CN115656645B - 一种提高屏蔽性能的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高屏蔽性能的系统及方法，属于电磁屏蔽领域。该方法包括：设置在电磁屏蔽室内的多个信号接收器以及一个屏蔽处理器；所述信号接收器，用于接收电磁屏蔽室的电磁信号，并基于所述电磁信号确定所述信号接收器的信号接收强度；所述屏蔽处理器，与所述信号接收器连接，用于根据所述信号接收强度、所述信号接收强度与传播距离的关系以及所述信号接收器的位置，确定信号发射源的位置及发射信号强度。本发明确定信号发射源的位置及其发射信号的强度之后，通过在信号发射源处增加屏蔽板，提高屏蔽效果，从而避免对电磁屏蔽室的大范围工程改造。

Description

一种提高屏蔽性能的系统和方法

技术领域

本发明涉及电磁屏蔽技术领域，特别是涉及一种提高屏蔽性能的系统和方法。

背景技术

随着计算机网络的普及，网络安全问题日益突出。目前，各政府部门、企事业单位，特别是机关，越来越重视计算机系统的安全。为了防止信息泄漏、系统干扰和信息泄漏，电磁屏蔽室的出现和施工要求增加，屏蔽工程在计算机房系统工程中的比重越来越大，电磁屏蔽室的作用越来越受到人们的重视。

但是当电磁屏蔽室施工完成以后，电磁屏蔽室的屏蔽效能就确定且无法更改。但是随着电磁屏蔽室内计算机系统的变化或者电子技术的发展，室内的辐射功率、频率等参数可能会随之改变，导致电磁屏蔽室的屏蔽效能下降。为了维持相同的屏蔽效果，必须对电磁屏蔽室进行工程改造，工期长、成本高。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高屏蔽性能的系统和方法，能够实时感知电磁屏蔽室内的辐射功率、频率等参数变化，当电磁屏蔽室的屏蔽效能下降时，能够识别影响屏蔽效能的辐射源的位置、频率等参数，提出针对性的屏蔽方法，提高屏蔽性能，从而避免对电磁屏蔽室的大范围工程改造。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种提高屏蔽性能的系统，包括：设置在电磁屏蔽室内的多个信号接收器以及一个屏蔽处理器；

所述信号接收器，用于接收电磁屏蔽室的电磁信号，并基于所述电磁信号确定所述信号接收器的信号接收强度；

所述屏蔽处理器，与所述信号接收器连接，用于根据所述信号接收强度、所述信号接收强度与传播距离的关系以及所述信号接收器的位置，确定信号发射源的位置及发射信号强度。

可选地，所述信号接收器包括依次连接的接收天线、模拟前端、AD转换器和信号接收处理器。

可选地，所述信号接收处理器包括：

快速傅立叶变换模块，用于对所述电磁信号进行处理，得到所述电磁信号在不同频率处的幅值；

屏蔽效能判断模块，与所述快速傅立叶变换模块连接，用于根据所述幅值确定在对应所述频率下电磁屏蔽室在所述信号接收器位置处的屏蔽效能；

信号接收强度测量模块，用于测量所述信号接收器的信号接收强度。

可选地，所述接收天线包括环形天线、偶极子天线和喇叭天线；所述环形天线用于接收低频频段的电磁信号，所述偶极子天线和所述喇叭天线用于接收高频频段的电磁信号。

本发明还提供了一种提高屏蔽性能的方法，包括：

通过信号接收器i获取对应电磁屏蔽室的电磁信号；

对所述电磁信号进行处理，得到信号接收器i接收到的电磁信号在频率f _i,k 时的幅值A _i,k ，其中k表示频域值的索引；

测量在频率f _i,k 时信号接收器i的信号接收强度；

基于所述幅值A _i,k 确定在频率f _i,k 下电磁屏蔽室在信号接收器i的位置处的屏蔽效能；

判断所述屏蔽效能是否满足要求；

若否，则根据所述信号接收强度、所述信号接收强度与传播距离的关系以及信号接收器i的位置，确定信号发射源的位置及发射信号强度；

基于所述信号发射源的位置及所述发射信号强度，增加屏蔽板。

可选地，所述屏蔽效能的计算公式如下：

式中，

为电磁屏蔽室在信号接收器i的位置处的屏蔽效能，

为频率f _i,k 的信号经过电磁屏蔽后的信号幅值。

可选地，所述信号接收强度与传播距离的关系如下：

式中，

为无线信道的路径损耗指数，

为信号发射源与信号接收器i之间的距离，A _t,k 为信号发射源在频率f _i,k 的信号幅值，A _i,k 为信号接收器i接收到的频率f _i,k 处的信号幅值，λ为对应频率f _i,k 处的信号波长，G为天线增益。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明提供的提高屏蔽性能的系统包括屏蔽处理器和信号接收器，信号接收器用于接收电磁屏蔽室内的电磁信号，屏蔽处理器基于信号接收器的信号接收强度、信号接收强度与传播距离之间的关系、信号接收器的位置，来确定信号发射源的位置及其发射信号的强度，然后通过在信号发射源处增加屏蔽板，提高屏蔽效果，从而避免对电磁屏蔽室的大范围工程改造。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的提高屏蔽性能的系统的结构示意图；

图2为本发明提供的提高屏蔽性能的方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种提高屏蔽性能的系统和方法，能够实时感知电磁屏蔽室内的辐射功率、频率等参数变化，当电磁屏蔽室的屏蔽效能下降时，能够识别影响屏蔽效能的辐射源的位置、频率等参数，提出针对性的屏蔽方法，提高屏蔽性能，从而避免对电磁屏蔽室的大范围工程改造。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，本发明提供的提高屏蔽性能的系统，包括：设置在电磁屏蔽室9内的多个信号接收器以及一个屏蔽处理器10，信号接收器和屏蔽处理器10之间通过网线连接。

信号接收器用于接收电磁屏蔽室9内的电磁信号。图1中信号接收器有8个，为信号接收器1-信号接收器8。信号接收器1-信号接收器8分别位于电磁屏蔽室9的8个顶角；信号接收器的数量可以根据需求增加。

信号接收器包括依次连接的接收天线、模拟前端、AD(Analog-to-Digital)转换器和信号接收处理器。接收天线包括环形天线、偶极子天线和喇叭天线，其中环形天线用于接收低频频段的电磁信号，偶极子天线和喇叭天线用于接收高频频段的电磁信号。模拟前端用于将接收天线接收的电磁信号进行放大处理，并传输给AD转换器。AD转换器用于将接收的模拟信号转换为数字信号，传输给信号接收处理器。

信号接收处理器包括快速傅立叶变换（Fast Fourier Transform，FFT）模块、屏蔽效能判断模块和信号接收强度测量模块。其中，FFT模块用于对接收到的信号进行处理，获取信号在不同频点的幅度。设想x(n)为AD处理后的信号采样点，则FFT的处理结果为：

，式中，X(k)为频域值，n为时域采样点的序列索引，k为频域值的索引，N为进行转换的采样点数量，j为虚数单位，t为采样时间间隔，π为圆周率，e为自然数指数。X(k)的幅值即为对应频点f _k 的幅度A _k （即信号强度）。则通过FFT，信号接收器i可以获得所接收信号的频率和幅度（f _i,k ,A _i,k ），i为信号接收器的编号。

屏蔽效能判断模块用于判断在信号接收器i的位置，电磁屏蔽室9对于频率为f _i,k 的信号的屏蔽效果。设电磁屏蔽室9在信号接收器i的位置处、频率f _i,k 的屏蔽效能为

，

为频率f _i,k 的信号经过电磁屏蔽后的信号强度。电磁屏蔽室9的屏蔽效能可以根据GB∕T_12190-2021《电磁屏蔽室屏蔽效能的测量方法》提前测得。当

＞A _T 时，其中A _T 为可以接收的辐射到外部的信号强度，屏蔽效能判断模块认为当前电磁屏蔽室9对于信号接收器i的位置处、频率f _i,k 的信号的屏蔽效果不满足要求，需要增加对频率f _i,k 的信号屏蔽效能。本发明中，调整屏蔽效能的方法为：找到频率f _i,k 的信号发射源，在信号发射源处增加屏蔽板，提高屏蔽效果。因此，需要定位信号发射源的位置以及判断增加屏蔽板后的效果。

信号接收强度测量模块用于测量频率f _i,k 的信号在信号接收器i处的信号接收强度，并将对应的信号强度传输给屏蔽处理器10。

屏蔽处理器10基于8个信号接收器的信号接收强度、信号接收强度与传播距离之间的关系、信号接收器的位置，来确定信号发射源的位置及其发射信号强度。

信号接收强度与传播距离之间的关系为：

式中，

为无线信道的路径损耗指数，可以在电磁屏蔽室环境中测得，

为信号发射源与信号接收器i之间的距离，A _t,k 为信号发射源在频率f _i,k 的信号强度，A _i,k 为信号接收器i接收到的频率f _i,k 处的信号强度，λ为对应频率f _i,k 处的信号波长，G为天线增益。

以信号接收器1作为参考接收器，则其他信号接收器信号接收强度可以表示为：

上式可以表示为：

式中，

。

设频率f _i,k 的信号发射源的位置为Y _s (x _s ,y _s ,z _s )，信号接收器i的坐标为Y _i (x _i ,y _i ,z _i )，ω _i 表示信号接收器i的信号强度测量噪声，则

通过联合求解：

和

；

即可获得频率f _i,k 的信号发射源的位置为Y _s (x _s ,y _s ,z _s )以及信号发射源在频率f _i,k 的信号强度A _t,k ，则可以在信号发射源处增加屏蔽板，提高屏蔽效果。

如图2所示，本发明还提供了一种提高屏蔽性能的方法，包括以下步骤：

步骤101：通过信号接收器i获取对应电磁屏蔽室的电磁信号。

步骤102：对所述电磁信号进行处理，得到信号接收器i接收到的电磁信号在频率f _i,k 时的幅值A _i,k ，其中k表示频域值的索引。

步骤103：测量在频率f _i,k 时信号接收器i的信号接收强度。

步骤104：基于所述幅值A _i,k 确定在频率f _i,k 下电磁屏蔽室在信号接收器i的位置处的屏蔽效能。

步骤105：判断所述屏蔽效能是否满足要求。

步骤106：若否，则根据所述信号接收强度、所述信号接收强度与传播距离的关系以及信号接收器i的位置，确定信号发射源的位置及发射信号强度。

步骤107：基于所述信号发射源的位置及所述发射信号强度，增加屏蔽板，提高屏蔽能效。

重复步骤101-107，直到电磁屏蔽室的屏蔽效果满足要求。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (5)

1.一种提高屏蔽性能的方法，其特征在于，所述方法应用于提高屏蔽性能的系统，所述系统包括：设置在电磁屏蔽室内的多个信号接收器以及一个屏蔽处理器；

所述信号接收器，用于接收电磁屏蔽室的电磁信号，并基于所述电磁信号确定所述信号接收器的信号接收强度；

所述屏蔽处理器，与所述信号接收器连接，用于根据所述信号接收强度、所述信号接收强度与传播距离的关系以及所述信号接收器的位置，确定信号发射源的位置及发射信号强度；

所述方法包括：

通过信号接收器i获取对应电磁屏蔽室的电磁信号；

对所述电磁信号进行处理，得到信号接收器i接收到的电磁信号在频率f _i,k 时的幅值A _i,k ，其中k表示频域值的索引；

测量在频率f _i,k 时信号接收器i的信号接收强度；

基于所述幅值A _i,k 确定在频率f _i,k 下电磁屏蔽室在信号接收器i的位置处的屏蔽效能；

判断所述屏蔽效能是否满足要求；

若否，则根据所述信号接收强度、所述信号接收强度与传播距离的关系以及信号接收器i的位置，确定信号发射源的位置及发射信号强度；

基于所述信号发射源的位置及所述发射信号强度，增加屏蔽板；

所述信号接收强度与传播距离的关系如下：

式中，

为无线信道的路径损耗指数，

为信号发射源与信号接收器i之间的距离，A _t,k 为信号发射源在频率f _i,k 的信号幅值，A _i,k 为信号接收器i接收到的频率f _i,k 处的信号幅值，λ为对应频率f _i,k 处的信号波长，G为天线增益。

2.根据权利要求1所述的提高屏蔽性能的方法，其特征在于，所述信号接收器包括依次连接的接收天线、模拟前端、AD转换器和信号接收处理器。

3.根据权利要求2所述的提高屏蔽性能的方法，其特征在于，所述信号接收处理器包括：

快速傅立叶变换模块，用于对所述电磁信号进行处理，得到所述电磁信号在不同频率处的幅值；

屏蔽效能判断模块，与所述快速傅立叶变换模块连接，用于根据所述幅值确定在对应所述频率下电磁屏蔽室在所述信号接收器位置处的屏蔽效能；

信号接收强度测量模块，用于测量所述信号接收器的信号接收强度。

4.根据权利要求2所述的提高屏蔽性能的方法，其特征在于，所述接收天线包括环形天线、偶极子天线和喇叭天线；所述环形天线用于接收低频频段的电磁信号，所述偶极子天线和所述喇叭天线用于接收高频频段的电磁信号。

5.根据权利要求1所述的提高屏蔽性能的方法，其特征在于，所述屏蔽效能的计算公式如下：

式中，

为电磁屏蔽室在信号接收器i的位置处的屏蔽效能，

为频率f _i,k 的信号经过电磁屏蔽后的信号幅值。

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