Анарбаев Алибек Ерсаинович, Шайхин Агибай Калиакович

НАО «Казахский Национальный исследовательский технический университет им. К.И. Сатпаева», г. Алматы, Республика Казахстан

К вопросу о влиянии сверхкоротких электромагнитных импульсов на радиоэлектронную аппаратуру

В настоящее время активно развиваются средства электромагнитного поражения радиоэлектронных систем (РЭС) и устройств, и особенно средства поражения, основанные на новых физических принципах. Так в последние годы появились новые мощные генераторы, излучающие периодические и однократные сверхкороткие электромагнитные импульсы (СКИ ЭМИ). Они обладают новыми качествами, отсутствующими у традиционных источников преднамеренных помех - сверхширокополосностью и большой амплитудой. Спектральная плотность их распределена в интервале от сотен МГц до единиц ГГц (Antinone and Ng, 1989; Балюк et al., 2007).

Особенностью данного типа излучения является соизмеримость длительности воздействующих импульсов с длительностью рабочих импульсов при обработке цифровой информации. Поэтому при воздействии СКИ ЭМИ на компьютеры и цифровые устройства в их цепях наводятся сигналы, аналогичные рабочим, что приводит к нарушению работы цифровых систем. Одной из возможных областей применения таких излучателей является дистанционное поражение электронных компонентов изделий радиоэлектронного вооружения (РЭВ), в частности микропроцессоров устройств и построенных на их основе систем передачи и обработки информации. Сегодня они составляют основную часть используемых элементов в РЭС, работают на все более высоких частотах и низких напряжениях и, таким образом, становятся все более восприимчивы к СКИ ЭМИ (Балюк et al., 2007; Уильямc, 2003; Сахаров, 2006).

Кроме того, необходимо учитывать, что на современном этапе отмечаются следующие особенности развития составляющих инфокоммуникаций:

- на долю программного обеспечения приходится 80 % реализаций функций, а на долю аппаратных средств - примерно 20% функциональных возможностей, внедрение СБИС позволяет реализовать практически любые функции, в том числе и в мобильных аппаратах;

- произошел довольно резкий переход от аналоговых систем передачи к цифровым, причем в последних осуществлен переход от систем PDH к системам синхронной цифровой иерархии (SDH) и к применению широкополосных систем B-ISDN и ATM;

- под влиянием развития базовых технологий развиваются телекоммуникационные процессы и системы, в сторону увеличения быстродействия;

- происходит глобализация требований стандартов как в области информационных технологий, так и сфере электромагнитной совместимости и стойкости объектов к намеренным электромагнитным воздействиям.

Поэтому, СКИ ЭМИ являются сегодня новой серьезной угрозой для радиоэлектронных систем. Кроме того, бурное развитие микроэлектроники и активное повсеместное внедрение в деятельность государственных структур различных систем обработки, передачи и хранения информации ведёт к активному развитию информационных инфраструктур (ИИ) (Сахаров, 2006).

Анализ цифровых устройств являющихся основой систем передачи и обработки информации показывает их высокую уязвимость к действию СКИ ЭМИ. Проведённые исследования воздействия СКИ ЭМИ на электронные компоненты информационных инфраструктур показывают, что для адекватной оценки реальной стойкости информационных инфраструктур необходимо проведение исследований и испытаний в условиях их реального расположения.

Решение задачи оценки воздействия СКИ ЭМИ на электронные системы ИИ методами математического моделирования на сегодня не представляется возможным ввиду отсутствия соответствующего методического аппарата. При этом анализ численных методов решения таких задач показывает невозможность получения достоверных расчетных результатов.

При этом следует отметить, что методы создания перспективных, защищенных от преднамеренного воздействия СКИ ЭМИ, информационных инфраструктур, в том числе стационарных или разнесенных в пространстве сегодня является крайне неизученным, ввиду его многогранности и сложности. В настоящее время наиболее перспективным методом оценки уязвимости электронных систем является расчетно-экспериментальными метод, позволяющий с приемлемой точностью оценить критические уровни воздействия на распределённые системы, к которым относятся ИИ.

Потенциальную значимость вопроса оценки уязвимости ИИ показывает и разработка комплекса стандартов, регламентирующих требования и порядок проведения испытаний систем обработки информации, выполненных в защищенном исполнении. В настоящее время действует ГОСТ Р 52863-2007 «Автоматизированные системы в защищенном исполнении. Испытания на устойчивость к намеренным силовым электромагнитным воздействиям» (Antinone and Ng, 1989; Балюк et al., 2007).

В настоящее время на этапах введения в действие и в разработке находятся следующие документы:

ГОСТ Р «Защита информации. Автоматизированные системы в защищенном исполнении. Организация и содержание работ по защите от преднамеренных деструктивных электромагнитных и электрических воздействий. Общие положения».

ГОСТ Р «Защита информации. Автоматизированные системы в защищенном исполнении. Средства защиты от преднамеренных деструктивных электромагнитных и электрических воздействий. Общие требования».

ГОСТ Р «Защита информации. Автоматизированные системы в защищенном исполнении. Средства обнаружения преднамеренных деструктивных электромагнитных и электрических воздействий. Общие требования».

Основными свойствами информации находящейся в обработке в телекоммуникационных системах являются: доступность, целостность и конфиденциальность. Наличие большого числа портов ввода-вывода и коммутационных каналов обеспечивают высокую степень уязвимости устройств, входящих в состав ТКС, к действию импульсных электромагнитных помех.

Цифровая радиоэлектронная аппаратура по своему функциональному составу характеризуется отсутствием штатных антенно-фидерных трактов РПУ. В соответствии с этим при проведении исследований основное внимание уделялось работе с объектами, имеющими различные варианты внутренней межэлементной и межблочной разводки и экранировки (Зи, 1984; Красюк и Дымович, 1974).

Типовыми объектами, построенными на основе цифровой РЭА, являются:

- технические средства охраны и видеонаблюдения;

- автоматизированные системы контроля доступа;

- средства вычислительной техники штабов, командных пунктов, органов государственного управления, радиационно-опасных объектов и т.п.;

- аппаратура диспетчерских служб аэропортов;

- системы пожарной сигнализации;

- аппаратура автоматизированных телефонных станций и др.

Литература:

1. НРМ (high power microwave) testing of electronic components. Antinone R., Ng W.C. (Lawrence Livermore National Lab., CA(USA)). 10 May 1989. 80p.

2. Балюк H.B., Кечиев Л.Н., Степанов П.В. Мощный электромагнитный импульс: воздействие на электронные средства и методы защиты, М.: ООО «Группа ИДТ», 2007. - 478 с .

3. Т. Уильямc ЭМС для разработчиков продукции, М.: издательский дом технологии, 2003 г. - 540 с.

4. Сахаров К.Ю., Излучатели сверхкоротких электромагнитных импульсов и методы измерения их параметров, М.: МИЭМ, 2006 г. - 159 с.

5. Зи С. Физика полупроводниковых приборов, т. 1 - Москва: «Мир» 1984.