計算機系統電磁輻射測量

計算機系統中含有豐富的電磁輻射源，產(chǎn)生的電磁輻射會(huì )對電磁環(huán)境造成污染，同時(shí)還會(huì )帶來(lái)一系列的電磁兼容問(wèn)題，包括會(huì )對人體產(chǎn)生電磁輻射生物效應、對信息安全與保密構成威脅等。本文提出了室內電磁環(huán)境下計算機系統的電測輻射測量系統的構建方法，完成了對計算機系統輻射頻譜和時(shí)域波形的測量。

針對計算機電磁輻射騷擾限值和測量方法，國內外已經(jīng)頒布了一系列測試標準，如：IEEE Std 1120-1994規定了視頻顯示終端電磁場(chǎng)的測試標準；GB9254-1998《信息技術(shù)設備的無(wú)線(xiàn)電騷擾限值和測量方法》中規定了個(gè)人計算機或外圍設備進(jìn)行騷擾測試時(shí)的實(shí)驗配制、視頻顯示單元的工作狀態(tài)。

大多數發(fā)射輻射測試標準都要求在OATS（開(kāi)闊場(chǎng)測試）和微波暗室測試，以保證實(shí)驗的可重復性。然而，為了分析室內電磁環(huán)境中計算機輻射對人體產(chǎn)生的電磁輻射生物效應和實(shí)現對計算機輻射信息的偵聽(tīng)、截獲以及重現，在實(shí)際環(huán)境中進(jìn)行測量是必不可少的。

本文通過(guò)Tektronix TDS5054數字熒光示波器和WCA280A無(wú)線(xiàn)通信分析儀搭建了室內電磁環(huán)境中的計算機系統的電測輻射測量系統，完成了對計算機系統輻射頻譜和時(shí)域波形的測量。

室內環(huán)境中計算機系統輻射頻譜的測量

本次測量在正常的室內電磁環(huán)境中進(jìn)行。受測試計算機系統放置在高1m的木質(zhì)測試臺上，遠離可能的輻射源及金屬物體，顯示器數據線(xiàn)及電源線(xiàn)垂直地面放置。采用HD0110LPDA7型對數周期天線(xiàn)，連接到Tektronix WCA280A無(wú)線(xiàn)通信分析儀進(jìn)行測量。測量分成兩個(gè)步驟，首先測量環(huán)境中的背景噪聲，然后讓計算機正常工作，顯示一幅圖片情況下，測量其輻射頻譜。

◆ 室內環(huán)境中背景噪聲頻譜測量

關(guān)閉待測量的計算機系統，測量環(huán)境中的背景噪聲。結果如圖2。

◆ 計算機系統輻射頻譜測量

開(kāi)啟計算機，顯示一幅圖像，對計算機系統的輻射頻譜進(jìn)行測量。結果如圖3。

對比圖3和圖2，可以發(fā)現計算機系統的輻射頻譜并沒(méi)有完全淹沒(méi)在噪聲中。

計算機系統電磁輻射時(shí)域波形的測量

本次測量實(shí)驗配置同圖1，天線(xiàn)接收到的信號通過(guò)同軸電纜，連接到Tektronix TDS5054數字熒光示波器進(jìn)行測量。測量分成兩個(gè)步驟，首先測量環(huán)境中的背景噪聲的時(shí)域波形，然后讓計算機正常工作，顯示一幅圖片情況下，測量其時(shí)域波形。

◆ 室內環(huán)境中背景噪聲時(shí)域波形的測量

關(guān)閉待測量的計算機系統，測量環(huán)境中的背景噪聲。結果如圖4。

◆ 計算機系統電磁輻射時(shí)域波形的測量

開(kāi)啟計算機，顯示一幅的圖像，對計算機系統的輻射頻譜進(jìn)行測量。結果如圖5。

對比圖4和圖5，可以看出在計算機系統開(kāi)啟后，時(shí)域波形存在明顯的差別，峰－峰值從15mV上升到了40.4mV。

一米球輻射測量

計算機系統的輻射可以根據惠更斯原理等效為一個(gè)半徑為1m的球面上的輻射源產(chǎn)輻射的情況。通過(guò)測量一米球處電磁場(chǎng)的輻射，既便于同解析方法構建的計算機電磁輻射模型進(jìn)行對比，又方便通過(guò)測量的數據直接評估和計算電磁輻射對人體的生物效應，還可以根據1m球面的等效輻射源計算遠區場(chǎng)的分布情況。

在正對計算機系統中心，距離計算機系統1m處測得的輻射波形如圖7所示，峰-峰值上升為46.03mV。

驗證仿真測量結果

本文通過(guò)Tektronix TDS5054數字熒光示波器和WCA280A無(wú)線(xiàn)通信分析儀搭建了室內電磁環(huán)境下計算機系統電磁輻射測量系統。通過(guò)測量驗證了解析法和計算電磁學(xué)法仿真計算機系統輻射的結果，為計算機系統電磁輻射生物效應提供數值依據，也為計算機系統電磁輻射引起的信息泄露、接收、截獲和加固提供實(shí)驗依據。