной АИ5-0. Используемая кольцевая ферритовая измерительная    антенна    [7]    на    более    высоких    частотах    заметно    теряет чувствительность и не обеспечивает надежную идентификацию исследуемых сигналов на уровне общего фона по ЭМИ в центре мегаполиса. 

 

Рисунок 5 - График значений коэффициентов эффективности РСА  действующую длину для k-го участка РСА lРК  при    возбужде 

аналогии с [7] следующим способом. Пусть ЭДС, возбуждающая k-ый элемент разветвленной РСА, есть ЭРК = lРК Е0, тогда соответствующее ей напряжение равняется

 

UPK  = ЭPK  KC   = lPK E0

 

1 + p2  + 2 p   cosj ,

 

 

H                  H                  H

 

где pH и φH – соответственно, модуль и фаза коэффициента отражения от нагрузки в линии, моделирующей РСА; и учтено, что возбуждение РСА и определение lРК «привязаны» к общей точке расположения k-го элемента РСА (в данном случае lm = 0, так как точки не разнесены на длину линейной РСА).

Соответствующий напряжению UРК ток в РСА равен IРК = UРК /ZB = ЭРК KC / ZB, создаваемая этим током напряженность поля в месте расположения измерительной антенны (ИА)

Е2  = IPK lPK  ZC  / l rm2 ,

где ZB и ZС – волновые сопротивления, соответственно, линии моделирующей РСА и пространства, окружающего РСА;

λ – длина волны;

rm2 – среднее (аналог эффективного значения) расстояние между РСА и ИА.

Поскольку  напряжение  на  выходе  согласованной  ИА,  для  которой  KC =1,

 

есть

 

UPK  = lA Е2.,

то, подставляя сюда выражения для IРК, получаем

 

UPK

 

2PK        A       C

 

ZC  / ZB

 

l rm2 , где UA  = lA  Е0, откуда в    итоге lPK  = (UPK  /UA ) (ZB l rm2  / KC  ZC ) .  Отсюда видно, что, помимо двух измеренных уровней напряжения: UPK и UА на выходе ИА, размещенной, соответственно, вблизи РСА (на расстоянии rm2) и на значительном удалении от нее, значение lРК зависит от детерминированных значений λ; ZС и неизвестных для разветвленной РСА случайных значений KC ; ZB , которые трудно доопределить, но в отношении которых можно использовать, например, возможности компьютерного метода статистического имитационного моделирования (СИМ) [4; 8].

В качестве примера рассмотрим частный случай: при KC = 3/2; ZC = 2 ZB /3; rm2 = λ/4 для участка РСА длиной λ при симметричном расположении ИА посередине   него.   Непосредственно   из   приведенных   соотношений    получаем

возбуждающей   участок   РСА   с   длиной   l   ≠   λ,   аналогичным   образом имеем Э(l) = Э(ll / l . При этом на эквивалентной схеме РСА генераторы с ЭДС Э(l) должны располагаться на расстоянии порядка l друг от друга.

Ограниченный объем статистического материала в таблице 3 не позволяет сделать достоверные выводы о свойствах lРК , однако обращают на себя внимание, во-первых, близкие друг другу частотные зависимости КРСА13,51; дБ на разных этажах; во-вторых, разброс их значений на близких частотах. Это говорит о том, что результаты экспериментальных измерений, аналогичные представленным в таблице 3, недостаточны сами по себе, но могут быть использованы как исходные данные при исследовании разветвленной РСА методом СИМ.

Полученные результаты представляют собой часть базы данных, формируемой в интересах проектирования типовых систем защиты КИ коммерческого назначения, они могут быть использованы как исходные данные при исследовании разветвленной РСА методом СИМ [2; 7]. Многоканальные СА и РСА являются системами, сложность моделирования которых сопоставима с трудностями, возникающими при исследовании методом СИМ производственно- экономических объектов [8]. В то же время изучение условий их возбуждения, без которого невозможно проведение дальнейших исследований, является вполне реальной задачей. 

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 

  1. Маслов О.Н. Случайные антенны // Электросвязь. №7, 2006. – С. 12-15.
  2. Алышев Ю.В., Маслов О.Н., Раков А.С., Рябушкин А.В. Исследование случайных антенн методом статистического имитационного моделирования // Успехи современной радиоэлектроники. №7, 2008. – С. 3-41.
  3. Алышев Ю.В., Маслов О.Н., Рябушкин А.В. Исследование интермодуляционных характеристик случайных антенн // Труды МТУСИ. Том М.: ИД Медиа Паблишер, 2008. – C. 68-74.
  4. Маслов О.Н. Применение метода статистического имитационного моделирования для исследования случайных антенн и проектирования систем активной защиты информации // Успехи современной радиоэлектроники. №6,– С. 42-55.
  5. Маслов О.Н. Экологический риск и электромагнитная безопасность. М.: ИРИАС, 2004. – 330 с.
  6. Гигиенические требования к размещению и эксплуатации передающих радиотехнических объектов. СанПиН 2.1.8/2.2.4.1383-03. М.: Минздрав России, 2003.
  7. Алышев Ю.В., Маслов О.Н., Рябушкин А.В. Оценка эффективности распределенных случайных антенн // Антенны. №10 (149), 2009. – С. 62-69.
  8. Маслов О.Н. О моделировании риска принятия решений в области обеспечения информационной безопасности // Защита информации. №4, 2011. – С. 16-20; №5, 2011. – С. 12-15.

Разделы знаний

Архитектура

Научные статьи по Архитектуре

Биология

Научные статьи по биологии 

Военное дело

Научные статьи по военному делу

Востоковедение

Научные статьи по востоковедению

География

Научные статьи по географии

Журналистика

Научные статьи по журналистике

Инженерное дело

Научные статьи по инженерному делу

Информатика

Научные статьи по информатике

История

Научные статьи по истории, историографии, источниковедению, международным отношениям и пр.

Культурология

Научные статьи по культурологии

Литература

Литература. Литературоведение. Анализ произведений русской, казахской и зарубежной литературы. В данном разделе вы можете найти анализ рассказов Мухтара Ауэзова, описание творческой деятельности Уильяма Шекспира, анализ взглядов исследователей детского фольклора.  

Математика

Научные статьи о математике

Медицина

Научные статьи о медицине Казахстана

Международные отношения

Научные статьи посвященные международным отношениям

Педагогика

Научные статьи по педагогике, воспитанию, образованию

Политика

Научные статьи посвященные политике

Политология

Научные статьи по дисциплине Политология опубликованные в Казахстанских научных журналах

Психология

В разделе "Психология" вы найдете публикации, статьи и доклады по научной и практической психологии, опубликованные в научных журналах и сборниках статей Казахстана. В своих работах авторы делают обзоры теорий различных психологических направлений и школ, описывают результаты исследований, приводят примеры методик и техник диагностики, а также дают свои рекомендации в различных вопросах психологии человека. Этот раздел подойдет для тех, кто интересуется последними исследованиями в области научной психологии. Здесь вы найдете материалы по психологии личности, психологии разивития, социальной и возрастной психологии и другим отраслям психологии.  

Религиоведение

Научные статьи по дисциплине Религиоведение опубликованные в Казахстанских научных журналах

Сельское хозяйство

Научные статьи по дисциплине Сельское хозяйство опубликованные в Казахстанских научных журналах

Социология

Научные статьи по дисциплине Социология опубликованные в Казахстанских научных журналах

Технические науки

Научные статьи по техническим наукам опубликованные в Казахстанских научных журналах

Физика

Научные статьи по дисциплине Физика опубликованные в Казахстанских научных журналах

Физическая культура

Научные статьи по дисциплине Физическая культура опубликованные в Казахстанских научных журналах

Филология

Научные статьи по дисциплине Филология опубликованные в Казахстанских научных журналах

Философия

Научные статьи по дисциплине Философия опубликованные в Казахстанских научных журналах

Химия

Научные статьи по дисциплине Химия опубликованные в Казахстанских научных журналах

Экология

Данный раздел посвящен экологии человека. Здесь вы найдете статьи и доклады об экологических проблемах в Казахстане, охране природы и защите окружающей среды, опубликованные в научных журналах и сборниках статей Казахстана. Авторы рассматривают такие вопросы экологии, как последствия испытаний на Чернобыльском и Семипалатинском полигонах, "зеленая экономика", экологическая безопасность продуктов питания, питьевая вода и природные ресурсы Казахстана. Раздел будет полезен тем, кто интересуется современным состоянием экологии Казахстана, а также последними разработками ученых в данном направлении науки.  

Экономика

Научные статьи по экономике, менеджменту, маркетингу, бухгалтерскому учету, аудиту, оценке недвижимости и пр.

Этнология

Научные статьи по Этнологии опубликованные в Казахстане

Юриспруденция

Раздел посвящен государству и праву, юридической науке, современным проблемам международного права, обзору действующих законов Республики Казахстан Здесь опубликованы статьи из научных журналов и сборников по следующим темам: международное право, государственное право, уголовное право, гражданское право, а также основные тенденции развития национальной правовой системы.