Экранирующие материалы предназначены для экранирования помещений/зданий (лабораторий, комнат, медицинских кабинетов, домов и т.д.) от воздействия электромагнитных излучений (полей) в широком диапазоне частот. Экранирующие материалы представлены широкой номенклатурой и включают в себя:

• Краски (ослабление до 40 дБ);
• Пленки (ослабление до 32 дБ);
• Ткани (ослабление до 60 дБ);
• Сетки и пластины (ослабление до 80 дБ);
• Покрытия;
• Одежда;
• Дополнительные приспособления для защиты от ЭМИ.

Экранирование магнитного поля

В большей степени встречаются постоянные и переменные низкочастотные поля. Высокочастотные магнитные поля из-за своей специфики имеют крайне быстрое затухание в пространстве, поэтому, зачастую не рассматриваются, как объект помех или негативного воздействия.

Существует небольшое количество материалов, способных экранировать магнитные поля . Меньшей степенью блокирования обладают ферромагнетики и электротехнические стали, в большей - пермаллои, мю-металлы и материалы из аморфных сплавов. Последние имеют высокий коэффициент магнитной проницаемости, за счет чего магнитная составляющая несет большие потери при прохождении через материал.

В каталоге нашей компании представлено три модификации материалов, экранирующих магнитные поля (как постоянные, так и переменные). Два из них отечественного производства и один - немецкого. Отечественный товар представлен аморфным сплавом, собранным в ленты из 3 см в полотно шириной 50 см, немецкий - мю-металл, имеющий ширину полотна 60 см. На товар представлены не полные характеристики в связи с отсутствием требуемого оборудования и нежеланием ряда исследовательских институтов сотрудничать в данном направлении. Помимо магнитной составляющей, все три материала хорошо блокируют низкочастотную электрическую и высокочастотные ЭМИ (более 55 дБ).

Принцип работы материала состоит в том, что силовые линии поля замыкаются в самом материале и практически не распространяются за пределы проводника. Кстати, из лент аморфного сплава изготавливают сердечники высокоточных трансформаторов тока.

Экранирование низкочастотной электрической составляющей и высокочастотных ЭМИ

С данной задачей справляются все материалы, представленные в каталоге. Коэффициент ослабления сильно зависит от типа материала и может колебаться от 20дБ до 100дБ.

Сетки медные и из нержавеющей стали

Представлены отечественными и импортными материалами. Отечественные поставляются по специальному заказу под брендом НЕОКИП и включают в себя медные сетки и сетки из нержавеющей стали определенной марки. Ячейка медной сетки составляет 0,56х0,56мм, ячека сетки из нержавеющей стали может иметь ячейку от 0,25 до 2 мм и ширину от 1 до 1,5 метров. Толщина проволоки зависит от ширины ячейки. Чем шире ячейка, тем толще проволока. Качество экранирующих сеток подтверждены независимыми испытаниями, на основании которых выданы протоколы испытаний на тестируемую продукцию.

Пленки на окна

Представлены с различным светопропусканием и коэффициентом пропускания.

• EDF50-150 - пленка на окна со светопропусканием 50% и ослаблением на частоте 1 ГГц - около 20 дБ. Самая низкая цена у данной модели;
• RDF62 - светопропускание 62%, ослабление на частоте 1 ГГц - 19 дБ;
• RDF72 - светопропускание 70%, ослабление на частоте 1 ГГц - 32 дБ.

Экранирующая ткань и покрытия

Имеет в своем ассортименте широкий спектр и представлена тюлями, плотными тканями для одежды и для технических целей. На сайте компании представлены только лучшие материалы мировых производителей, которые зарекомендовали себя с лучшей стороны как в промышленности, так и быту. Качество защитных свойств подтверждены независимыми испытаниями, по итогам которых имеются протоколы испытаний продукции. Практически все защитные ткани построены по принципу вплетения в основное волокно токопроводных нитей различной толщины и состава. Токопроводные элементы могут изготавливаться из специализированной нержавеющей стали или из меди и серебра, или из всех компонентов.

Тюли предназначены для защиты от электромагнитных излучений широкого диапазона и применяются в качестве завес на окнах, дверных проемах и различных конструкциях. Имеют в большинстве случаев белый или бежевый цвет. Ширина материала составляет от 1,3 до 3 метров. Отпускаются в погонных метрах.

Ткани для одежды имеют плотную структуру. В зависимости от типа ткани и применяемого в них металла, имеют различные тактильные ощущения. Эластичная Silver-Elastic и деликатная Wear мягко прилегают к телу и могут использоваться в качестве основы нижнего белья или одежды первого слоя. Ткань Steel Gray имеет более грубую структуру и при прикосновении к чувствительной коже, можно почувствовать покалывания, как от шерстяного свитера. Ткань Steel Twin или Silver Twin может использоваться как подкладочная ткань или внешний слой одежды, так как является самой толстой и грубой.

Технические ткани имеют максимальный коэффициент ослабления, который достигает 100 дБ (HNG80, HNG100). Могут применяться в качестве экранирующих основ для штор, палаток, чехлов, настенных покрытий и т.д.

Краска, грунтовка

Является крайне интересным направлением, так как достигается экранирующий эффект близкий к сеткам. За счет простоты нанесения на поверхность без дополнительных работ, позволяют получить минимальную стоимость по факту завершения работ по экранированию помещений. Сетку необходимо резать, стыковать, закреплять на поверхностях, штукатурить и т.д. Краску достаточно нанести на поверхность, заземлить и, по желанию, нанести финишное покрытие поверх самой краски. В настоящий момент компания поставляет модификацию немецкой экранирующей грунтовки HSF54. HSF54 является самой универсальной грунтовкой среди остальных. Одним из важных преимуществ HSF54 является ее морозостойкость. В настоящее время проходят разработки собственной экранирующей краски, которая по предварительным результатам, не уступает зарубежным аналогам.

Одежда

Экранирующая одежда представлена небольшим ассортиментом, так как в большинстве случаев требуется индивидуальный пошив. Наилучшим, но и самым дорогостоящим вариантом будет использование экранирующей одежды из ткани Silver Elastic. Одежда из этой ткани может растягиваться до 2 раз, за счет чего практически невозможно промахнуться с размером. В экранирующей одежде больше всего нуждается персонал, обслуживающий мощные электротехнические установки или антенно-фидерные устройства источников радиоизлучений, чувствительные к ЭМП людей, людей, имеющих кардиостимуляторы.

Компания ООО "Измерительные Системы и Технологии" помимо поставок материала, осуществляет пошив и сборку специализированных палаток и пространств, защищающих от электромагнитных излучений персонал или высокочувствительное оборудование.

Защита от электромагнитных излучений в последнее время набирает свои обороты, так как ранее данному вопросу практически не уделялось никакого внимания. В России до конца 80-х годов шла активная научная деятельность в области воздействия ЭМП на организм человека, разрабатывались новые жесткие нормативы СанПин, давались рекомендации. К концу 90-х активно стали развиваться системы сотовой связи. Только в 2013 году ученые со всего мира стали получать результаты исследований по влиянию электромагнитных излучений сотовой связи на организм человека и стали "по тихому" делаться выводы, что ЭМП длительного воздействия представляют явную угрозу для человека. Но за счет мощного лоббирования операторами сотовой связи во всем мире, голос ученых никто не слышит. Сотрудники нашей компании будут постепенно публиковать результаты экспериментов исследований ученых. Следите за новыми записями в блоге компании.

С каждым годом на рынке появляется все больше и больше экранирующих материалов. Но не все они обладают высоким качеством и заявленными экранирующими свойствами.

В статье постараюсь рассказать о ряде грунтовок или красок, не содержащих металла.

Одним из преимуществ неметаллических экранирующих грунтовок/красок является их более низкая рыночная стоимость по-отношению к своим металлическим собратьям. Низкая стоимость достигается за счет наличия в базе различных форм токопроводного углерода (сажа, графит и т.д.). Думаю, что некоторые читатели раньше пробовали подводить электрический ток к графитовому стержню карандаша и на практике наблюдали электрические свойства данного материала. В красках этот графит и прочие материалы заменяют металл, не пропуская электромагнитное излучение.

На рынке можно встретить ряд производителей из Германии, США, России и Китая, которые заверяют, что у них есть прекрасный продукт. Но так ли есть на самом деле?

Чтобы создать объективную картину, наша компания старается приобретать изделия различных фирм-производителей и проверять их на одном оборудовании при использовании одной методики в заданном диапазоне частот . Помимо этого ООО «Измерительные Системы и Технологии» ведет самостоятельную разработку защитного покрытия, которое в дальнейшем планируется применять по программе импортозамещения.

Методика оценки заключается в следующем:

• Оценка качества материала, находящегося в жидком состоянии, визуальным путем;
• Оценка качества материала, находящегося в твердом состоянии, визуальным путем;
• Оценка материала на экранирующие свойства в коаксиальном тракте;
• Оценка стоимости одного квадратного метра окрашенной поверхности.

Оценку прочностных параметров и химико-лабораторного анализа изделий мы не применяем в связи с тем, что при проведении вышеперечисленных этапов, большинство образцов не проходят контроль заявленного качества.

В данной статье приведем пример по грунтовкам из Германии, России (производитель находится в г.Санкт-Петербург), собственный опытный образец и образец из Китая.

Образец №1 (Китай)

Образец мы получили через 3 месяца после заказа. Железная банка, булькающая жидкость внутри, крайне мало информации по описанию изделия. Экранирующие свойства заявлены на неизвестной частоте на уровне 80-90%. . При открытии банки наружу вырвался очень едкий запах. После полного размешивания, получилась довольно однородная относительно жидкая субстанция. На второй день после нанесения материала на поверхность, грунтовка стала расслаиваться.

Стоимость материала составила 4000 руб за 5 литровое ведро. При заявленных 4-8 квадратных метрах на 1 литр получается 100-200 руб за квадратный метр. Очень хорошо. Но экранирующих свойств просто нет. Качества нет. Поэтому дальше краску не рассматриваем.

Образец №2 (собственный опытный образец)

Разработанный образец имеет жидкую равномерную структуру после короткого перемешивания. Наносится 1 литр на площадь 6-8 квадратных метров. Ложится ровно, адгезия хорошая, не расслаивается в процессе сушки. Сильно пачкает при прислонении.

Максимальные экранирующие свойства и токопроводность достигаются на третий день после нанесения. Имеет хуже токопроводность, по сравнению с немецким аналогом, но лучше китайского и российского БВ-1 и схожие экранирующие свойства с продукцией Yshield GmbH. Коэффициент экранирования составил 23,8…27,8 дБ в диапазоне частот 100МГц…7ГГц.

Стоимость материала выше, чем у , поэтому на текущий момент не представлена в ассортименте компании. Ведется доработка материала.

Образец №3 (грунтовка экранирующая БВ-1)

После длительного перемешивания имеет очень густую структуру. Встречаются комочки размером до 1 сантиметра в диаметре (даже после размешивания). На упаковке есть надпись «ПЕРЕД ПРИМЕНЕНИЕМ ТЩАТЕЛЬНО ПЕРЕМЕЩАТЬ ». Как «перемещать», куда «перемещать», не известно. Может поэтому остались в экранирующей грунтовке БВ-1 комочки (из-за неправильного «перемещения»)?

Через сутки после нанесения, покрытие начало частично расслаиваться . Для грунтовых покрытий данный материал однозначно не подойдет.

По экранирующим свойствам грунтовка абсолютно не соответствует заявленным свойствам!!!

Тестирования проводились на одном оборудовании (в компании ООО НПП «Радиострим». Методика и оборудование в конце статьи).

В диапазоне частот 100 МГц…7ГГц коэффициент ослабления фактически находился в коридоре 4,2…7дБ. Заявленное ослабление производителем 27…37 дБ. Обычная железобетонная стена толщиной 15 см обладает коэффициентом ослабления электромагнитных полей 10…20дБ (на частоте 1 ГГц). В протоколе испытаний (), предоставляемого производителем, имеется ряд несоответствий, что вызывает дополнительные сомнения о качестве продукта и компетенции испытательной лаборатории.

1. Если внимательно посмотреть, то среди испытательного оборудования присутствует генератор сигналов SMT 02. В описании технических характеристик генератора, верхняя рабочая частота ограничена значением 1,5 ГГц, а в протоколе присутствуют частоты измерений 1,8ГГц, 2,1ГГц и 2,4ГГц. Волшебство какое-то получается.
2. Поехали дальше. Зачем в перечне оборудования указаны логопериодическая антенна HyperLOG 7025 (не внесенная в Госреестр Средств Измерений) и рупорная антенна SAS 571 (скорее всего тоже не в Госреестре СИ)? На схеме и в измерениях данные антенны не принимают никакого участия.
3. Теперь покажите мне антенны АДИ-2. Информации по существованию данных антенн я вообще не нашел на просторах интернета.

Что касается стоимости. Все прекрасно. Заявленная стоимость 1350 руб за 1 кг грунтовки. Стоимость 1 м2 при указанном производителем расходе составит 203…405 руб.

Итог: полный развод на деньги. Экранирующая грунтовка БВ-1 (производство Санкт-Петербург) практически не является экранирующей. Заявленные параметры, скорее всего, сфальсифицированы. Качество краски как покрытия оставляет желать лучшего.

Совет: за чуть большие денежные средства лучше применить металлическую сетку или краску другого производителя, а не иметь ослабление ВЧ полей на уровне кирпичных стен.

Что касается сертификатов, то Декларацию Соответствия или Сертификат Соответствия можно просто заказать без какой-либо отправки материала в испытательную лабораторию. Делается это элементарно.

Образец №4 (экранирующая краска/грунтовка HSF54. Страна производства - Германия)

Характеристики краски в ее жидком и высохшем состоянии оставляют хорошие впечатления. Легко перемешивается, достаточно жидкая. Если прикоснуться к высохшей поверхности, можно сильно испачкаться графитом. Имеет высокую стабильность.

По экранирующим свойствам не соответствует заявленным. Фактические параметры ниже заявленных, но имеют довольно неплохой уровень. Различия в коэффициентах экранирования могут быть обусловлены различными методиками измерений. АЧХ довольно линейна. В диапазоне частот 100 МГц…7ГГц имеет коэффициент ослабления на уровне 26…28 дБ.

Стоимость довольно высокая. 1 литр стоит 5000…5500 руб. В 5 л ведрах получается дешевле (24500 руб.). Цена за 1 квадратный метр будет колебаться в диапазоне 700…820 руб.

Итог: единственная на настоящий момент экранирующая грунтовка / краска без металлических компонентов, не имеющая пока равных на рынке в сегменте цена/качество. Легко конкурирует по данному параметру со специализированными сетками из нержавеющей стали и меди (В связи с применением минимума монтажных работ по нанесению краски на различные поверхности. Сетку нужно срастить, прибить к поверхности, заштукатурить и т.д.).

Методика испытаний

ОБЪЕКТЫ ИСПЫТАНИЙ.

• Объектами испытаний являлись образцы краски, обеспечивающие электропроводность при нанесении на бумажную подложку. Краска предоставлена ООО «Измерительные Системы и Технологии».
• Подготовка образцов и технология нанесения: перед покрытием проводилось встряхивание, без УЗ обработки. После одностороннего покрытия образцы выдерживались не менее 2 суток в нормальных (по ГОСТ) условиях.
• В качестве основы образцов экранирующих материалов использованы:
• писчая бумага (стандарт, плотность до 80 г/м 2), одностороннее покрытие.

ЦЕЛЬ ИСПЫТАНИЙ.

Оценка степени экранировки (коэффициента прохождения электромагнитного излучения K прох) в диапазоне частот: 100 МГц - 7 ГГц образцов бумаги и ткани, обработанных испытуемой краской.

МЕТОДИКИ ИСПЫТАНИЙ

Измерения в диапазоне частот 100 МГц...7 ГГц проводились на лабораторном стенде, на базе измерителя комплексных коэффициентов передачи "Обзор-804/1", сопряжённого с компьютерной системой регистрации и обработки сигнала. Образцы помещались в коаксиальную измерительную ячейку сечением 16/6.95 мм, согласованную с коаксиальным измерительным трактом и включенную в режим измерения ослаблений (пропускания). Тракт обеспечивает распространение волны ТЕМ-моды. Перед проведением измерений проводилась полная двухпортовая калибровка пустой измерительной ячейки. Образцы изготовлялись таким образом, чтобы обеспечить электрический контакт центрального и внешнего проводников по всему периметру.

Для подтверждения информации по экранирующим свойствам, можем выслать протоколы испытаний, проведенных в лаборатории ООО НПП «Радиострим» (по требованию).

Выводы делайте сами.

В настоящий момент хорошие экранирующие краски имеют экономическое преимущество перед экранирующими сетками из нержавеющей стали и меди.

В следующей статье пойдет сравнение экранирующих штукатурок.

Экранирование стен от электромагнитных излучений - одна из составляющих при экранировании помещений на объекте. Данная процедура применяется для защиты людей, находящихся в помещении от внешнего воздействия источников электромагнитного излучения. Источником электромагнитных излучений могут выступать базовые станции сотовой связи, радары, различные испытательные центры и установки, линии электропередач, трансформаторные подстанции, распределительные щиты, серверные и многое другое.

Для экранирования стен могут применяться различные материалы: экранирующие сетки, краски, крупноячеистые ткани, металлические листы. Самым универсальным материалом является краска (грунтовка). При экранировании стен от электромагнитных излучений необходимо установить их диапазон частот. Если это низкие частоты, например, ЭМП, формируемые высоковольтными линиями электропередач или трансформаторными подстанциями, то требуется защита в низкочастотном диапазоне (десятки-тысячи Герц) не только от электрической составляющей, но и от магнитной. Магнитное поле гораздо сложнее экранировать, чем электрическое. Для этого необходимо применять металлические листы (тонкие) с обязательным их заземлением, закрывать все щели, пропаивать или проклеивать все стыки. Убрав магнитную составляющую, автоматически уберется и электрическая. Все остальные материалы (краски, ткани, сетки) ослабляют только электрическую составляющую.

Если происходит экранирование стен от высокочастотных электромагнитных излучений, то достаточно применить мелкоячеистую сетку или краску (грунтовку). Данные материалы тоже требуют заземления.

Самой большой проблемой при экранировании стен от электромагнитных излучений может стать отсутствие заземляющей шины, с которой можно скоммутировать защитные материалы. Данная проблема может возникнуть в старых домах, не оборудованных специальной системой заземления.

В последнее время экранирование стен в помещениях (на объектах) требуется для решения крайне специфичной задачи - защита от переизлучений металлических конструкций. В современных строениях в стенах заложено большое количество арматуры и других металлических изделий, которые зачастую являются переизлучателями сигнала (или модуляторами при наслоении нескольких сигналов разной частоты). Экранирование помогает убрать данный эффект.

Еще одной задачей является экранирование электрической проводки. Данный вопрос особо актуален в деревянных или щитовых домах. Зашита от излучения, формируемое проводкой, производится при помощи краски. После экранирование стен, кровати можно ставить в непосредственной близости со стенами.

Если у Вас возникли вопросы по экранированию тех или иных поверхностей (объектов), Вы можете обратиться к сотрудником нашей компании за подробной консультацией по специализированным материалам и их применению.

Для экранирования электромагнитных полей применяются спе-циальные конструкции и разнообразные материалы. Специальные конструкции включают экранированные сооружения , помещения и камеры. Они могут быть стационарными, сборно-разборными и мобильными. Выполняются из стальных листов толщиной 2-3 мм и обеспечивают затухание электромагнитного поля 60-120 дБ. Для обеспечения нормальной работы они оборудуются защищенны-ми дверьми, воротами, проемами с устройствами сигнализации о плотном закрытии, разнообразными помехоподавляющими филь-трами, средствами вентиляции и кондиционирования, пожарной сигнализации, пожаротушения и дымоулавливания.

В качестве материалов для эффективного экранирования ис-пользуются металлические листы и сетки. Стальные листы тол-щиной 2-3 мм, сваренные герметичным швом, обеспечивают на-ибольший экранирующий эффект (до 100 и более дБ). Толщина стального листа выбирается исходя из прочности конструкции и возможности создания сплошного шва. При сварке переменным током толщина сплошного шва обеспечивается при толщине лис-тов 1,5-2 мм, на постоянном токе — около 1 мм, газовая сварка позволяет создать сплошной шов при толщине свариваемых лис-тов до 0,8 мм.

Однако металлические листы имеют высокую цену, а изготов-ление из них экранов и их эксплуатация требуют больших затрат. Коррозия и появляющаяся во время монтажа напряженность сва-рочных швов снижают надежность и долговечность экранов, а необходимость их периодической проверки и устранения дефектов повышают эксплуатационные расходы.

Более дешевые и удобные, но менее эффективные экраны из металлической сетки. Применяют для экранирования сетки из луженой стальной и латунной проволоки с ячейками размерами от долей (0,25) мм до единиц (3-6) мм. Экранирующие свойства сет-ки в основном определяются отражением электромагнитной волны от ее поверхности. Эффективность экрана из луженой низкоугле-родистой стальной сетки с ячейками размером 2,5-3 мм составляет на частотах Гц 55-60 дБ, а из двойной сетки с расстоянием между слоями 100 мм достигает эффективности экранов из стальных лис-тов — около 90 дБ. По соотношению радиуса г проволоки сетки и шага сетки s различают густые и редкие сетки. К густым относят-ся сетки, у которых s/r < 8, у редких — s/r > 8. Эффективность эк-ранирования редкой сетки определяется по формуле:

Для густых сеток более точный результат получается при за-мене величины ln(2nr/s) в этой формуле на 2nr/s.

Наряду с рассмотренными традиционными средствами для электромагнитного экранирования в последнее время все шире применяются фольговые и металлизированные материалы, то-копроводящие краски и клеи, радиопоглощающие строитель-ные материалы.

В качестве фольговых материалов используются фольга тол-щиной 0,01-0,08 мм, наклеиваемая на экранируемую поверхность, и фольга на непроводящей подложке, например на фольгоизоле. Фольга изготовляется из алюминия, латуни, цинка.

Металлизация различных материалов применяется для элек-тромагнитного экранирования благодаря универсальности мето-да распыления расплавленного металла струей сжатого воздуха. Движущиеся с большой скоростью распыленные частицы метал-ла ударяются о поверхность подложки, деформируются и сопри-касаются друг с другом. При этом обеспечивается прочная связь с подложкой и непрерывная проводимость покрытия. Этот метод позволяет нанести металлический слой практически на любую поверхность: плотную бумагу, ткань, дерево, стекло, пластмассу, бе-тон и др. Толщина наносимого слоя зависит от физико-химических свойств подложки. Для плотной бумаги слой металла характеризу-ется величиной не более 0,28 кг/м 2 , для ткани — 0,3 кг/м 2 , для жес-ткой подложки толщина не ограничивается. В качестве металла покрытия чаще используется цинк, реже алюминий. Алюминиевое покрытие имеет более высокий (примерно не 20 дБ) коэффициент экранирования, но оно менее технологично.

Эффективность экранирования металлизированной цинком поверхности оценивается по эмпирической формуле:

S MeT = 97 + 51gd 0 -201gf,

где d 0 — количество распыленного металла, кг/м 2 , f— частота поля, Мгц.

Из металлизированных материалов наиболее широко приме-няются металлизированные ткани и пленки (стекла). Ткани ме-таллизируются как путем вплетения в нее металлизированных или металлических нитей пряжи, так и путем нанесения на поверх-ность ткани слоя металла. При этом у тканей сохраняются не толь-ко ее первоначальные свойства (гибкость, воздухопроницаемость, легкость) и внешний вид, но появляются дополнительные стой-кость к агрессивным средам и противопожарная устойчивость. Ткань можно сшивать, склеивать и даже паять. Эффективность эк-ранирования металлизированных тканей в высокочастотном диа-пазоне (сотни МГц) достигает 50-70 дБ. Их применяют для экра-нирования стен и оконных проемов (в виде штор), корпусов про-дукции, антенных отражателей, чехлов на объекты радиолокаци-онного наблюдения.

Электрические и оптические свойства стекол с токопроводящим покрытием зависят от состава токопроводящей пленки, ее тол-щины, методов ее нанесения и свойств стекла. Допустимые сни-жение прозрачности пленки не более 20% и электропроводность обеспечиваются при толщине пленки 5-3000 нм. Наибольшее рас-пространение получили пленки из окиси олова.

Стекла с токопроводящими покрытиями имеют поверхностное электрическое сопротивление порядка 5-10 Ом при незначительном (не более 20%) ухудшении прозрачности. Токопроводящие пленки, наклеиваемые на стекла окон, позволяют повысить экра-нирующий эффект окон без ухудшения их внешнего вида и про-зрачности на 18-22 дБ на частотах в сотни МГц и на 35-40 дБ на частотах единицы ГГц. В зависимости от вида напыляемого на пленку металла они имеют золотистый (медное напыление) или се-ребристый (алюминиевое напыление) цвет.

Токопроводящие краски создаются путем ввода в краски то-копроводящих материалов: коллоидного серебра, графита, сажи, оксидов металла, порошковой меди и алюминия и других метал-лов. Наилучшие результаты обеспечивает краска, у которой в ка-честве токопроводящего пигмента применяется ацетиленовая сажа и графит. Например, краска, представляющая композицию лака 9-32 и 300% карандашного графита, имеет поверхностное сопро-тивление 7-7,6 Ома при толщине покрытия 0,15-0,17 мм и сопро-тивление 5-6 Ом при толщине покрытия 0,2-0,21 мм.

Тркопроводящие краски в силу худшей электропроводности и малой толщины обеспечивают меньшую по сравнению с металли-зированными тканями экранирующую эффективность, но не ме-нее 30 дБ в широком диапазоне частот. Но из-за простоты нанесе-ния на поверхность эмали широко применяются для:

Экранирования ограждений (стен, потолков, дверей);

Защиты контактных поверхностей от окисления;

Окрашивания внутренней поверхности корпусов аппаратуры;

Проведения профилактических и ремонтных работ, в том числе для заделки щелей, отверстий, выводов труб из стен, для улуч-шения контакта между металлизированными пленками и ме-таллическими экранами стен.

Электропроводные клеи применяются вместо пайки и болто-вых соединений элементов электромагнитных экранов, а также для заполнения щелей и малых отверстий в них. Основу электропровод-ного клея составляет смесь эпоксидной смолы и тонкодисперсных порошков железа, кобальта или никеля. Про прочности до 500 кг/ см 2 такой клей имеет низкую удельную электропроводность.

Для повышения экранирующей способности потолков, стен, полов помещений применяются ферритодиэлектрические облицовочные материалы , поглощающие электромагнитные поля. Этот поглотитель представляет собой панель из склеенных метал-лической подложки, ферритового и диэлектрического материалов. Ферритодиэлектрический поглотитель электромагнитных волн экологически чист, имеет стабильные радиотехнические характе-ристики в широком диапазоне частот, обеспечивает коэффициент отражения -12-(-40) дБ в диапазоне частот 0,03-40 ГГц, устойчив к воздействию огня.

Путем добавки в бетон строительных конструкций токопроводящих материалов удается также повысить экранирующие свойс-тва стен и перекрытий зданий.

Металлизированные ткани и пленки, фольговый материал, токопроводящие эмали эффективно экранируют слабые побочные электромагнитные излучения и наводки, но их экранирующая спо-собность недостаточна для энергетической скрытности более мощ-ных сигналов, например излучений передатчиков закладных уст-ройств, не говоря уже об излучениях настраиваемых или испытуе-мых в исследовательских лабораториях создаваемых излучающих радиоэлектронных средств.

Для гарантированного ослабления опасных сигналов при жес-тких требованиях к уровню безопасности информации источни-ки излучений размещают в экранированных помещениях (экран-ных комнатах), ограждения которых покрыты стальными листа-ми или металлическими сетками. Размеры экранированного поме-щения выбирают из его назначения и стоимости экранирования. Существуют экранированные вычислительные центры площадью в многие десятки м 2 , но обычно экранные комнаты для проведе-ния измерений радиоизлучающих блоков и антенн имеют неболь-шую площадь в 6-8 м 2 при высоте 2,5-3 м. Металлические листы или полотнища сетки, покрывающие стены, потолок и пол, долж-ны быть прочно, с малым электрическим сопротивлением, соеди-нены между собой по периметру. Для сплошных экранов это со-единение обеспечивается сваркой или пайкой, для сетчатых экра-нов должен быть обеспечен точечной сваркой или пайкой хороший электрический контакт между полотнищами не реже чем через 10-15 мм.

Двери должны быть также экранированы. При их закрывании необходимо обеспечить надежный электрический контакт с метал-лическими листами или сеткой стен по всему периметру дверей. Для этого применяют пружинную гребенку из фосфористой брон-зы, которую укрепляют по внутреннему периметру дверной рамы. При наличии в экранной комнате окон последние должны быть затянуты одним или двумя слоями сетки, расстояние между сло-ями двойной сетки не менее 50 см. Слои сетки должны иметь хо-роший электрический контакт с экраном стен по всему периметру оконной рамы. Экран, изготовленный из луженой низкоуглеродис-той стальной сетки с ячейкой размером 2,5-3 мм, уменьшает уро-вень излучений на 55-60 дБ, а из такой же двойной (с расстоянием между наружной и внутренней сетками 100 мм) приблизительно на 90 дБ. Сетки для обеспечения возможности мытья стекол удоб-нее делать съемными, а металлическое обрамление съемной час-ти должно иметь пружинящие контакты в виде гребенки из фос-фористой бронзы.

При проведении работ по тщательному экранированию подоб-ных помещений необходимо одновременно обеспечить нормаль-ные условия для работающего в нем человека, прежде всего, вен-тиляцию воздуха и освещение. Это тем более важно, так как у че-ловека в экранной комнате может ухудшиться самочувствие из-за экранирования магнитного поля Земли.

Для эффективного электромагнитного экранирования венти-ляционные отверстия на частотах менее 1000 МГц закрывают со-товыми экранами с прямоугольными, круглыми, шестигранными ячейками. Для обеспечения эффективного электромагнитного эк-ранирования необходимо, чтобы размеры ячеек экрана не превы-шали 0,1 длины волны поля. Но на высоких частотах размеры яче-ек могут быть столь малыми, что ухудшится вентиляция через них воздуха. Поэтому на частотах выше 1000 МГц применяют специ-альные электромагнитные ловушки в виде конструкции из погло-щающих электромагнитные поля материалов, вставляемой в вен-тиляционные отверстия.

Величины затухания радиосигнала в экранированном помеще-ния в зависимости от конструкции экрана указаны в табл. 24.1.

Вопросы для самопроверки

1.Требования к средствам защиты информации от утечки через побочные электромагнитные излучения и наводки.

2.Типы средств для подавления опасных сигналов акустоэлектрических преобразователей.

3.Что представляют собой специальные конструкции для экрани-рования полей?

4.Какие материалы используются для экранирования электромаг-нитных полей?

5.Достоинства и недостатки пленок, красок и клея, применяемых для электромагнитного экранирования.

Хорев Анатолий Анатольевич,
доктор технических наук, профессор
Национальный исследовательский университет «МИЗТ», г.Москва

Способы защиты объектов информатизации от утечки информации по техническим каналам: экранирование

В статье рассмотрены вопросы, связанные с защитой объектов информатизации от утечки информации по техническим каналам путем использования средств электромагнитного экранирования.

1. Экранирование как способ уменьшения уровня побочных электромагнитных излучений

Одним из наиболее опасных технических каналов утечки информации на объектах информатизации является канал утечки информации, возникающий вследствие побочных электромагнитных излучений (ПЭМИ) технических средств обработки информации (ТСОИ). Такой канал утечки информации часто называют электромагнитным .

В области защиты информации под побочным электромагнитным излучением обычно понимается нежелательное радиоизлучение, возникающие в результате нелинейных процессов в электронной аппаратуре.

В зарубежной литературе вместо термина ПЭМИ используются термины compromising emanations» (компрометирующие излучения) или TEMPEST (сокращение от «transient electromagnetic pulse emanation standard» - стандарт на электромагнитные импульсные излучения, вызванные переходными процессами в электронной аппаратуре).

Функционирование любого технического средства обработки информации связано с протеканием по его токоведущим элементам электрических токов и образованием разности потенциалов между различными точками его электрической схемы, которые порождают магнитные и электрические поля .

Узлы и элементы электронной аппаратуры, в которых имеют место большие напряжения и протекают малые токи, создают в ближней зоне электромагнитные поля с преобладанием электрической составляющей. Преимущественное влияние электрических полей на элементы электронной аппаратуры наблюдается и в тех случаях, когда эти элементы малочувствительны к магнитной составляющей электромагнитного поля.

Узлы и элементы электронной аппаратуры, в которых протекают большие токи и имеют место малые перепады напряжения, создают в ближней зоне электромагнитные поля с преобладанием магнитной составляющей. Преимущественное влияние магнитных полей на аппаратуру наблюдается также в случае, если рассматриваемое устройство малочувствительно к электрической составляющей поля или последняя много меньше магнитной за счёт свойств излучателя.

Побочные электромагнитные излучения возникают также при «протекании» информативных сигналов по соединительным линиям ТСОИ.

Эффективным методом снижения уровня ПЭМИ является экранирование их источников.

Для оценки эффективности экранирования электрической или магнитной составляющей электромагнитного поля вводят понятие коэффициента экранирования (ослабления)

A E =20lg(E o /E A); (1)

A H =20lg(H o /H A), (2)

А Е - коэффициент экранирования (ослабления) по электрической составляющей электромагнитного поля, дБ,
А н - коэффициент экранирования (ослабления) по магнитной составляющей электромагнитного поля, дБ,
Е 0 - напряжённость электрической составляющей электромагнитного поля в точке измерения в отсутствии экрана, В/м, Е А - напряжённость электрической составляющей электромагнитного поля в точке измерения при наличии экрана, В/м, Н 0 - напряжённость магнитной составляющей электромагнитного поля в точке измерения в отсутствии экрана,А/м,
Н А - напряжённость электрической составляющей электромагнитного поля в точке измерения при наличии экрана, А/м.

Различают следующие способы экранирования: электростатическое, магнитостатическое и электромагнитное .

Электростатическое и магнитостатическое экранирование основаны на замыкании экраном (обладающим в первом случае высокой электропроводностью, а во втором магнитопроводностью) соответственно электрического и магнитного полей.

Электростатическое экранирование по существу сводится к замыканию электростатического поля на поверхность металлического экрана и отводу электрических зарядов на землю (на корпус прибора). Заземление электростатического экрана является необходимым элементом при реализации электростатического экранирования.

Применение металлических экранов позволяет полностью устранить влияние электростатического поля. При использовании диэлектрических экранов, плотно прилегающих к экранируемому элементу, можно ослабить поле источника наводки в ε раз, где ε - относительная диэлектрическая проницаемость материала экрана .

Основной задачей экранирования электрических полей является снижение ёмкости связи между экранируемыми элементами конструкции. Следовательно, эффективность экранирования определяется в основном отношением ёмкостей связи между источником и рецептором наводки до и после установки заземлённого экрана. Поэтому любые действия, приводящие к снижению ёмкости связи, увеличивают эффективность экранирования.

Экранирующее действие металлического листа существенно зависит от качества соединения экрана с корпусом прибора и частей экрана друг с другом. Особенно важно не иметь соединительных проводов между частями экрана и корпусом.

В диапазонах метровых и более коротких длин волн соединительные проводники длиной в несколько сантиметров могут резко ухудшить эффективность экранирования. На ещё более коротких волнах дециметрового и сантиметрового диапазонов соединительные проводники и шины между экранами недопустимы. Для получения высокой эффективности экранирования электрического поля здесь необходимо применять непосредственное сплошное соединение отдельных частей экрана друг с другом .

Узкие щели и отверстия в металлическом экране, размеры которых малы по сравнению с длиной волны, практически не ухудшают экранирование электрического поля.

На частотах свыше 1 ГГц с увеличением частоты эффективность экранирования снижается.

Основные требования, которые предъявляются к электрическим экранам, можно сформулировать следующим образом :

• конструкция экрана должна выбираться такой, чтобы силовые линии электрического поля замыкались на стенки экрана, не выходя за его пределы;
• в области низких частот при глубине проникновения (δ) больше толщины(d), то есть при δ > d, эффективность электростатического экранирования практически определяется качеством электрического контакта металлического экрана с корпусом устройства и мало зависит от материала экрана и его толщины;
• в области высоких частот при δ > d эффективность экрана, работающего в электромагнитном режиме, определяется его толщиной, проводимостью и магнитной проницаемостью.

Магнитостатическое экранирование используется при необходимости подавить наводки на низких частотах от 0 до 3 -10 кГц .

Основные требования, предъявляемые к магнитостатическим экранам, можно свести к следующим :

• магнитная проницаемость μ α материала экрана должна быть возможно более высокой. Для изготовления экранов желательно применять магнитомягкие материалы с высокой магнитной проницаемостью (например, пермаллой);
• увеличение толщины стенок экрана приводит к повышению эффективности экранирования, однако при этом следует принимать во внимание возможные конструктивные ограничения по массе и габаритам экрана;
• стыки, разрезы и швы в экране должны размещаться параллельно линиям магнитной индукции магнитного поля, их число должно быть минимальным;
• заземление экрана не влияет на эффективность магнитостатического экранирования.

Эффективность магнитостатического экранирования повышается при применении многослойных экранов.

Экранирование высокочастотного магнитного поля основано на использовании магнитной индукции, создающей в экране переменные индукционные вихревые токи (токи Фуко). Магнитное поле этих токов внутри экрана будет направлено навстречу возбуждающему полю, а за его пределами - в ту же сторону, что и возбуждающее поле. Результирующее поле оказывается ослабленным внутри экрана и усиленным вне его. Вихревые токи в экране распределяются неравномерно по его сечению (толщине). Это называется явлением поверхностного эффекта, сущность которого заключается в том, что переменное магнитное поле ослабевает по мере проникновения в глубь металла, так как внутренние слои экранируются вихревыми токами, циркулирующими в поверхностных слоях .

Благодаря поверхностному эффекту плотность вихревых токов и напряжённость переменного магнитного поля по мере углубления в металл падают по экспоненциальному закону.

Эффективность магнитного экранирования зависит от частоты и электрических свойств материала экрана. Чем ниже частота, тем слабее действует экран, тем большей толщины приходится его делать для достижения одного и того же экранирующего эффекта. Для высоких частот, начиная с диапазона средних волн, экран из любого металла толщиной 0,5-1,5 мм действует весьма эффективно. При выборе толщины и материала экрана следует учитывать механическую прочность, жёсткость, стойкость против коррозии, удобство стыковки отдельных деталей и осуществления между ними переходных контактов с малым сопротивлением, удобство пайки, сварки и пр. .

Для частот выше 10 МГц медная и, тем более, серебряная плёнка толщиной более 0,1 мм даёт значительный экранирующий эффект. Поэтому на частотах выше 10 МГц вполне допустимо применение экранов из фольги-рованного гетинакса или другого изоляционного материала с нанесённым на него медным или серебряным покрытием .

При экранировании магнитного поля заземление экрана не изменяет величины возбуждаемых в экране токов и, следовательно, на эффективность магнитного экранирования не влияет.

На высоких частотах применяется исключительно электромагнитное экранирование. Действие электромагнитного экрана основано на том, что высокочастотное электромагнитное поле ослабляется им же созданным (благодаря образующимся в толще экрана вихревым токам) полем обратного направления.

2. Экранирующие материалы

Выбор материала экрана проводится исходя из обеспечения требуемой эффективностиэкранирования в заданном диапазоне частот при определённых ограничениях. Эти ограничения связаны с массогабаритными характеристиками экрана, его влиянием на экранируемый объект, с механической прочностью и устойчивостью экрана против коррозии, с технологичностью его конструкции и т.д.

Таблица 1. Коэффициенты экранирования электромагнитного поля некоторых материалов

Наименование материала	Толщина, мм	Диапазон частот, МГц	Коэффициент экранирования, дБ
Листовая сталь СТ-3, ГОСТ 19903-74
Фольга алюминиевая, ГОСТ 618-73
Фольга медная, ГОСТ 5638-75
Сетка стальная тканая, ГОСТ 5336-73
Радиозащитное стекло с одно- или с двухсторонним полупроводниковым покрытием, ТУ 21-54-41-73
Ткань хлопчатобумажная с наноструктурным ферромагнитным микропроводом
Ткань трикотажная (полиамид + проволока), ТУ 6-06-С202-90
Ткань металлизированная «Восход»	Толщина напыления 4-6 мкм		4. Николаенко Ю.С. Противодействие радиотехнической разведке // Системы безопасности, связи и телекоммуникаций. - 1995. - № 6. - С. 12 - 15. 5. Рабочая станция ЕС1855.М.02. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.niievm.by/products/ec1855_m_02.htm . 6. СанПиН 2.2.4/2.1.8.055-96. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы. «Электромагнитные излучения радиочастотного диапазона (ЭМИ РЧ)». [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.vrednost.ru/224218055.php . 7. Технические методы и средства защиты информации / Ю.Н. Максимов, В.Г. Сонников, В.Г. Петров и др. - СПб.: «Издательство Полигон», 2000. - 320 с. 8. Хорев А.А. Техническая защита информации: учеб. пособие для студентов вузов. В 3 т. Т. 1. Технические каналы утечки информации. - М.: НПЦ «Аналитика», 2008. - 436 с. 9. Экранированные сооружения. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www .elfilter. ru/levadnyi/kamers.htm. 10. Экранирующие материалы для защиты от электромагнитных излучений и решения проблем электромагнитной совместимости. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://ckbrm.ru/index.php?products=64 11. Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств и непреднамеренные помехи. В 3-х вып. Вып 2. Внутрисистемные помехи и методы их уменьшения: Сокращ. пер. с англ./Под ред. А.И.Саприга. - М.: Сов. Радио, 1978. - 272 с.