'n Skild plaas 'n impedansie (die effektiewe weerstand van 'n elektriese stroombaan of komponent teen wisselstroom, wat voortspruit uit die gekombineerde effekte van ohmiese weerstand en reaktansie) diskontinuïteit in die pad van 'n voortplantende uitgestraalde elektromagnetiese golf, weerkaats dit en/of absorbeer dit. Dit is konseptueel baie soortgelyk aan die manier waarop filters werk - hulle plaas 'n impedansie diskontinuïteit in die pad van 'n ongewenste geleide sein. Hoe groter die impedansieverhouding, hoe groter is die skildeffektiwiteit (SE).
Voldoende afskerming teen ongewenste toesig kan op verskeie maniere bereik word.
Die meeste moderne stelsels gebruik moderne mikrokomponente wat van nuuts af ontwerp en gebou is met die uitsluitlike doel om EMR-lekkasie te verminder. Tipiese afskerming is egter 'n kombinasie van die isolering van die kragbron saam met die omringing van die masjien, met die risiko van ongewenste monitering, met 'n Faraday-hok wat die elektromagnetiese velde blokkeer en geen verdwaalde uitstralings toelaat nie.
Ander TEMPEST afskermingsmetodes sluit in kamer- en muurisolasie, en presiese plasing van toerusting, wat verder kan verseker dat geen sensitiewe data kan ontsnap nie.
Selfs vandag bly die meerderheid van TEMPEST afskermingstandaarde geklassifiseer, maar sommige daarvan is geredelik beskikbaar vir die publiek.
Die huidige Verenigde State en die NAVO Tempest afskermingstandaarde word in drie vlakke van beskermingsvereistes gesegmenteer:
- NAVO SDIP-27 Vlak A (voorheen AMSG 720B) & VSA NSTISSAM Vlak I "Kompromitterende Emanations Laboratory Test Standard" Dit is die strengste standaard vir toestelle wat in NAVO-sone 0-omgewings werk, waar aanvaar word dat 'n aanvaller byna onmiddellike toegang het (bv. naburige kamer, 1 m afstand)
- NAVO SDIP-27 Vlak B (voorheen AMSG 788A) & VSA NSTISSAM Vlak II "Laboratoriumtoetsstandaard vir toerusting vir beskermde fasiliteite" Hierdie standaard is vir toestelle wat in NAVO-sone 1-omgewings werk, waar aanvaar word dat 'n aanvaller nie nader as ongeveer 20 m kan kom nie (of waar die boumateriaal 'n verswakking gelykstaande aan 20 m verseker).
- NAVO SDIP-27 Vlak C (voorheen AMSG 784) & VSA NSTISSAM Vlak III "Laboratoriumtoetsstandaard vir taktiese mobiele toerusting/stelsels" Die mees toelaatbare standaard wat fokus op toestelle wat in NAVO-sone 2-omgewings werk, waar aanvallers die ekwivalent van 100 m verswakking in die vrye ruimte (of ekwivalente verswakking deur boumateriaal) moet hanteer.
Bykomende standaarde sluit in:
- NAVO SDIP-29 (voorheen AMSG 719G) "Installasie van elektriese toerusting vir die verwerking van geklassifiseerde inligting" Hierdie standaard definieer installasievereistes, byvoorbeeld ten opsigte van aarding en kabelafstande.
- AMSG 799B "NAVO-soneringsprosedures" Definieer 'n verswakkingsmetingsprosedure, waarvolgens individuele kamers binne 'n veiligheidsomtrek in Sone 0, Sone 1, Sone 2 of Sone 3 geklassifiseer kan word, wat dan bepaal watter afskermingstoetsstandaard benodig word vir die toerusting wat geheime data in hierdie kamers verwerk.
Dit is belangrik om daarop te let dat afskerming van baie lae koste kan wees as dit van die begin af noukeurig ontwerp is, maar uiters duur kan wees as dit toegepas moet word nadat die toestel, stelsel of omhulsel reeds gebou is.
Die meeste metale met 'n dikte van 0,5 mm en hoër bied goeie SE vir frekwensies bo 1MHz en uitstekende SE oor 100MHz. Alle probleme met metaalskerms word gewoonlik veroorsaak deur dun beskermende materiale, frekwensies onder 1MHz en openinge of diafragma's.
Oor die algemeen is dit die beste om 'n relatiewe groot afstand tussen die kwesbare elektriese stroombane en die mure van hul skild te handhaaf. Die EMR buite die skild, en die EMR waaraan die toestel onderwerp word, sal oor die algemeen meer "verdun" word hoe groter die afgeskermde volume.
As die omhulsel, waarin die kwesbare toestel geïnstalleer is, parallelle mure het, kan staande golwe begin ophoop teen resonante frekwensies wat SE-bekommernisse kan veroorsaak. Daarom sal omhulsels met nie-parallelle of geboë mure en ander onreëlmatige inperkingseenhede help om ongewenste resonansie te voorkom.
Openinge en diafragma's
In werklikheid is 'n perfek verseëlde afskermingsomhulsel, sonder openinge, gewrigte, diafragma's of gapings, selde prakties omdat dit geen eksterne kabels, antennas of sensors kan akkommodeer nie.
Om hierdie rede is die uitsluitlike doel van enige afskermingsomhulsel om slegs die uitstoot te verminder of die immuniteit te verbeter, aangesien elke skild beperk word deur die toestel wat dit probeer beskerm.
Die "Vel-effek"
Op die gebied van elektromagnetisme is daar twee soorte velde - elektries (E) en magneties (M). Elektriese en magnetiese velde (EMF's) is onsigbare areas van energie, dikwels na verwys as straling, en kom voor met die gebruik van nie net elektriese krag nie, maar verskillende vorme van natuurlike beligting.
'n Elektromagnetiese veld is gewoonlik 'n disproporsionele amalgaam van (E) en (M) velde (wat 'n golfimpedansie E/M van 377 gee: in lug).
Elektriese velde kan maklik geblokkeer en heeltemal gestop word deur selfs dun metaalpanele, aangesien die meganisme vir elektriese veldafskerming een van ladingherverspreiding by 'n geleidende grens is, so byna enigiets met 'n hoë geleidingsvermoë (lae weerstand) sal 'n gepaste lae impedansie bied. By hoër frekwensies, as gevolg van die vinnige tempo van ladingherverspreiding, kan aansienlike verplasingsstrome voorkom, maar selfs relatief dun aluminiumfoelie of panele sal as 'n voldoende afskermingsmiddel dien.
Magnetiese velde is baie moeiliker, en soms onmoontlik, om te stop. Magnetiese afskerming blokkeer nie 'n magnetiese veld nie. Die veld kan egter herlei word.
Deur Eddy-strome (Foucault se strome) binne die skildmateriaal te genereer, kan 'n nuwe magnetiese veld geskep word wat die belemmerende veld teenstaan. Anders as elektriese velde, sal dun aluminiumpanele nie effektief wees om magnetiese velde te stop of te herlei nie.
Die dikte of diepte waarop 'n gegewe materiaal die impingerende magnetiese veld met ongeveer 9dB verminder, staan bekend as die "Vel-effek" en is ongeveer "een vel diep".
Die veleffek is waar 'n stroom geneig is om te verhoed dat dit deur die middel van 'n soliede geleier beweeg, wat hom beperk tot geleiding naby die oppervlak.
Om hierdie rede sou 'n materiaal met 'n dikte van "3 velle" 'n ongeveer 27dB laer stroom aan sy teenoorgestelde kant hê en 'n SE van ongeveer 27dB vir daardie spesifieke magnetiese veld hê.
Koper (Cu) en aluminium (Al) het meer as 5 keer die geleidingsvermoë van sagte staal, wat hulle baie goed maak om elektriese velde te blokkeer en te stop, maar het 'n relatiewe deurlaatbaarheid van 1 (dieselfde as lug). Permeabiliteit in elektromagnetisme, is die maatstaf van die weerstand van 'n materiaal teen die vorming van 'n magnetiese veld, andersins bekend as verspreide induktansie in transmissielynteorie. Tipiese sagte staal het 'n relatiewe deurlaatbaarheid van ongeveer 300 by lae frekwensies, wat tot 1 daal namate frekwensies bo 100 kHz toeneem, en die hoër deurlaatbaarheid daarvan gee dit 'n verminderde veldiepte, wat redelike diktes sagte staal beter maak as aluminium om lae frekwensies te beskerm.
'N Effektiewe afskermingsmateriaal sal 'n hoë geleidingsvermoë, hoë deurlaatbaarheid en voldoende dikte hê om die vereiste aantal veldieptes teen die laagste frekwensie van kommer te bereik.
Byvoorbeeld, 1 mm dik sagte staal en suiwer sinklegering sal in die meeste gevalle 'n voldoende afskermingsmiddel wees.
Lae frekwensie magnetiese afskerming
Spesiale materiale soos Mu-metaal, wat 'n yster-nikkel sagte ferromagnetiese legering is, en Radiometal, weer 'n yster-nikkellegering, het baie hoë relatiewe deurlaatbaarheid, dikwels in die omgewing van 10.000.
As gevolg van hul berugte broosheid, moet die installasieproses van hierdie eksotiese materiale noukeurig uitgevoer word, aangesien selfs 'n effense klop hul deurlaatbaarheid kan verwoes en dan weer in 'n waterstofatmosfeer uitgegloei of weggegooi moet word.
'N Bykomende laefrekwensie-afskermingstegniek is aktiewe geraasdemping (ANR). Hierdie metode is spesifiek nuttig om die beelde van die katodestraalbuis se visuele vertooneenhede (VDU's) te stabiliseer in omgewings wat besoedel word deur hoë vlakke van kragfrekwensie magnetiese velde.
Waveguides onder afsny
Die linker gedeelte van Fig. 8, toon dat hoe groter die diafragma hoe groter die EMR-lekkasie. Die regte deel van Fig. 8 illustreer dat respekvolle SE bereik kan word as die diafragma loodreg op die openingsmetaalmure omring word. Hierdie uiters effektiewe metode van afskerming staan bekend as "waveguide below cutoff" en kan die SE van 'n skild handhaaf, selfs met diafragma's van 5-10 cm.
Met 'n golfleier kan al sy impingerende velde deurgaan, wanneer die interne diagonaal (g) 'n halwe golflengte is. Onder sy afsnyfrekwensie lek 'n golfleier nie soos 'n gewone diafragma nie (soos getoon op Fig. 8) en kan dit baie afskerming bied. Die waardes vir voldoende SE is ongeveer 27d / g, waar d die afstand is wat die EMR-golf deur die golfleier moet beweeg voordat dit gratis is.
Pakking-afhanklike ontwerp
'N Pakking is 'n meganiese seël wat die ruimte tussen twee of meer paringsoppervlaktes vul, gewoonlik om lekkasie van of in die saamgevoegde voorwerpe te voorkom terwyl dit onder kompressie is.
Alhoewel gaskets hoogs effektief is vir rudimentêre samestellings, bring verwyderbare panele soos deure, byltjies en deksels 'n oorloop van verskeie probleme vir alle pakking-afhanklike ontwerpe omdat hulle aan 'n aantal botsende meganiese, elektriese, chemiese en in sommige gevalle selfs omgewingsvereistes moet voldoen. Vye. 9 beeld die ontwerp van 'n tipiese industriële kabinet en sy pakkinguitleg uit, met behulp van veervingers en 'n silikoonverbinding of geleidende rubber om 'n omgewingsseël sowel as 'n elektromagnetiese skild te verskaf.Ten einde gaskets doeltreffend te maak, moet meganiese voorsiening gemaak word om maklike vervaardiging te verseker. Onvoldoende toegeruste pakkies, wat slegs op groot hoeveelhede druk staatmaak om 'n stywe seël te genereer, het 'n hoë waarskynlikheid om gapings te skep waardeur EMR kan lek.Tensy 'n geleidende verf gebruik word, moet pakkingkontakareas nie geverf word nie en galvaniese korrosie ('n elektrochemiese proses waarin een metaal by voorkeur korrodeer wanneer dit in elektriese kontak met 'n ander is, in die teenwoordigheid van 'n elektroliet). Alle pakkingskenmerke, eienskappe en besonderhede moet akkuraat in die vervaardigingshandleiding geïllustreer word.
Afskerming van uitstallings
Alle uitstallings, wat vatbaar is vir 'n TEMPEST aanval, kan nie in 'n volledig verseëlde houer bestaan nie, aangesien dit verskillende diafragma's in hul omhulsels benodig, wat die afskermingsaspek baie in die gedrang bring.
Vye. 11 illustreer 'n visuele vertooneenhede (VDU), soos 'n outomatiese tellermasjien (OTM), wat 'n interne "vuil boks" -stelsel gebruik om die EMC-veldlekkasie effektief deur die diafragma te minimaliseer. Die gewrig tussen die vuil boks en die binnekant van die omhulsel moet dieselfde behandel word as enige ander gewrig in die skild.
Afskerming van ventilasie diafragma's
Soortgelyk aan afskermskerms, vereis die afskerming van ventilasieopenings die gebruik van maas, golfleiers onder afgesny, geleidende pakkings of metaal-tot-metaal-bindings.
Om 'n voldoende SE-vlak te handhaaf, moet die maasgrootte so klein as moontlik wees. Die skilddoeltreffendheid van 'n aantal klein, identiese diafragma's wat naby mekaar geleë is, is (ongeveer) eweredig aan hul getal, n, ('SE = 20logn), daarom sal twee diafragma's die SE vererger met 20 x log (2) = 6.02, vier diafragma's 20 x log (4) = 12.04, ens.
Vir 'n groter aantal klein diafragma's, tipies van 'n ventilasiemaas / sierrooster, sal die maasgrootte aansienlik kleiner wees as wat een diafragma op sy eie vir dieselfde SE moet wees. By hoër frekwensies waar die grootte van die ventilasieopening 'n kwart van die golflengte oorskry, kan selfs hierdie rudimentêre en simplistiese formule "20 x log (n)" onnodig kompleks of ondoeltreffend word.
Afskerming met geverfde of geplateerde plastiek
Plastiekomhulsel kan stylvol en visueel aantreklik wees, maar is nie 'n effektiewe afskermmiddel nie.
Alhoewel dit 'n uiters moeisame en tegnies veeleisende proses is, kan die bedekking van die binnekant van die plastiekomhulsel met geleidende materiale soos metaaldeeltjies in 'n bindmiddel (geleidende verf) of met werklike metaal (platering) moontlik bevredigende resultate lewer.
Die ontwerp van die plastiekomhulsel laat egter meestal nie toe dat die vereiste SE bereik word nie, want soos alle ander omhulsels bly die swakste punte die nate (diafragma's) tussen die plastiekonderdele, maar in hierdie geval kan dit nie met pakkies versterk word nie, dus die onvermydelike EMR-lekkasie. As die plastiekomhulsel dus afskerming benodig, is dit finansieel noodsaaklik dat oorweging geskenk word aan die bereiking van die nodige SE vanaf die begin van die aanvanklike ontwerpproses.
Verf of platering op plastiek kan nooit baie dik wees nie, dus kan die aantal veldieptes wat toegedien word, redelik klein wees. Sommige innoverende bedekkings, met behulp van nikkel en ander metale, is onlangs ontwikkel om voordeel te trek uit nikkel se redelike hoë deurlaatbaarheid om veldiepte te verminder en beter SE te behaal.
Nietemin, soos in Beeld getoon. 2 Die grootste voordeel van plastiek bo die ander metale wat vir afskerming gebruik word, is die ligte gewig daarvan.
Afskerming sonder metaal
Volume-geleidende plastiek of harse gebruik gewoonlik verspreide geleidende deeltjies of drade in 'n isolerende bindmiddel wat die meganiese sterkte bied. Soms ly dit aan die vorming van 'n "vel" van die basiese plastiek of hars, wat dit moeilik maak om goeie radiofrekwensie (RF) bindings te bereik sonder heliese insetsels (insetsel van opgerolde draad) of soortgelyke middele. Hierdie isolerende velle maak dit moeilik om te voorkom dat lang diafragma's by gewrigte geskep word, en maak dit ook moeilik om goeie bindings aan die liggame van verbindings, kliere en filters te verskaf. Probleme met die konsekwentheid van die vermenging van geleidende deeltjies en polimeer kan omhulsels in sommige gebiede swak maak, en in ander ontbreek.
Materiale gebaseer op koolstofvesels (wat self geleidend is) en selfgeleidende polimere begin beskikbaar raak, maar hulle het nie die hoë geleidingsvermoë van metaal nie en gee dus nie so goeie SE vir 'n bepaalde dikte nie.
