Ang isang kalasag ay naglalagay ng isang impedance (ang epektibong paglaban ng isang electric circuit o bahagi sa alternating kasalukuyang, na nagmumula sa pinagsamang mga epekto ng ohmic paglaban at reactance) discontinuity sa landas ng isang propagating radiated electromagnetic wave, sumasalamin ito at / o pagsipsip nito. Ito ay halos katulad ng paraan kung paano gumagana ang mga filter – naglalagay sila ng impedance discontinuity sa landas ng isang hindi kanais-nais na signal na ginanap. Ang mas malaki ang impedance ratio, mas malaki ang shield effectiveness (SE).
Ang sapat na shielding mula sa hindi kanais nais na pagsubaybay ay maaaring makamit sa isang bilang ng mga paraan.
Karamihan sa mga modernong sistema ay gumagamit ng state of the art na mga micro component na dinisenyo at binuo mula sa simula na ang tanging layunin ay ang pagbabawas ng pagtagas ng EMR. Gayunpaman, ang tipikal na shielding ay isang kumbinasyon ng insulating ang pinagmulan ng kapangyarihan kasama ang nakapaligid sa makina, sa panganib ng hindi kanais nais na pagsubaybay, na may isang Faraday cage na humaharang sa mga electromagnetic field at hindi nagpapahintulot sa anumang mga stray emanations.
Ang iba pang mga pamamaraan ng TEMPEST shielding ay kinabibilangan ng pagkakabukod ng silid at pader, at tumpak na paglalagay ng mga kagamitan, na maaaring higit pang matiyak na walang sensitibong data ang maaaring makatakas.
Kahit ngayon, ang karamihan ng mga pamantayan ng shielding TEMPEST ay nananatiling nauuri, ngunit ang ilan sa mga ito ay madaling makuha ng publiko.
Ang kasalukuyang Estados Unidos at NATO Tempest shielding pamantayan ay segmented sa tatlong antas ng mga kinakailangan sa proteksyon:
- NATO SDIP-27 Level A (dating AMSG 720B) & USA NSTISSAM Level I "Compromising Emanations Laboratory Test Standard" Ito ang pinakamahigpit na pamantayan para sa mga aparato na kung saan ay nagpapatakbo sa mga kapaligiran ng NATO Zone 0, kung saan ipinapalagay na ang isang attacker ay may halos agarang pag access (hal. kapitbahayan kuwarto, 1 m distansya)
- NATO SDIP-27 Level B (dating AMSG 788A) & USA NSTISSAM Level II "Laboratory Test Standard for Protected Facility Equipment" Ang pamantayang ito ay para sa mga aparato na kung saan ay nagpapatakbo sa mga kapaligiran ng NATO Zone 1, kung saan ipinapalagay na ang isang umaatake ay hindi maaaring makakuha ng mas malapit kaysa sa humigit kumulang na 20 m (o kung saan ang mga materyales sa gusali ay nagsisiguro ng isang attenuation na katumbas ng 20 m).
- NATO SDIP-27 Level C (dating AMSG 784) & USA NSTISSAM Level III "Laboratory Test Standard for Tactical Mobile Equipment/Systems" Ang pinaka mapagpapahintulot na pamantayan na nakatuon sa mga aparato na kung saan ay nagpapatakbo sa NATO Zone 2 kapaligiran, kung saan attackers ay may upang harapin ang katumbas ng 100 m ng libreng espasyo attenuation (o katumbas na attenuation sa pamamagitan ng mga materyales sa gusali).
Kabilang sa mga karagdagang pamantayan ang:
- NATO SDIP-29 (dating AMSG 719G) "Pag-install ng mga de koryenteng kagamitan para sa pagproseso ng mga classified impormasyon" Ang pamantayang ito ay tumutukoy sa mga kinakailangan sa pag install, halimbawa sa paggalang sa mga distansya ng grounding at cable.
- AMSG 799B "NATO Zoning Procedures" Tinutukoy ang isang pamamaraan ng pagsukat ng attenuation, ayon sa kung saan ang mga indibidwal na silid sa loob ng isang perimeter ng seguridad ay maaaring uriin sa Zone 0, Zone 1, Zone 2, o Zone 3, na pagkatapos ay tumutukoy kung ano ang pamantayan ng shielding test ay kinakailangan para sa mga kagamitan na nagpoproseso ng lihim na data sa mga kuwartong ito.
Mahalagang tandaan na ang shielding ay maaaring maging napakababang gastos kung ito ay dinisenyo nang maingat mula sa simula, ngunit maaaring maging lubhang mahal kung ito ay kailangang ilapat pagkatapos ng aparato, system o enclosure ay naitayo na.
Karamihan sa mga metal na may kapal ng 0.5 mm at sa itaas, ay nagbibigay ng magandang SE para sa mga frequency na higit sa 1MHz at mahusay na SE sa paglipas ng 100MHz. Ang lahat ng mga problema sa metal shields ay karaniwang sanhi ng manipis na proteksiyon materyales, frequency sa ibaba 1MHz, at openings o apertures.
Sa pangkalahatan, pinakamainam na mapanatili ang isang medyo malaking distansya sa pagitan ng mga mahihinang electrical circuit at ang mga pader ng kanilang kalasag. Ang EMR sa labas ng kalasag, at ang EMR na kung saan ang aparato ay sumasailalim, ay karaniwang magiging mas "diluted" ang mas malaki ang shielded volume.
Kung ang enclosure, kung saan naka install ang mahina na aparato, ay may mga parallel na pader, ang mga nakatayo na alon ay maaaring magsimulang mag ipon sa mga frequency ng resonant na maaaring maging sanhi ng mga alalahanin sa SE. Samakatuwid, ang mga enclosure na may hindi parallel o may mga hubog na pader at iba pang mga yunit ng pagpipigil na may hugis na irregular, ay makakatulong sa pagpigil sa hindi kanais nais na resonance.
Mga Pagbubukas at Apertures
Sa katotohanan, ang isang perpektong selyadong shielding enclosure, na walang mga pagbubukas, kasukasuan, apertures o gaps, ay bihirang praktikal dahil hindi ito magagawang upang mapaunlakan ang anumang mga panlabas na cable, antennae, o sensor.
Para sa kadahilanang ito, ang tanging layunin ng anumang shielding enclosure ay upang mabawasan lamang ang mga emissions o mapabuti ang kaligtasan sa sakit, dahil ang bawat kalasag ay limitado sa pamamagitan ng aparato na sinusubukan nitong protektahan.
Ang "Skin Effect"
Sa domain ng electromagnetism, may dalawang uri ng mga patlang – electric (E) at magnetic (M). Ang mga electric at magnetic field (EMF) ay mga invisible na lugar ng enerhiya, na madalas na tinutukoy bilang radiation, at nangyayari sa paggamit ng hindi lamang electrical power kundi iba't ibang anyo ng natural na pag iilaw.
Ang isang Electromagnetic field ay isang karaniwang isang disproportionate amalgam ng (E) at (M) na mga patlang (na nagbibigay ng isang wave impedance E / M ng 377: sa hangin).
Ang mga electric field ay maaaring madaling maharang at ganap na tumigil sa pamamagitan ng kahit na manipis na mga panel ng metal, dahil ang mekanismo para sa electric field shielding ay isa sa muling pamamahagi ng singil sa isang kondaktibong hangganan, kaya halos anumang bagay na may isang mataas na kondaktibiti (mababang paglaban) ay magtatanghal ng isang angkop na mababang impedance. Sa mas mataas na mga frequency, dahil sa mabilis na rate ng muling pamamahagi ng singil, malaki ang mga daloy ng paglilipat ay maaaring mangyari, ngunit kahit na medyo manipis na aluminium foil o panel ay magsisilbing isang sapat na ahente ng shielding.
Ang mga magnetic field ay mas mahirap, at kung minsan imposible, upang ihinto. Ang magnetic shielding ay hindi humaharang sa isang magnetic field. Gayunpaman, ang patlang ay maaaring mai redirect.
Sa pamamagitan ng pagbuo ng mga agos ng Eddy (mga agos ni Foucault) sa loob ng materyal na kalasag, maaaring lumikha ng isang bagong magnetic field na sumasalungat sa impinging field. Hindi tulad ng mga electric field, ang mga manipis na aluminyo panel ay hindi magiging epektibo sa paghinto o pag redirect ng magnetic field.
Ang kapal o lalim kung saan ang isang naibigay na materyal ay binabawasan ang impinging magnetic field sa pamamagitan ng humigit kumulang 9dB ay kilala bilang ang "Skin effect" at humigit kumulang "isang balat malalim".
Ang epekto ng balat ay kung saan ang isang kasalukuyang ay may posibilidad na maiwasan ang paglalakbay sa gitna ng isang solidong konduktor, na nililimitahan ang sarili sa kondaksyon malapit sa ibabaw.
Para sa kadahilanang ito, ang isang materyal na kung saan ay may kapal ng "3 skins" ay magkakaroon ng isang humigit kumulang 27dB mas mababang kasalukuyang sa kanyang kabaligtaran side at magkakaroon ng isang SE ng humigit kumulang 27dB para sa partikular na magnetic field.
Copper (Cu) at aluminium (Al) ay may higit sa 5 beses ang kondaktibiti ng banayad na bakal, na ginagawang napakahusay sa pagharang at paghinto ng mga electric field, ngunit may isang kamag anak na pagkamatagusin ng 1 (pareho sa hangin). Ang pagkamatagusin sa electromagnetism, ay ang sukatan ng paglaban ng isang materyal laban sa pagbuo ng isang magnetic field, kung hindi man kilala bilang ipinamamahagi inductance sa transmission line theory. Karaniwang banayad na bakal ay may isang kamag anak na pagkamatagusin ng paligid ng 300 sa mababang frequency, bumabagsak sa 1 bilang mga frequency na pagtaas sa itaas 100 kHz, at ang mas mataas na pagkamatagusin nito ay nagbibigay ito ng isang nabawasan na lalim ng balat, na ginagawang makatwirang thicknesses ng banayad na bakal mas mahusay kaysa sa aluminium para sa shielding mababang frequency.
Ang isang epektibong materyal na shielding ay magkakaroon ng mataas na kondaktibiti, mataas na pagkamatagusin at sapat na kapal upang makamit ang kinakailangang bilang ng mga lalim ng balat sa pinakamababang dalas ng pag aalala.
Halimbawa, 1 mm makapal na banayad na bakal at purong sink haluang metal ay magiging isang sapat na shielding agent para sa karamihan ng mga kaso.
Mababang dalas ng magnetic shielding
Ang mga espesyal na materyales tulad ng Mu-metal, na isang bakal-nikel na malambot na ferromagnetic alloy, at Radiometal, muli ay isang bakal-nickel haluang metal, ay may napakataas na relatibong pagkamatagusin, kadalasan sa rehiyon ng 10,000.
Dahil sa kanilang mga kilalang pagkamahina, ang proseso ng pag-install ng mga kakaibang materyales na ito ay kailangang maingat na isagawa dahil kahit bahagyang katok ay maaaring sirain ang kanilang pagkamatagusin at pagkatapos ay kailangan nilang muling i-anneal sa isang hydrogen atmosphere o itapon.
Ang isang karagdagang mababang dalas na pamamaraan ng shielding ay aktibong pagkansela ng ingay (ANR). Ang pamamaraang ito ay partikular na kapaki pakinabang para sa pagpapatatag ng mga imahe ng mga visual na yunit ng display ng cathode ray tube (VDUs) sa mga kapaligiran na marumi ng mataas na antas ng mga magnetic field na dalas ng kapangyarihan.
Mga waveguide sa ibaba ng cutoff
Ang kaliwang bahagi ng Fig. 8, ay nagpapakita na ang mas malaki ang aperture mas malaki ang EMR leakage. Gayunpaman, ang tamang bahagi ng Fig. 8 ay naglalarawan na ang kagalang galang na SE ay maaaring makamit kung ang aperture ay napapalibutan ng patayo sa mga pader ng pagbubukas ng metal. Ito lubhang epektibong paraan ng shielding ay kilala bilang "waveguide ibaba cutoff" at maaaring mapanatili ang SE ng isang kalasag kahit na may 5-10 cm apertures.
Pinapayagan ng isang waveguide ang lahat ng mga patlang ng impinging nito na dumaan, kapag ang panloob na dayagonal (g) nito ay kalahating haba ng alon. Sa ibaba ng dalas ng cutoff nito, ang isang waveguide ay hindi tumagas tulad ng isang ordinaryong aperture (tulad ng ipinapakita sa Fig. 8) at maaaring magbigay ng isang mahusay na pakikitungo ng shielding. Ang mga halaga para sa sapat na SE ay humigit kumulang 27d / g kung saan ang d ay ang distansya ng alon ng EMR ay kailangang maglakbay sa pamamagitan ng waveguide bago ito libre.
Disenyo na nakasalalay sa gasket
Ang gasket ay isang mekanikal na selyo na pumupuno sa puwang sa pagitan ng dalawa o higit pang mga mating na ibabaw, sa pangkalahatan upang maiwasan ang pagtagas mula sa o sa mga pinagsama samang bagay habang nasa ilalim ng compression.
Kahit na ang mga gasket ay lubos na epektibo para sa mga rudimentary assembly, ang mga naaalis na panel tulad ng mga pinto, hatchet at takip ay nagdudulot ng isang pagdagsa ng iba't ibang mga problema para sa lahat ng mga disenyo na nakasalalay sa gasket dahil dapat nilang matugunan ang isang bilang ng mga magkasalungat na mekanikal, de koryenteng, kemikal, at sa ilang mga kaso kahit na mga kinakailangan sa kapaligiran. Larawan 9 ay nagpapakita ng disenyo ng isang tipikal na pang industriya cabinet at ang layout ng gasket nito, gamit ang mga daliri ng tagsibol at isang silicone compound o kondaktibong goma upang magbigay ng isang seal sa kapaligiran pati na rin ang isang electromagnetic shield.Upang maging epektibo ang mga gasket, kailangang gumawa ng mga mekanikal na probisyon upang magarantiya ang madaling pagbubuo ng pagmamanupaktura. Ang mga hindi sapat na nababagay na gaskets, na umaasa lamang sa malaking halaga ng presyon upang makabuo ng isang masikip na seal, ay may mataas na posibilidad na lumikha ng mga puwang kung saan ang EMR ay maaaring tumagas.Maliban kung gumagamit ng isang kondaktibo pintura, gasket contact lugar ay hindi dapat ipininta at galvanic kaagnasan (isang electrochemical proseso kung saan ang isang metal corrodes preferentially kapag ito ay sa electrical contact sa isa pang, sa presensya ng isang electrolyte). Ang lahat ng mga tampok ng gasket, mga katangian at mga detalye ay dapat na tumpak na nakalarawan sa loob ng manwal ng pagmamanupaktura.
Shielding ng mga display
Ang lahat ng mga display, na madaling kapitan ng isang TEMPEST atake, ay hindi maaaring umiiral sa isang ganap na selyadong lalagyan bilang nangangailangan sila ng iba't ibang mga apertures sa kanilang mga enclosures, samakatuwid ay lubos na nakompromiso ang aspeto ng shielding.
Larawan Ang 11 ay naglalarawan ng isang visual display units (VDU), tulad ng isang automated teller machine (ATM), na gumagamit ng isang panloob na "dirty box" system upang epektibong minimalize ang pagtagas ng EMC field sa pamamagitan ng aperture. Ang kasukasuan sa pagitan ng maruming kahon at ang loob ng pader ng enclosure ay dapat tratuhin nang pareho tulad ng anumang iba pang kasukasuan sa kalasag.
Shielding bentilasyon apertures
Katulad ng mga shielding display, ang shielding ventilation apertures ay nangangailangan ng paggamit ng mga meshes, waveguides sa ibaba cut off, kondaktibo gaskets o metal sa metal bonds.
Upang mapanatili ang isang sapat na antas ng SE, ang laki ng mesh ay dapat na maliit hangga't maaari. Ang kalasag pagiging epektibo ng isang bilang ng mga maliit, magkaparehong apertures na matatagpuan malapit sa bawat isa ay (humigit kumulang) proporsyonal sa kanilang bilang, n, ('SE = 20logn), samakatuwid, dalawang apertures ay gumawa ng SE mas masahol pa sa pamamagitan ng 20 x log (2) = 6.02, apat na apertures 20 x log (4) = 12.04, atbp.
Para sa isang mas malaking bilang ng mga maliliit na apertures, tipikal ng isang bentilasyon mesh / grille, ang laki ng mesh ay magiging lubhang mas maliit kaysa sa isang aperture sa sarili nito ay kailangang maging para sa parehong SE. Sa mas mataas na mga frequency kung saan ang laki ng bentilasyon aperture ay lumampas sa isang kapat ng haba ng alon, kahit na ang rudimentary at simplistic na "20 x log (n)" formula ay maaaring maging hindi kinakailangang kumplikado o hindi mahusay.
Shielding gamit ang pininturahan o plated plastics
Ang plastics enclosure ay maaaring naka istilong at biswal na kaakit akit ngunit hindi isang epektibong ahente ng shielding.
Kahit na ito ay isang lubhang mapagpagal at teknikal na hinihingi na proseso, patong ang loob ng plastic enclosure na may kondaktibo materyales tulad ng mga particle ng metal sa isang binder (kondaktibo pintura), o may aktwal na metal (plating) ay maaaring potensyal na magbigay ng kasiya siya resulta.
Gayunpaman, kadalasan ang disenyo ng plastic enclosure ay hindi nagpapahintulot sa kinakailangang SE na makamit dahil, tulad ng lahat ng iba pang mga enclosure, ang pinakamahina na mga punto ay nananatili ang mga seams (apertures) sa pagitan ng mga bahagi ng plastic, ngunit sa kasong ito, hindi sila maaaring mapalakas ng mga gasket, kaya ang hindi maiiwasan na pagtagas ng EMR. Samakatuwid, kung ang plastic enclosure ay nangangailangan ng shielding, mahalaga sa pananalapi na pagsasaalang alang ay ibinigay sa pagkamit ng kinakailangang SE mula sa simula ng paunang proseso ng disenyo.
Ang pintura o pag-plating sa plastic ay hindi kailanman maaaring maging napakakapal, kaya ang bilang ng mga lalim ng balat na inilapat ay maaaring medyo maliit. Ang ilang mga makabagong coatings, gamit ang nikel at iba pang mga metal, ay kamakailan lamang na binuo upang samantalahin ang makatuwirang mataas na pagkamatagusin ni Nikel upang mabawasan ang lalim ng balat at makamit ang mas mahusay na SE.
Gayunpaman, tulad ng ipinapakita sa Imahe. 2 Ang pinakamalaking bentahe ng plastik sa iba pang mga metal na ginagamit para sa shielding, ay ang magaan na timbang nito.
Shielding na walang metal
Ang mga plastik o dagta na konduktibo ng lakas ng tunog ay karaniwang gumagamit ng ipinamamahagi na mga kondaktibong particle o thread sa isang insulating binder na nagbibigay ng lakas ng makina. Minsan ang mga ito ay nagdurusa mula sa pagbuo ng isang "balat" ng pangunahing plastik o dagta, na ginagawang mahirap na makamit ang mahusay na mga bono ng radio frequency (RF) na walang mga helical insert (insert na gawa sa coiled wire) o katulad na paraan. Ang mga insulating skin na ito ay ginagawang mahirap upang maiwasan ang mahabang apertures na nilikha sa mga joints, at ginagawang mahirap din na magbigay ng magandang bono sa mga katawan ng mga konektor, glandula, at mga filter. Ang mga problema sa pagkakapare pareho ng paghahalo ng mga kondaktibong particle at polimer ay maaaring gumawa ng mga enclosure na mahina sa ilang mga lugar, at kulang sa shielding sa iba.
Materyales batay sa carbon fibers (na kung saan ay ang kanilang mga sarili kondaktibo) at self kondaktibo polymers ay nagsisimula na maging magagamit, ngunit hindi sila magkaroon ng mataas na kondaktibiti ng metal at sa gayon ay hindi magbigay bilang magandang SE para sa isang partikular na kapal.
