RU50342U1 - Фильтр для снижения в окружающем пространстве интенсивности электромагнитного поля, излучаемого информационными кабелями, соединяющими блоки информационно-вычислительных систем - Google Patents
Фильтр для снижения в окружающем пространстве интенсивности электромагнитного поля, излучаемого информационными кабелями, соединяющими блоки информационно-вычислительных систем Download PDFInfo
- Publication number
- RU50342U1 RU50342U1 RU2005125439/22U RU2005125439U RU50342U1 RU 50342 U1 RU50342 U1 RU 50342U1 RU 2005125439/22 U RU2005125439/22 U RU 2005125439/22U RU 2005125439 U RU2005125439 U RU 2005125439U RU 50342 U1 RU50342 U1 RU 50342U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- information
- electromagnetic field
- filter
- cylindrical screen
- cable
- Prior art date
Links
Landscapes
- Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
Abstract
Предложенная полезная модель относится к технике СВЧ и может быть использована для подавления электромагнитных полей в широком диапазоне частот, излучаемых информационными кабелями, входящими в состав информационно-вычислительных систем. Техническим результатом от реализации предложенной полезной модели является обеспечение возможности использования фильтра в качестве эффективного средства защиты передаваемой по информационному кабелю информации от несанкционированного доступа, в том числе и информации, передаваемой на низких частотах. Указанный технический результат достигается благодаря тому, что в фильтре для снижения в окружающем пространстве интенсивности электромагнитного поля, излучаемого информационными кабелями, соединяющими блоки информационно-вычислительных систем, содержащий окружающий поверхность излучающего электромагнитного поля информационного кабеля цилиндрический экран и заполняющий пространство между цилиндрическим экраном и поверхностью излучающего электромагнитного поля информационного кабеля наполнитель из сыпучего материала с высокими магнитными и диэлектрическими потерями, в отличие от известных технических решений с торцов цилиндрического экрана установлено по меньшей мере по одному ферритовому кольцу, цилиндрический экран выполнен из медной или алюминиевой фольги, а длина фильтра l выбрана из соотношения: где λ - длина волны подавляемого электромагнитного поля в свободном пространстве, ε0 - относительная диэлектрическая проницаемость наполнителя, с возможностью его установки своим центральным поперечным сечением на участке информационного кабеля с максимумом амплитуды квазистоячей волны.
Description
Предложенная полезная модель относится к технике СВЧ и может быть использована для подавления электромагнитных полей в широком диапазоне частот, излучаемых информационными кабелями, входящими в состав информационно-вычислительных систем. Указанная задача особенно актуальна с точки зрения защиты передаваемой по кабелю информации от несанкционированного доступа.
Известен сетевой фильтр, раскрытый в описании к патенту РФ RU 2092937 С1, опубликованном 10.10.1997, МПК-7 Н 01 P 1/20, Н 03 Н 7/01. Указанный сетевой фильтр содержит корпус, токопроводы, тонкую сплошную перегородку из диэлектрического материала с двухсторонним покрытием (например, фольгированным с двух сторон стеклотекстолитом). С каждой из сторон перегородки вокруг токопроводов прорезаны щели в металлических покрытиях в виде вытянутых эллипсов, развернутых друг относительно друга на 90°. Вектор электрического поля сигнала помехи отражается от перегородки и вызывает в проводниках токи, обратные токам помехи. Таким образом, фильтр пропускает постоянный ток и ток низкой частоты (НЧ) и задерживает ток СВЧ. Щели в перегородке выполняют роль изолятора в НЧ-диапазоне частот, а развязка по поляризации путем разворота щелей друг относительно друга препятствует проникновению СВЧ-поля путем переизлучения через щели.
Недостатком описанного выше сетевого фильтра является то, что он слабо поглощает электромагнитную энергию на низких частотах излучения.
Наиболее близким по существу к предложенной полезной модели является сетевой поглощающий фильтр, раскрытый в авторском свидетельстве SU 232407 А, опубликованном 11.12.1968. Указанный сетевой поглощающий фильтр выполнен в виде отрезка коаксиальной линии с расположенным между его внутренним и наружным проводниками слоем поглощающего ферромагнитного материала и слоем диэлектрика. При этом внутренний проводник упомянутого отрезка коаксиальной линии выполнен в виде четырех близко расположенных один от другого параллельных изолированных проводов, к трем из которых подключены провода трехфазной сети, а к четвертому нулевой провод. Подобный фильтр служит для передачи энергии постоянного тока либо НЧ энергии переменного тока в экранированные блоки или камеры при одновременном подавлении СВЧ сигналов помех. Элементом, подавляющим СВЧ-сигналы в фильтре, является поглощающий ферромагнитный материал.
В качестве недостатка описанной выше конструкции сетевого поглощающего фильтра следует отметить, что он, хотя и является достаточно эффективным средством защиты окружающего пространства от электромагнитного излучения, в то же время не обеспечивает эффективную защиту передаваемой по информационному кабелю информации от несанкционированного доступа.
Таким образом, техническим результатом от реализации предложенной полезной модели является обеспечение возможности использования фильтра в качестве эффективного средства защиты передаваемой по информационному кабелю информации от несанкционированного доступа, в том числе и информации, передаваемой на низких частотах.
Указанный технический результат достигается благодаря тому, что в фильтре для снижения в окружающем пространстве интенсивности электромагнитного поля, излучаемого информационными кабелями, соединяющими блоки информационно-вычислительных систем, содержащий окружающий поверхность излучающего электромагнитного поля
информационного кабеля цилиндрический экран и заполняющий пространство между цилиндрическим экраном и поверхностью излучающего электромагнитного поля информационного кабеля наполнитель из сыпучего материала с высокими магнитными и диэлектрическими потерями, в отличие от известных технических решений с торцов цилиндрического экрана установлено по меньшей мере по одному ферритовому кольцу, цилиндрический экран выполнен из медной или алюминиевой фольги, а длина фильтра l выбрана из соотношения:
где λ - длина волны подавляемого электромагнитного поля в свободном пространстве,
ε0 - относительная диэлектрическая проницаемость наполнителя,
с возможностью его установки своим центральным поперечным сечением на участке информационного кабеля с максимумом амплитуды квазистоячей волны.
В предпочтительном варианте своего конструктивного исполнения в состав фильтра дополнительно введен охватывающий внешние поверхности экрана и внешних ферритовых колец термоусадочный кембрик.
На фиг. представлен общий вид фильтра для снижения в окружающем пространстве интенсивности электромагнитного поля от информационных кабелей, входящих в состав разнообразных информационно-вычислительных систем.
Указанный фильтр содержит окружающий поверхность излучающего электромагнитное поле информационного кабеля 1 цилиндрический экран 2, выполненный из медной или алюминиевой фольги. По торцам указанного цилиндрического экрана 2 соосно с экранируемым информационным кабелем 1 установлены ферритовые кольца 3. С каждого торца
цилиндрического экрана 2 их установлено не меньше одного. Так в типовом варианте предложенного фильтра с каждого торца цилиндрического экрана 2 их установлено по два. Пространство между цилиндрическим экраном 2 и поверхностью излучающего электромагнитного поля информационного кабеля 1 заполнено наполнителем 4 из сыпучего материала с высокими магнитными и диэлектрическими потерями.
Поскольку с течением времени в пространство между цилиндрическим экраном 2 и поверхностью излучающего электромагнитного поля информационного кабеля 1, где размещен наполнитель 4, за счет наличия в конструкции фильтра технологических зазоров попадает влага, наполнитель 4 отсыревает и как следствие, эффективность работы фильтра существенно снижается. С целью предотвращения указанного явления в состав фильтра дополнительно введен охватывающий внешние поверхности цилиндрического экрана 2 и внешнего ферритового кольца 3 термоусадочный кембрик 5.
Для интенсивного подавления широкого спектра частот излучаемого электромагнитного поля от информационных кабелей фильтр выполнен с заранее заданной длиной l, величина которой выбирается из соотношения , где λ - длина волны подавляемого электромагнитного поля в свободном пространстве (т.е. без учета ослабления волны в кабеле), a ε0 - относительная диэлектрическая проницаемость наполнителя. При этом своим центральным поперечным сечением фильтр установлен на участке кабеля с максимумом амплитуды квазистоячей волны.
Предложенный фильтр для снижения в окружающем пространстве интенсивности электромагнитного поля, излучаемого информационными кабелями, соединяющими блоки информационно-вычислительных систем, работает следующим образом.
Известно, что электромагнитное излучение от объектов, входящих в состав информационно-вычислительных систем (в том числе и информационных кабелей 1), наиболее интенсивно в том случае, когда их максимальные размеры кратны половине или четверти длины волны источника указанного электромагнитного излучения, а именно в частотном диапазоне 30÷1000 МГц (Т.Уильям «ЭМС для разработчиков продукции». М.: Издательский Дом «Технологии», 2003 г.). С целью предотвращения электромагнитного излучения от указанных объектов во вне поверх информационных кабелей 1 установлен предложенный фильтр, в основу работы которого также как и в основу работы его прототипа положен эффект поглощения электромагнитного излучения в слоях сыпучего ферромагнитного и резистивного материалов. При этом эффективность снижения электромагнитного излучения от информационного кабеля в заданной полосе частот достигается за счет оптимального выбора геометрии устройства (прежде всего его длины), места его установки в информационном кабеле по отношению к источнику электромагнитного излучения и подбора материалов поглощающих электромагнитное излучение элементов - ферритовых колец 3 и наполнителя 4.
Лабораторные эксперименты показали, что эффективность подавления излучаемой электромагнитной волны будет максимальна, если длина фильтра l будет выбрана из соотношения , где λ - длина волны подавляемого электромагнитного поля в свободном пространстве (т.е. без учета ослабления волны в кабеле), a ε0 - относительная диэлектрическая проницаемость наполнителя, и он будет расположен на участке экранируемого информационного кабеля 1 с максимумом амплитуды квазистоячей волны.
Положение максимума квазистоячей волны в кабеле, на которую собственно и «настроен» фильтр для ее эффективного подавления легко может быть определено посредством стержневого электромагнитного зонда ближнего поля.
Затухание электромагнитной волны в предложенном фильтре определяется соотношением:
где l - длина фильтра, м;
f - частота подавляемой электромагнитной волны, МГц;
ε0, μ0 - соответственно относительные диэлектрическая и магнитная проницаемости наполнителя (приведены в справочной литературе для различных используемых материалов);
tgδε, tgδμ - соответственно тангенсы углов потерь диэлектрического и магнитных наполнителя (приведены в справочной литературе для различных используемых материалов).
Из приведенного соотношения видно, что для достижения необходимого эффекта ослабления электромагнитного излучения от информационного кабеля необходимо выбрать заполнение устройства с большим тангенсом угла потерь диэлектрического и магнитного материала с относительно низкой относительной магнитной проницаемостью и высокой диэлектрической проницаемостью.
В предлагаемом фильтре использованы ферритовые кольца 3, выполненные из ферритового сплава марки В4 с низкой магнитной проницаемостью μ0=20÷30 и заполнение наполнителем 4 из сыпучего материала с высокими магнитными и диэлектрическими потерями (например, сыпучий материал - крупный керамический песок «тиконд» с ε0=25÷80, с углеродистым напылением его частиц до сопротивления постоянному току порядка 300÷400 Ом/см3 и добавлением к нему 15÷20% ферритового порошка марки В4 с μ0=4÷7 и тщательным перемешиванием данной смеси).
Ферритовые кольца 3 включены в состав фильтра с целью обеспечить потери электромагнитной энергии излучаемой информационным кабелем 1 на частотах 30÷150 МГц. При этом число ферритовых колец зависит от интенсивности подавления верхней границы указанного диапазона излучения. Например, при подавлении электромагнитного излучения в полосе частот 30÷80 МГц необходимо обеспечить длину сборной конструкции, образованной набором сопряженными своими торцами ферритовых колец не менее 30÷50 мм (3÷5 ферритовых колец) с каждого из торцов цилиндрического экрана 2, а при подавлении электромагнитного излучения на частотах 80÷150 МГц достаточно обеспечить длину вышеуказанной сборной конструкции 15÷20 мм (1 или 2 ферритовых кольца).
Потери электромагнитной энергии, излучаемой информационным кабелем 1 на более высоких частотах, т.е. 150÷1000 МГц, в свою очередь обеспечиваются наполнителем 4 из сыпучего материала с высокими магнитными и диэлектрическими потерями.
Поскольку в процессе подавления электромагнитной волны в цилиндрическом экране, электромагнитная энергия преобразуется в совокупность хаотичных вихревых токов необходимо, чтобы цилиндрический экран 1 фильтра был выполнен из хорошо проводящего материала, содержащего большое количество свободных электронов. Как правило, в электротехнике в качестве таких материалов используют золото, серебро, медь или алюминий. Однако первые два из перечисленных материалов достаточно дороги в условиях массового производства, поэтому в данном случае цилиндрический экран 1 фильтра наиболее целесообразно будет выполнить из алюминиевой или медной фольги.
В информационных кабелях, как правило, сигналы передаются от источника к потребителю по двухпроводным линиям в виде витых пар с волновым сопротивлением 100÷200 Ом. При полном согласовании
волнового сопротивления линии со стороны источника и потребителя электромагнитной энергии в линии распространяется бегущая продольно-поперечная ТЕМ-волна и линия практически не излучает электромагнитную энергию в окружающее пространство.
Однако согласовать волновое сопротивление линии с источником и потребителем электромагнитной энергии теоретически и практически возможно только на одной частоте (принцип Фано). Поэтому при передаче информационных сигналов в линии всегда существует квазистоячая электромагнитная волна и на участках информационного кабеля 1 с максимумами данной волны образуются электромагнитные излучающие контура, через которые электромагнитная энергия информационных сигналов излучается в окружающее пространство. Указанное явление может быть использовано третьими лицами для того, чтобы с помощью современной высокочувствительной принимающей аппаратуры получить несанкционированный доступ к передаваемой по информационному кабелю информации.
Для эффективного подавления указанного излучения предложенный фильтр необходимо разместить именно в максимумах распределения волны вдоль кабеля, а именно своим центральным поперечным сечением фильтр устанавливается на участке кабеля с максимумом амплитуды квазистоячей волны.
В зависимости от диапазона длин волны подавляемых информационных сигналов в предложенном устройстве достигается интенсивность подавления электромагнитного поля порядка 15÷40 дБ.
Предложенный фильтр прежде всего предназначен для использования в таких информационно-вычислительных системах как разветвленные компьютерные сети с большим числом соединительных информационных кабелей, а также в персональных компьютерах с отдельными дисплеем и системным блоком, соединенных между собой информационным кабелем.
Claims (2)
1. Фильтр для снижения в окружающем пространстве интенсивности электромагнитного поля, излучаемого информационными кабелями, соединяющими блоки информационно-вычислительных систем, содержащий окружающий поверхность излучающего электромагнитного поля информационного кабеля цилиндрический экран и заполняющий пространство между цилиндрическим экраном и поверхностью излучающего электромагнитного поля информационного кабеля наполнитель из сыпучего материала с высокими магнитными и диэлектрическими потерями, отличающийся тем, что с торцов цилиндрического экрана установлено по меньшей мере по одному ферритовому кольцу, цилиндрический экран выполнен из медной или алюминиевой фольги, а длина фильтра l выбрана из соотношения
где λ - длина волны подавляемого электромагнитного поля в свободном пространстве;
ε0 - относительная диэлектрическая проницаемость наполнителя,
с возможностью его установки своим центральным поперечным сечением на участке информационного кабеля с максимумом амплитуды квазистоячей волны.
2. Фильтр для снижения в окружающем пространстве интенсивности электромагнитного поля, излучаемого информационными кабелями, соединяющими блоки информационно-вычислительных систем по п.1, отличающийся тем, что в его состав дополнительно введен охватывающий внешние поверхности экрана и внешних ферритовых колец термоусадочный кембрик.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005125439/22U RU50342U1 (ru) | 2005-08-10 | 2005-08-10 | Фильтр для снижения в окружающем пространстве интенсивности электромагнитного поля, излучаемого информационными кабелями, соединяющими блоки информационно-вычислительных систем |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005125439/22U RU50342U1 (ru) | 2005-08-10 | 2005-08-10 | Фильтр для снижения в окружающем пространстве интенсивности электромагнитного поля, излучаемого информационными кабелями, соединяющими блоки информационно-вычислительных систем |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU50342U1 true RU50342U1 (ru) | 2005-12-27 |
Family
ID=35870851
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005125439/22U RU50342U1 (ru) | 2005-08-10 | 2005-08-10 | Фильтр для снижения в окружающем пространстве интенсивности электромагнитного поля, излучаемого информационными кабелями, соединяющими блоки информационно-вычислительных систем |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU50342U1 (ru) |
-
2005
- 2005-08-10 RU RU2005125439/22U patent/RU50342U1/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Alam et al. | Novel surface wave exciters for power line fault detection and communications | |
US9472840B2 (en) | Dielectric waveguide comprised of a core, a cladding surrounding the core and cylindrical shape conductive rings surrounding the cladding | |
US4987394A (en) | Leaky cables | |
US5247270A (en) | Dual leaky cables | |
US4506235A (en) | EMI Protected cable, with controlled symmetrical/asymmetrical mode attenuation | |
US4871883A (en) | Electro-magnetic shielding | |
US6982378B2 (en) | Lossy coating for reducing electromagnetic emissions | |
US4149170A (en) | Multiport cable choke | |
US20010042632A1 (en) | Filter for wire and cable | |
KR20070114840A (ko) | 불연속 케이블 차폐 시스템 및 방법 | |
JPH05120930A (ja) | 遮蔽効果を高めた電線・ケーブル製品 | |
Hai‐feng et al. | Development of multi‐band ultra‐high‐frequency sensor for partial discharge monitoring based on the meandering technique | |
US6538524B1 (en) | Using electrically lossy transmission systems to reduce computer RF emissions | |
US4625187A (en) | Radiating coaxial electric cable | |
US3219951A (en) | Interference attenuating power conductor utilizing intensified skin effect to attenuate high frequencies | |
JP2002538581A (ja) | 繊維複合材料で形成されたケーブル用シールド | |
US8809683B2 (en) | Leaky coaxial cable | |
RU50342U1 (ru) | Фильтр для снижения в окружающем пространстве интенсивности электромагнитного поля, излучаемого информационными кабелями, соединяющими блоки информационно-вычислительных систем | |
Sunitha et al. | Effect of soil conditions on the electromagnetic field from an impulse radiating antenna and on the induced voltage in a buried cable | |
CN206460800U (zh) | 一种金属碳纤维复合屏蔽线 | |
CA1332185C (en) | Leaky cables | |
Antyasov et al. | Modeling of multi-layer enclosing structures of anechoic chambers for research of electromagnetic radiation of equipment | |
JP7341407B2 (ja) | ノイズフィルター | |
Sharma | Fundamental of microwave & radar engineering | |
Islombek | ELECTROMAGNETIC SHIELDING OF CABLES AND MATERIAL USED |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20070811 |