計(jì)算機(jī)系統(tǒng)電磁輻射測(cè)量

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中含有豐富的電磁輻射源，產(chǎn)生的電磁輻射會(huì)對(duì)電磁環(huán)境造成污染，同時(shí)還會(huì)帶來一系列的電磁兼容問題，包括會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生電磁輻射生物效應(yīng)、對(duì)信息安全與保密構(gòu)成威脅等。本文提出了室內(nèi)電磁環(huán)境下計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的電測(cè)輻射測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)建方法，完成了對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)輻射頻譜和時(shí)域波形的測(cè)量。

針對(duì)計(jì)算機(jī)電磁輻射騷擾限值和測(cè)量方法，國內(nèi)外已經(jīng)頒布了一系列測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，如：IEEE Std 1120-1994規(guī)定了視頻顯示終端電磁場(chǎng)的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)；GB9254-1998《信息技術(shù)設(shè)備的無線電騷擾限值和測(cè)量方法》中規(guī)定了個(gè)人計(jì)算機(jī)或外圍設(shè)備進(jìn)行騷擾測(cè)試時(shí)的實(shí)驗(yàn)配制、視頻顯示單元的工作狀態(tài)。

大多數(shù)發(fā)射輻射測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)都要求在OATS（開闊場(chǎng)測(cè)試）和微波暗室測(cè)試，以保證實(shí)驗(yàn)的可重復(fù)性。然而，為了分析室內(nèi)電磁環(huán)境中計(jì)算機(jī)輻射對(duì)人體產(chǎn)生的電磁輻射生物效應(yīng)和實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)算機(jī)輻射信息的偵聽、截獲以及重現(xiàn)，在實(shí)際環(huán)境中進(jìn)行測(cè)量是必不可少的。

本文通過Tektronix TDS5054數(shù)字熒光示波器和WCA280A無線通信分析儀搭建了室內(nèi)電磁環(huán)境中的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的電測(cè)輻射測(cè)量系統(tǒng)，完成了對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)輻射頻譜和時(shí)域波形的測(cè)量。

室內(nèi)環(huán)境中計(jì)算機(jī)系統(tǒng)輻射頻譜的測(cè)量

本次測(cè)量在正常的室內(nèi)電磁環(huán)境中進(jìn)行。受測(cè)試計(jì)算機(jī)系統(tǒng)放置在高1m的木質(zhì)測(cè)試臺(tái)上，遠(yuǎn)離可能的輻射源及金屬物體，顯示器數(shù)據(jù)線及電源線垂直地面放置。采用HD0110LPDA7型對(duì)數(shù)周期天線，連接到Tektronix WCA280A無線通信分析儀進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量分成兩個(gè)步驟，首先測(cè)量環(huán)境中的背景噪聲，然后讓計(jì)算機(jī)正常工作，顯示一幅圖片情況下，測(cè)量其輻射頻譜。

◆ 室內(nèi)環(huán)境中背景噪聲頻譜測(cè)量

關(guān)閉待測(cè)量的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，測(cè)量環(huán)境中的背景噪聲。結(jié)果如圖2。

◆ 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)輻射頻譜測(cè)量

開啟計(jì)算機(jī)，顯示一幅圖像，對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的輻射頻譜進(jìn)行測(cè)量。結(jié)果如圖3。

對(duì)比圖3和圖2，可以發(fā)現(xiàn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的輻射頻譜并沒有完全淹沒在噪聲中。

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)電磁輻射時(shí)域波形的測(cè)量

本次測(cè)量實(shí)驗(yàn)配置同圖1，天線接收到的信號(hào)通過同軸電纜，連接到Tektronix TDS5054數(shù)字熒光示波器進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量分成兩個(gè)步驟，首先測(cè)量環(huán)境中的背景噪聲的時(shí)域波形，然后讓計(jì)算機(jī)正常工作，顯示一幅圖片情況下，測(cè)量其時(shí)域波形。

◆ 室內(nèi)環(huán)境中背景噪聲時(shí)域波形的測(cè)量

關(guān)閉待測(cè)量的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，測(cè)量環(huán)境中的背景噪聲。結(jié)果如圖4。

◆ 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)電磁輻射時(shí)域波形的測(cè)量

開啟計(jì)算機(jī)，顯示一幅的圖像，對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的輻射頻譜進(jìn)行測(cè)量。結(jié)果如圖5。

對(duì)比圖4和圖5，可以看出在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)開啟后，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(cè)量

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的輻射可以根據(jù)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。通過測(cè)量一米球處電磁場(chǎng)的輻射，既便于同解析方法構(gòu)建的計(jì)算機(jī)電磁輻射模型進(jìn)行對(duì)比，又方便通過測(cè)量的數(shù)據(jù)直接評(píng)估和計(jì)算電磁輻射對(duì)人體的生物效應(yīng)，還可以根據(jù)1m球面的等效輻射源計(jì)算遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)的分布情況。

在正對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中心，距離計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1m處測(cè)得的輻射波形如圖7所示，峰-峰值上升為46.03mV。

驗(yàn)證仿真測(cè)量結(jié)果

本文通過Tektronix TDS5054數(shù)字熒光示波器和WCA280A無線通信分析儀搭建了室內(nèi)電磁環(huán)境下計(jì)算機(jī)系統(tǒng)電磁輻射測(cè)量系統(tǒng)。通過測(cè)量驗(yàn)證了解析法和計(jì)算電磁學(xué)法仿真計(jì)算機(jī)系統(tǒng)輻射的結(jié)果，為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)電磁輻射生物效應(yīng)提供數(shù)值依據(jù)，也為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)電磁輻射引起的信息泄露、接收、截獲和加固提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。