Bir kalkan, yayılan bir elektromanyetik dalganın yoluna, onu yansıtan ve / veya emen bir empedans (ohmik direnç ve reaktansın birleşik etkilerinden kaynaklanan alternatif akıma karşı bir elektrik devresinin veya bileşeninin etkili direnci) süreksizliği koyar. Bu, kavramsal olarak filtrelerin çalışma şekline çok benzer – istenmeyen bir iletken sinyalin yoluna empedans süreksizliği koyarlar. Empedans oranı ne kadar yüksek olursa, kalkan etkinliği (SE) de o kadar yüksek olur.
İstenmeyen gözetime karşı yeterli koruma çeşitli şekillerde sağlanabilir.
Çoğu modern sistem, yalnızca EMR sızıntısını azaltmak amacıyla sıfırdan tasarlanmış ve inşa edilmiş son teknoloji mikro bileşenleri kullanır. Bununla birlikte, tipik ekranlama, elektromanyetik alanları bloke eden ve herhangi bir başıboş yayılıma izin vermeyen bir Faraday kafesi ile makineyi çevreleyen, istenmeyen izleme riski altında, güç kaynağını yalıtmanın bir kombinasyonudur.
Diğer TEMPEST koruma yöntemleri arasında oda ve duvar yalıtımı ve ekipmanın hassas bir şekilde yerleştirilmesi yer alır ve bu da hiçbir hassas verinin kaçamamasını sağlar.
Bugün bile, TEMPEST koruma standartlarının çoğunluğu gizli kalmaktadır, ancak bazıları halka açıktır.
Mevcut ABD ve NATO Tempest koruma standartları üç koruma gereksinimi düzeyine ayrılmıştır:
- NATO SDIP-27 Seviye A (eski adıyla AMSG 720B) VE ABD NSTISSAM Seviye I "Uzlaşmacı Yayılımlar Laboratuvar Test Standardı" Bu, bir saldırganın neredeyse anında erişime sahip olduğu varsayılan NATO Bölge 0 ortamlarında çalışan cihazlar için en katı standarttır (örneğin, komşu oda, 1 m mesafe)
- NATO SDIP-27 Seviye B (eski adıyla AMSG 788A) &; ABD NSTISSAM Seviye II "Korunan Tesis Ekipmanları için Laboratuvar Test Standardı" Bu standart, bir saldırganın yaklaşık 20 m'den daha fazla yaklaşamayacağının varsayıldığı (veya yapı malzemelerinin 20 m'ye eşdeğer bir zayıflama sağladığı) NATO Bölge 1 ortamlarında çalışan cihazlar içindir.
- NATO SDIP-27 Seviye C (eski adıyla AMSG 784) &; ABD NSTISSAM Seviye III "Taktik Mobil Ekipman/Sistemler için Laboratuvar Test Standardı" Saldırganların 100 m boş alan zayıflamasına (veya yapı malzemeleri yoluyla eşdeğer zayıflamaya) eşdeğer bir zayıflama ile uğraşmak zorunda kaldığı NATO Bölge 2 ortamlarında çalışan cihazlara odaklanan en izin verilen standarttır.
Ek standartlar şunları içerir:
- NATO SDIP-29 (eski adıyla AMSG 719G) "Sınıflandırılmış Bilgilerin İşlenmesi için Elektrikli Ekipmanların Kurulumu" Bu standart, örneğin topraklama ve kablo mesafeleri ile ilgili kurulum gereksinimlerini tanımlar.
- AMSG 799B "NATO İmar Prosedürleri" Bir güvenlik çevresi içindeki bireysel odaların Bölge 0, Bölge 1, Bölge 2 veya Bölge 3 olarak sınıflandırılabileceğine göre bir zayıflama ölçüm prosedürü tanımlar ve daha sonra bu odalardaki gizli verileri işleyen ekipman için hangi koruyucu test standardının gerekli olduğunu belirler.
Ekranlamanın, başlangıçtan itibaren dikkatli bir şekilde tasarlanmışsa çok düşük maliyetli olabileceğini, ancak cihaz, sistem veya muhafaza zaten inşa edildikten sonra uygulanması gerekiyorsa son derece pahalı olabileceğini belirtmek önemlidir.
0,5 mm ve üzeri kalınlığa sahip çoğu metal, 1MHz'in üzerindeki frekanslar için iyi SE ve 100MHz'in üzerinde mükemmel SE sağlar. Metal kalkanlarla ilgili tüm sorunlar genellikle ince koruyucu malzemelerden, 1MHz'in altındaki frekanslardan ve açıklıklardan veya açıklıklardan kaynaklanır.
Genel olarak, savunmasız elektrik devreleri ile kalkanlarının duvarları arasında nispeten büyük bir mesafe bırakmak en iyisidir. Kalkanın dışındaki EMR ve cihazın maruz kaldığı EMR, genellikle korumalı hacim büyüdükçe daha fazla "seyreltilir".
Savunmasız cihazın monte edildiği muhafazanın paralel duvarları varsa, durağan dalgalar SE endişelerine neden olabilecek rezonans frekanslarında birikmeye başlayabilir. Bu nedenle, paralel olmayan veya kavisli duvarlara ve diğer düzensiz şekilli muhafaza ünitelerine sahip muhafazalar, istenmeyen rezonansın önlenmesine yardımcı olacaktır.
Açıklıklar ve Açıklıklar
Gerçekte, açıklıkları, bağlantıları, açıklıkları veya boşlukları olmayan, mükemmel şekilde kapatılmış bir koruma muhafazası nadiren pratiktir, çünkü herhangi bir harici kabloyu, anteni veya sensörü barındıramaz.
Bu nedenle, herhangi bir koruyucu muhafazanın tek amacı, yalnızca emisyonları azaltmak veya bağışıklığı iyileştirmektir, çünkü her kalkan korumaya çalıştığı cihazla sınırlıdır.
"Cilt Etkisi"
Elektromanyetizma alanında, iki tür alan vardır – elektrik (E) ve manyetik (M). Elektrik ve manyetik alanlar (EMF'ler), genellikle radyasyon olarak adlandırılan görünmez enerji alanlarıdır ve sadece elektrik enerjisinin değil, çeşitli doğal aydınlatma biçimlerinin kullanılmasıyla ortaya çıkar.
Bir Elektromanyetik alan genellikle (E) ve (M) alanlarının orantısız bir amalgamıdır (havada 377 dalga empedansı E / M verir).
Elektrik alanları, ince metal paneller tarafından bile kolayca bloke edilebilir ve tamamen durdurulabilir, çünkü elektrik alan koruma mekanizması iletken bir sınırda yükün yeniden dağıtılmasından biridir, bu nedenle yüksek iletkenliğe (düşük direnç) sahip hemen hemen her şey uygun şekilde düşük bir empedans sunacaktır. Daha yüksek frekanslarda, hızlı yük yeniden dağılım oranı nedeniyle, önemli yer değiştirme akımları meydana gelebilir, ancak nispeten ince alüminyum folyo veya paneller bile yeterli bir koruyucu madde olarak işlev görür.
Manyetik alanların durdurulması çok daha zordur ve bazen imkansızdır. Manyetik kalkan manyetik alanı engellemez. Ancak alan yeniden yönlendirilebilir.
Kalkan malzemesinin içinde Girdap akımları (Foucault'nun akımları) üreterek, çarpma alanına karşı çıkan yeni bir manyetik alan oluşturulabilir. Elektrik alanlarının aksine, ince alüminyum paneller manyetik alanları durdurmada veya yönlendirmede etkili olmayacaktır.
Belirli bir malzemenin çarpma manyetik alanını yaklaşık 9dB azalttığı kalınlık veya derinlik "Cilt etkisi" olarak bilinir ve kabaca "bir cilt derinliğinde" dir.
Cilt etkisi, bir akımın katı bir iletkenin merkezinden geçmekten kaçınma eğiliminde olduğu ve kendisini yüzeye yakın iletimle sınırladığı yerdir.
Bu nedenle, "3 deri" kalınlığına sahip bir malzeme, karşı tarafında yaklaşık 27dB daha düşük akıma sahip olacak ve bu belirli manyetik alan için yaklaşık 27dB'lik bir SE'ye sahip olacaktır.
Bakır (Cu) ve alüminyum (Al), yumuşak çeliğin 5 katından fazla iletkenliğe sahiptir, bu da onları elektrik alanlarını bloke etmede ve durdurmada çok iyi kılar, ancak 1'lik bir göreceli geçirgenliğe sahiptir (hava ile aynı). Elektromanyetizmada geçirgenlik, bir malzemenin manyetik alan oluşumuna karşı direncinin ölçüsüdür, aksi takdirde iletim hattı teorisinde dağıtılmış endüktans olarak bilinir. Tipik yumuşak çelik, düşük frekanslarda yaklaşık 300 civarında göreceli geçirgenliğe sahiptir, frekanslar 100 kHz'in üzerine çıktıkça 1'e düşer ve daha yüksek geçirgenliği, düşük frekansları korumak için makul kalınlıktaki yumuşak çeliği alüminyumdan daha iyi hale getirerek, azaltılmış bir cilt derinliği sağlar.
Etkili bir koruyucu malzeme, en düşük endişe frekansında gerekli cilt derinliği sayısına ulaşmak için yüksek iletkenliğe, yüksek geçirgenliğe ve yeterli kalınlığa sahip olacaktır.
Örneğin, 1 mm kalınlığında yumuşak çelik ve saf çinko alaşımı çoğu durumda yeterli bir koruyucu madde olacaktır.
Düşük frekanslı manyetik kalkan
Bir demir-nikel yumuşak ferromanyetik alaşımı olan Mu-metal ve yine bir demir-nikel alaşımı olan Radiometal gibi özel malzemeler, genellikle 10.000 bölgesinde çok yüksek nispi geçirgenliğe sahiptir.
Kötü şöhretli kırılganlıkları nedeniyle, bu egzotik malzemelerin kurulum süreci dikkatli bir şekilde gerçekleştirilmelidir, çünkü hafif bir vuruş bile geçirgenliklerini mahvedebilir ve daha sonra hidrojen atmosferinde yeniden tavlanmaları veya atılmaları gerekir.
Ek bir düşük frekanslı ekranlama tekniği aktif gürültü önlemedir (ANR). Bu yöntem, yüksek düzeyde güç-frekans manyetik alanları tarafından kirletilen ortamlarda katot ışın tüpünün görsel görüntüleme birimlerinin (VDU'lar) görüntülerini stabilize etmek için özellikle yararlıdır.
Kesimin altındaki dalga kılavuzları
Şekil'in sol kısmı. 8, diyafram açıklığı ne kadar büyük olursa EMR sızıntısının o kadar büyük olduğunu gösterir. Ancak, Fig'in sağ kısmı. 8, diyafram açıklığının açılan metal duvarlara dik olarak çevrelenmesi durumunda saygın SE'nin elde edilebileceğini göstermektedir. Bu son derece etkili ekranlama yöntemi "kesmenin altındaki dalga kılavuzu" olarak bilinir ve 5-10 cm açıklıklarda bile bir kalkanın SE'sini koruyabilir.
Bir dalga kılavuzu, iç köşegeni (g) yarım dalga boyu olduğunda, tüm çarpma alanlarının geçmesine izin verir. Kesme frekansının altında, bir dalga kılavuzu sıradan bir diyafram açıklığı gibi sızmaz (Şekil 8'de gösterildiği gibi) ve çok fazla koruma sağlayabilir. Yeterli SE değerleri yaklaşık 27d / g'dir, burada d, EMR dalgasının serbest kalmadan önce dalga kılavuzundan geçmesi gereken mesafedir.
Contaya bağlı tasarım
Bir conta, genellikle sıkıştırma altındayken birleştirilmiş nesnelerden veya bunlara sızmayı önlemek için iki veya daha fazla çiftleşme yüzeyi arasındaki boşluğu dolduran mekanik bir contadır.
Contalar ilkel montajlar için oldukça etkili olsa da, kapılar, baltalar ve kapaklar gibi çıkarılabilir paneller, contaya bağımlı tüm tasarımlar için çeşitli sorunların taşmasına neden olur, çünkü bir dizi çelişkili mekanik, elektriksel, kimyasal ve hatta bazı durumlarda çevresel gereksinimleri karşılamaları gerekir. Incir. 9, tipik bir endüstriyel kabinin tasarımını ve conta düzenini, çevresel bir sızdırmazlık ve elektromanyetik kalkan sağlamak için yaylı parmaklar ve bir silikon bileşiği veya iletken kauçuk kullanarak tasvir eder.Contaların etkili olması için, montajı kolay üretimi garanti etmek için mekanik hükümler yapılmalıdır. Sıkı bir sızdırmazlık oluşturmak için yalnızca büyük miktarda basınca dayanan yetersiz takılmış contaların, EMR'nin sızabileceği boşluklar oluşturma olasılığı yüksektir.İletken bir boya kullanılmadığı sürece, conta temas alanları boyanmamalı ve galvanik korozyon (bir metalin bir elektrolit varlığında, bir metalle elektriksel temas halindeyken tercihen korozyona uğradığı elektrokimyasal bir işlem) olmamalıdır. Tüm conta özellikleri, özellikleri ve detayları üretim kılavuzunda doğru bir şekilde gösterilmelidir.
Ekranların ekranlanması
Bir TEMPEST saldırısına duyarlı olan tüm ekranlar, muhafazalarında değişen açıklıklara ihtiyaç duyduklarından tamamen kapalı bir kapta bulunamazlar, bu nedenle koruyucu yönü oldukça tehlikeye atarlar.
Incir. 11, diyafram açıklığından EMC alan sızıntısını etkili bir şekilde en aza indirmek için dahili bir "kirli kutu" sistemi kullanan otomatik bir vezne makinesi (ATM) gibi görsel bir görüntüleme birimini (VDU) göstermektedir. Kirli kutu ile muhafaza duvarının içi arasındaki bağlantı, kalkandaki diğer herhangi bir eklemle aynı şekilde muamele edilmelidir.
Ekranlı havalandırma açıklıkları
Ekranlama ekranlarına benzer şekilde, ekranlama havalandırma açıklıkları kafeslerin, kesilen aşağıdaki dalga kılavuzlarının, iletken contaların veya metalden metale bağların kullanılmasını gerektirir.
Yeterli bir SE seviyesini korumak için, ağ boyutu mümkün olduğunca küçük olmalıdır. Birbirine yakın yerleştirilmiş bir dizi küçük, özdeş diyafram açıklığının kalkan etkinliği (kabaca) sayılarıyla orantılıdır, n, ('SE = 20logn), bu nedenle, iki diyafram açıklığı SE'yi 20 x log (2) = 6.02, dört diyafram 20 x log (4) = 12.04, vb.
Bir havalandırma ağı/ızgarasına özgü daha fazla sayıda küçük diyafram açıklığı için, ağ boyutu aynı SE için olması gereken tek bir diyafram açıklığından önemli ölçüde daha küçük olacaktır. Havalandırma açıklığının boyutunun dalga boyunun dörtte birini aştığı daha yüksek frekanslarda, bu ilkel ve basit "20 x log (n)" formülü bile gereksiz yere karmaşık veya verimsiz hale gelebilir.
Boyalı veya kaplama plastiklerle koruma
Plastik muhafaza şık ve görsel olarak çekici olabilir, ancak etkili bir koruyucu madde değildir.
Son derece zahmetli ve teknik olarak zorlu bir işlem olmasına rağmen, plastik muhafazanın içini bir bağlayıcıdaki metal parçacıklar (iletken boya) veya gerçek metal (kaplama) gibi iletken malzemelerle kaplamak potansiyel olarak tatmin edici sonuçlar verebilir.
Bununla birlikte, çoğu zaman plastik muhafazanın tasarımı, gerekli SE'nin elde edilmesine izin vermez, çünkü diğer tüm muhafazalar gibi, en zayıf noktalar plastik parçalar arasındaki dikişler (açıklıklar) olarak kalır, ancak bu durumda, contalarla güçlendirilemezler, bu nedenle kaçınılmaz EMR sızıntısı. Bu nedenle, plastik muhafaza ekranlama gerektiriyorsa, ilk tasarım sürecinin başlangıcından itibaren gerekli SE'ye ulaşmaya dikkat edilmesi finansal olarak hayati önem taşır.
Plastik üzerine boya veya kaplama asla çok kalın olamaz, bu nedenle uygulanan cilt derinliklerinin sayısı oldukça az olabilir. Nikel ve diğer metalleri kullanan bazı yenilikçi kaplamalar, cilt derinliğini azaltmak ve daha iyi SE elde etmek için nikelin oldukça yüksek geçirgenliğinden yararlanmak için yakın zamanda geliştirilmiştir.
Bununla birlikte, Resimde gösterildiği gibi. 2 Plastiğin ekranlama için kullanılan diğer metallere göre en büyük avantajı, hafif olmasıdır.
Metal olmadan koruma
Hacim iletken plastikler veya reçineler genellikle mekanik mukavemet sağlayan bir yalıtım bağlayıcısında dağıtılmış iletken parçacıklar veya iplikler kullanır. Bazen bunlar, temel plastik veya reçinenin bir "derisini" oluşturmaktan muzdariptir, bu da helisel ekler (sarmal telden yapılmış ek) veya benzeri araçlar olmadan iyi radyo frekansı (RF) bağları elde etmeyi zorlaştırır. Bu yalıtım kaplamaları, eklemlerde uzun açıklıkların oluşmasını önlemeyi zorlaştırır ve ayrıca konektörlerin, bezlerin ve filtrelerin gövdelerine iyi bağlar sağlamayı zorlaştırır. İletken parçacıkların ve polimerin karıştırılmasının kıvamındaki sorunlar, bazı alanlarda muhafazaları zayıflatabilir ve diğerlerinde korumadan yoksun olabilir.
Karbon fiberlere (kendileri iletken olan) ve kendi kendine iletken polimerlere dayanan malzemeler mevcut olmaya başlıyor, ancak metalin yüksek iletkenliğine sahip değiller ve bu nedenle belirli bir kalınlık için iyi SE vermiyorlar.
