Содержание к диссертации
Введение
1. Защита информации от утечки по каналам побочных электромагнитных излучений 11
1.1. Методы и средства защиты информации от утечки по техническим каналам 12
1.2. Существующие подходы, направленные на решение проблемы создания помех генераторами шума 16
1.3. Разработка методики на основе программируемого принципа формирования электромагнитной помехи средствами активной защиты...21
1.4. Выводы 22
2. Режимы частотно-задающих цепей средств активной защиты 23
2.1. Исследование характеристик радиосигналов 24
2.1.1. Анализ полос частот радиосигналов, чувствительных к повышенному уровню электромагнитного поля 25
2.1.2. Определение величины, характеризующей степень влияния маскирующего шума 30
2.1.3. Исследование количественных и качественных характеристик радиосигналов, на которых создаются существенные помехи 38
2.2. Определение режимов для формирования полос частот 43
2.3. Выводы 44
3. Расчет и проектирование частотно-задающих цепей генератора шума 46
3.1. Электрические фильтры 48
3.1.1. Фильтры, краткое введение 48
3.1.2. Амплитудно-частотная характеристика 52
3.1.3. Характеристики фазочастотная и группового времени 54
3.2. Методы расчета 55
3.2.1. Расчет фильтров по характеристическим параметрам 55
3.2.2. Расчет фильтров по рабочим параметрам затухания 63
3.3. Активные фильтры 64
3.3.1. Прямая реализация 65
3.3.2. Каскадная реализация 67
3.4. Частотная характеристика и передаточная функция 69
3.4.1. Переход от технических требований к передаточной функции 70
3.4.2. Методика проектирования 73
3.5. Аппроксимация характеристик 77
3.5.1. Аппроксимация по Баттерворту 80
3.5.2. Аппроксимация по Чебышеву 81
3.5.3. Аппроксимация по Чебышеву (инверсная) 84
3.5.4. Эллиптические фильтры 86
3.5.5. Аппроксимация по Бесселю 88
3.6. Выбор технического решения, соответствующего режимам для формирования полос частот 90
3.6.1. Классические фильтры 91
3.6.2. Схема фильтров на основе конверторов полного сопротивления 92
3.6.3. Алгоритм расчета полосно-заграждающего фильтра на основе конверторов полного сопротивления 93
3.7. Математическое моделирование технического решения 96
3.7.1. Математическое моделирование схемы полосно-заграждающего фильтра на основе конверторов полного сопротивления 97
3.7.2. Проверка соответствия схемного решения техническим характеристикам 99
3.8. Программное обеспечение расчета полосно-заграждающего фильтра на основе конверторов полного сопротивления 107
3.9. Расчет фильтров 110
3.10. Выводы 111
4. Анализ характеристик средства формирования шумовой электромагнитной помехи 113
4.1. Средство формирования шумовой электромагнитной помехи 114
4.2. Измерения характеристик опытных образцов 116
4.3. Результаты исследования средства формирования шумовой электромагнитной помехи 122
4.4. Сравнение с известными решениями 128
4.5. Выводы 129
Заключение 131
Список использованных источников 133
Приложение
- Существующие подходы, направленные на решение проблемы создания помех генераторами шума
- Определение режимов для формирования полос частот
- Выбор технического решения, соответствующего режимам для формирования полос частот
- Результаты исследования средства формирования шумовой электромагнитной помехи
Введение к работе
Актуальность темы. В современных условиях информатизации общества данные обрабатываются с использованием средств вычислительной техники. Это позволяет ускорить процесс доступа к необходимой информации, увеличить ее объем, осуществить автоматическую выборку из огромных баз или массивов, а также получать новые услуги в электронном виде. Электронные системы используются во всевозможных аспектах жизнедеятельности человека от контроля доступа и оплаты за коммунальные услуги до охраны здоровья и обеспечения безопасности. Однако кроме очевидных положительных моментов такой информатизации, есть и отрицательные.
Работа всех электронных устройств сопровождается побочными электромагнитными излучениями. Физика этого явления заключается в том, что при протекании переменного электрического тока по проводам излучается электромагнитное поле. Это поле несет в себе ту же самую информацию, которая передается по интерфейсным проводам компьютера, шинам данных и т.д. Таким образом, все обрабатываемые данные в большей или меньшей степени могут излучаться в радиоэфир. Между тем, существуют категории информации, например, о состоянии здоровья или государственной безопасности, которые отнесены к конфиденциальной или секретной. Свободное распространение этих данных может нанести ущерб владельцу или государству в целом.
Для защиты информации ограниченного доступа от утечки по каналам побочных электромагнитных излучений чаще всего применяются средства активной защиты - генераторы шума. Они создают повышенный фон электромагнитного поля, тем самым маскируя информативный сигнал. Проблемами технической защиты информации занимались как зарубежные исследователи - Ван Эк В., Хайленд Г. Дж., так и отечественные - Завгородний В. И., Хорев А. А., Шелупанов А. А. Однако повышенный фон создает помехи на другие радиоэлектронные приборы и может вызывать сбои в их работе. Производители генераторов знают о такой проблеме и стараются решить ее по-своему. Одни предлагают устройства с несколькими частотными диапазонами, в пределах которых регулируется интегральный уровень шума, другие изготавливают маломощные приборы для защиты слабо излучающих объектов информатизации. Несмотря на методы, принимаемые производителями по снижению уровня помех, проблема на сегодняшний день существует и, более того, стоит очень остро.
Законодательно прописаны нормы излучения, но они контролируются на расстоянии не менее десяти метров от генератора шума. Однако нередко встречается ситуация, когда на первом этаже здания необходимо установить объект информатизации с устройством активной защиты, а на втором этаже находятся жилые помещения, в которых эксплуатируются телевизоры, радиоприемники и другая радиоэлектронная аппаратура. В этом случае возникает затруднительная ситуация, с одной стороны необходимо защищать информацию, а с другой - не допустить создания помех.
Таким образом, разработка методики и соответствующего технического средства, позволяющего проводить маскировку побочных электромагнитных излучений (ПЭМИ) и при этом не создавать помех на другую радиоэлектронную аппаратуру, является актуальной задачей.
Объектом исследования являются средства защиты информации.
Предметом исследования является принцип создания электромагнитных помех средствами активной защиты.
Цель исследования заключается в разработке методики и средства формирования шумовой электромагнитной помехи, учитывающие особенности электромагнитной обстановки на конкретном месте эксплуатации и используемые для обеспечения защиты информации. Существующие методики защиты от утечки по каналу ПЭМИ на практике очень часто вызывают проблемы, связанные с повышенным уровнем электромагнитного поля и созданием помех на радиоприемную и радиопередающую аппаратуру. Новая методика призвана одновременно решить вопрос технической защиты информации и обеспечения бесперебойной работы радиооборудования, находящегося на удалении два метра и более. Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих задач:
провести анализ существующих подходов, направленных на решение проблемы создания помех генераторами шума;
выявить частотные характеристики полос сигналов, на которых создаются существенные помехи при повышенном уровне электромагнитного поля, и исследовать их;
выработать схемные решения, позволяющие осуществлять выборку полос частот по заданным характеристикам;
провести математическое моделирование выбранных схемных решений и сопоставить им реальные, физически реализуемые схемы;
создать программное обеспечение, позволяющее произвести расчет полосно-заграждающих фильтров, допускающих подстройку частоты, и в интерактивном режиме проследить изменение амплитудно-частотной характеристики при подстройке параметров электрической схемы;
создать средство активной защиты, основанное на методике формирования шумовой помехи, учитывающей особенности электромагнитной обстановки на конкретном месте эксплуатации;
провести анализ полученных результатов опытных образцов.
Методы исследования. Для решения поставленных задач использовались аналитические методы, инструментальные исследования и методы синтеза фильтров, включающие проектирование и реализацию, в т.ч. программную.
Научная новизна работы заключается в следующем.
Разработана оригинальная методика на основе программируемого принципа формирования электромагнитной помехи средствами активной защиты, позволяющая снижать уровень излучения в полосах частот полезных радиосигналов.
Определены режимы частотно-задающих цепей средств активной защиты для формирования полос частот, позволяющие производить выбороч-
ное снижение уровня излучения без влияния на общие показатели защищенности объекта информатизации.
3. Впервые разработано средство активной защиты, реализующее разработанную методику с учетом заданных режимов для формирования маскирующего электромагнитного шума.
Основные положения, выносимые на защиту:
Методика формирования шумовой электромагнитной помехи для программируемого принципа снижения уровня излучения средства активной защиты в полосах частот полезных радиосигналов.
Совокупность режимов частотно-задающих цепей средства активной защиты для формирования полос частот, позволяющих производить выборочное снижение уровня излучения без влияния на общие показатели защищенности объекта информатизации.
3. Средство активной защиты, реализующее методику формирования
шумовой электромагнитной помехи, для задания программируемого принци
па снижения уровня излучения в полосах частот полезных радиосигналов.
Практическая значимость работы. Применение методики формирования шумовой электромагнитной помехи позволило создать средство активной защиты от утечки по каналам побочных электромагнитных излучений, которое не создает помех радиоэлектронным и радиопередающим устройствам.
Достоверность результатов работы подтверждена корректным применением математических методов, апробированных научных положений и методов исследования, согласованием новых результатов с известными теоретическими положениями, а так же положительным результатом внедрения опытных образцов в процесс защиты информации организации.
Внедрение результатов. Методика и опытные образцы средства формирования шумовой электромагнитной помехи внедрены на предприятии по защите информации «Секрет-Сервис». Тестирование показало положительный результат, состоящий в исключении помех на тех частотах полезного сигнала, где ранее они возникали. Также результаты работы используются Бурятским производственным предприятием «Конус» при заработке технических заданий на защищенные объекты информатизации и внедрены в учебный процесс Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники и Сибирской академией права, экономики и управления, где студенты выполняют практикум поиску полезных сигналов, на которых создаются помехи генераторами шума, и расчету соответствующих систем активной защиты, оснащенных полосно-заграждающими фильтрами.
Апробация работы. Основные положения диссертационного исследования были представлены на следующих конференциях, конкурсах и семинарах:
IEEE семинар кафедры КИБЭВС «Интеллектуальные системы моделирования, проектирования и управления» (Томск 2007-2010, ТУ СУР);
Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы права, экономики и управления в Сибирском регионе» (Иркутск 2008, САПЭУ);
Всероссийская научно-практическая конференция «Проблемы информационной безопасности государства, общества и личности» (Томск 2009-2010, ТУСУР);
Всероссийская научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Научная сессия ТУСУР» (Томск 2008-2010, ТУСУР);
Публикации по теме диссертации
По теме диссертационного исследования имеется 8 публикаций (из них четыре статьи в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК), свидетельство о регистрации программного продукта.
Структура и объем диссертации
Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 102 наименований, 2 приложений. Основной текст диссертации составляет 143 страницы машинописного текста, включает 46 таблиц и 12 рисунков.
Существующие подходы, направленные на решение проблемы создания помех генераторами шума
В настоящее время существуют несколько сертифицированных технических средств различных производителей, предназначенных для защиты информации от утечки по каналу ПЭМИ. Все они имеют свои особенности, преимущества и недостатки.
Одним из первых сертифицированных генераторов шума, получивший широкое распространение, был «Гном-3», изготовляемый ЗАО «Приборостроитель» [76]. Он предназначен для создания равномерного шумоподобного сигнала во всем рабочем диапазоне частот от 10 кГц до 1000 МГц. Для снижения уровня помех, производителем заявлена возможность регулирования уровня шума в пределах нескольких процентов, однако на практике это приводит к появлению нежелательных минимумов и максимумов по всему спектру излучения. Конструктивно он выполнен в виде отдельного блока, к которому подключаются три контура антенн, располагаемые во взаимно-перпендикулярных плоскостях. Данное устройство предназначено для пространственного зашум-ления нескольких объектов информатизации, сосредоточенных в одном помещении. Антенная система монтируется по периметру ограждающих конструкций помещения, в результате чего достигаются равномерные энергетические характеристики по всему объему.
Инженеры ЗАО «Защита информации» разработали генератор шума «Гром-ЗИ-4», а в последствии его модификации «Гром-ЗИ-4А» и «Гром-ЗИ-4Б», имеющие очень равномерные энергетические характеристики во всем рабочем диапазоне частот без резких минимумов и максимумов [76]. Приборы данной серии могут применяться для защиты одного-двух автоматизированных рабочих мест, расположенных в непосредственной близости друг от друга. Конструктивно генераторы выполнены в виде отдельного блока, к которому подключается либо антенна штыревого типа «DA3 000», либо дисконусная антенна «SI-5002.1». К недостаткам можно отнести очень мощный уровень шума с отсутствием возможности его регулировки и очень большие габариты диско-нусной антенны «SI-5002.1», сопоставимые с габаритами небольшого электронно-лучевого монитора.
ФГУП «СКБ ИРЭ РАН» [62] предлагает генератор шума «ГШ-ЮООМ» и его более современную модификацию «ГШ-2500», выполненные в виде отдельного блока с малогабаритной кольцевой жесткой антенной [3]. Они также обладают равномерной энергетической характеристикой, но при этом удобны в эксплуатации, имеют средства самодиагностики и могут крепиться на стену, тем самым не занимая рабочего места у оператора. Из недостатков стоит отметить отсутствие всякой возможности регулировки уровня шума.
Еще одна разработка ФГУП «СКБ ИРЭ РАН» - генератор шума «ГШ-К-1000М», выполненный в виде РС1-платы IBM-совместимого компьютера [62]. Антенна в виде замкнутого контура из гибкого провода выводится через отверстие на задней панели компьютера и закрепляется на каркасе. Прибор устроен таким образом, что начинает работать сразу после включения питания системного блока. Это не удобно, т.к. создает помехи даже во время обработки не конфиденциальной информации (например, работы в Интернете) и проведения регламентных работ (диагностика, обновление антивирусной программы и т.д.). Отключить режим генерации можно, но для этого необходимо вскрывать корпус компьютера и менять положение регуляторов на плате генератора. Регулировка мощности также отсутствует.
Не имеет такой функции и других отличительных особенностей, касающихся режима генерации шумового сигнала, и прибор «ЛГШ-501» [40], изготовляемый ООО «Ленспецпроизводство». Он представляет собой устройство, выполненное в виде отдельного блока, к которому подключаются две телескопические антенны и (или) внешние антенны, смонтированные как три коротко-замкнутых контура в виде петель из гибкого провода, уложенных по периметру трех взаимно перпендикулярных плоскостей.
Генератор шума «Купол-W-ДУ» [31] по своим техническим характеристикам практически ни чем не отличается от «ЛГШ-501». Единственная отличительная особенность его от аналогов — наличие инфракрасного пульта дистанционного управления.
Один из первых приборов, которые позволяют регулировать уровень излучения, - генератор пространственного зашумления SEL SP-21 «Баррикада», разработка ООО «Сюртель» [10]. При этом регулируется только интегральный уровень шума. Это не очень удобно в силу того, что информативный радиосигнал (например - телевизионный), которому создаются помехи в результате работы генератора, является узкополосным по сравнению с рабочим диапазоном частот генератора. Для одновременного решения задачи защиты информации и уменьшения помех необходимо и достаточно снизить уровень шума только в узком, определенном диапазоне частот, а в остальном — оставить прежним. Данное техническое решение не является универсальным, т.к. при снижении интегрального уровня шума с целью исключения помех, могут выполняться не все нормативные значения коэффициентов обеспечения безопасности информации.
Определение режимов для формирования полос частот
Результаты проведенных исследований можно использовать для разработки принципиально нового генератора шума, отличительной особенностью которого является программируемых способ формирования шумоподобной помехи. Он заключается в возможности регулирования уровня шума в узких полосах частот, наиболее уязвимых к повышенному электромагнитному фону, тем самым не снижая общих показателей защищенности объекта информатизации.
Для этого прибор должен быть оснащен шестью независимыми полосно-заграждающими фильтрами, перестраиваемыми по частоте в определенных пределах. Данные фильтры должны регулироваться независимо и не оказывать влияние друг на друга. Величина вносимого затухания фильтров определена при исследовании характеристик радиосигналов, а ширина полос заграждения определялась исходя из ширины полосы полезного сигнала [49, 52, 94] и приемлемого значения добротности. Под приемлемым значением добротности будем понимать такое, которое достаточно легко реализуется схемными решениями, в противном случае это повлечет дополнительные трудности и значительное удорожание проекта.
Технические характеристики (режимы) частотно-задающих цепей генератора шума, которые позволят не создавать помех на любые радиоэлектронные устройства, приведены в табл.2.8.
1. Проведен анализ нормативной документации по радиосвязи в Российской Федерации в части распределения полос частот между радиослужбами, который позволил составить таблицу сигналов, чувствительных к повышенному уровню электромагнитного поля, создаваемого генератором шума. Результат приведен в табл.2.1.
2. Лабораторные исследования частот, на которых создаются помехи при включенном генераторе шума, позволили установить зависимость между величиной превышения уровня сигнала над уровнем шума и степенью вызываемых помех. В результате, для разных типов сигналов определены пороговые значения отношения сигнал/шум, классифицирующие помехи на существенные и не существенные (табл.2.7).
3. Исследования радиосигналов в реальных условиях эксплуатации позволили определить частотный диапазон, в котором генераторы шума создают существенные помехи, количество входящих в него полос частот полезных сигналов и необходимые величины затухания маскирующего шума.
4. Определены режимы для формирования полос частот, снижение уровня излучения шума в которых позволит исключить помехи на радиоприемные и радиопередающие устройства, не снижая общих показателей защищенности объекта информатизации. Характеристики данных режимов приведены в табл.2.8.
При передаче информационных-сигналов в системах автоматики, телемеханики и связи, как правило, возникает необходимость их обработки. Одной из наиболее распространенных процедур обработки является фильтрация - целенаправленное изменение спектра сигнала, имеющее своей целью подавление нежелательных составляющих (шумов, помех) и сохранение (или усиление) информативных составляющих [43].
Фильтрация сигналов реализуется с помощью специальных частотно-зависимых устройств - электрических фильтров.
Для расчета и реализации электрических фильтров существуют достаточно удобные и функциональные системы автоматизированного проектирования [61], например, Altium Designer фирмы Altium Limited [95], Filter Solutions фирмы Nuhertz Technologies [96], Elsie и SVG Filter Designer фирмы Tonne Software [101], Lab VIEW фирмы National Instrument Corporation [100]. Они предназначены для проектирования фильтров, имеющих неизменные характеристики (центральная частота, добротность, коэффициент передачи и т.д.). Однако, в некоторых случаях, необходимо промоделировать поведение той или иной схемы при подстройке одного или нескольких параметров в некоторых пределах. Это может быть удобно, если не известно точное значение, например, частоты или крутизны среза. Бывают схемные решения, которые достаточно чувствительны к отклонениям значений номиналов элементов схемы от расчетных значений и, в таком случае, полезно проследить изменение частотной характеристики фильтра при подстановке имеющихся в наличии номиналов элементов.
В общем случае, классические фильтры (Баттерворта, Чебышева и т.д.), которые заложены в упомянутых выше программных продуктах, не предполагают подстройки параметров. Как правило, это достаточно объемные схемы с большим количеством элементов и обратных связей [44]. При подстройке, например, центральной частоты, меняются номиналы всех элементов.
Выбор технического решения, соответствующего режимам для формирования полос частот
Для конструирования генератора шума с подстройкой частотных диапазонов были разработаны шесть высокодобротных полосно-заграждающих фильтров с возможностью их подстройке по частоте. Необходимые технические характеристики частотно-задающих цепей генератора шума, приведены в табл.3.1.
Добротность фильтра Q определяется отношением частоты полюса сир к ширине полосы Лео (по уровню -3 дБ, соответствующему половинной мощности):
Задача данной части выбрать аппроксимации активных фильтров, имеющих возможность подстройки по частоте и отвечающих условиям достижения средних значений добротности и, одновременно, простоты реализации.
Классические фильтры, описанные выше, не удовлетворяют одновременно условиям простоты реализации и достижению средних значений добротности, величина которых имеет прямую зависимость от порядка фильтра п. Крутизна срезов классических фильтров определяется как 20и дБ/декада [43]. Простота реализации имеет обратную зависимость от порядка фильтра п, чем выше прядок фильтра, тем больше звеньев и элементов он содержит, и тем сложнее структура фильтра. Таким образом, это взаимоисключающие условия в данном случае. Так, например, порядок фильтра Чебышева в общем случае определяется так:
Для центральной частоты оэр =526 МГц фильтра №6 из технических характеристик (табл.3.1) порядок фильтра Чебышева с учетом округления до целого в сторону увеличения будет равен 8. Это достаточно сложная структура, содержащая большое количество элементов и не поддающаяся регулировке.
Фильтры на ПАВ [86] обладают хорошей избирательностью и успешно используются в современных средствах связи, но не имеют возможности перестройки по частоте.
Исследования в области фильтрации [46, 53] позволили получить схемы, обладающие возможностью достижения средних и больших значений добротности и относительной простой реализацией.
Одной из них является схема на основе конверторов полного сопротивления или гираторная схема (рис.3.16).
Данное схемное решение обладает минимальным критерием проектирования и следующими положительными качествами: возможность достижения средних значений добротности в пределах от 4 до 20-25 без чрезмерного расширения диапазона номиналов элементов; невысокую чувствительность к отклонениям значений элементов схемы от номиналов; относительную простоту настройки схемы и всего два операционных усилителя. Принимая во внимание высокие рабочие частоты, были найдены операционные усилители, имеющие очень широкую полосу пропускания, порядка сотен мегагерц. На рынке существуют и свободно продаются модели операционных усилителей компании Intersil [98] с шириной полосы пропускания до 1400 МГц.
Из недостатков следует отметить фиксированный коэффициент передачи, что может привести к нестабильности схемы, и требование согласования резисторов.
Передаточная функция полосно-заграждающего фильтра в общем случае выглядит так: где о)р - частота полюса, др - добротность.
Для полосно-заграждающего фильтра на основе конверторов полного сопротивления сор и qp связаны с элементами схемы следующими соотношениями:
Коэффициент передачи такой структуры равен единице. Для получения максимального подавления сигнала на частоте сор необходимо выполнить условие, при котором
Алгоритм расчета полосно-заграждающего фильтра на основе конверторов полного сопротивления представлен на рис.3.17. Данная схема допускает подстройку параметров. Так, частота полюса fp задается сопротивлением R . Если предусмотреть переменное сопротивление, то возможно будет устанавливать частоту заграждения в некоторых пределах.
Результаты исследования средства формирования шумовой электромагнитной помехи
Проверка эффективности средства формирования маскирующей электромагнитной помехи проводилась в лаборатории предприятия по защите информации «Секрет-Сервис». На одном столе устанавливался анализатор спектра «СК4-Белан» и генератор шума «Гром-ЗИ-4», который подключен к антенне через опытный образец, а на другом - измерительная антенна «Accord 5.0» и телевизионный приемник «Evgo» со штыревой антенной, расположенной непосредственно на нем. Измерения проводились на расстоянии двух метров по той же причине, что и при измерении амплитудно-частотных характеристик опытных образцов. Схема расположения оборудования приведена на рис.4.11.
Каждый эксперимент проводился по три раза и включал два измерения: уровень естественного электромагнитного фона и полезных сигналов; уровень излучения генератора шума.
Первая проверка эффективности проводилась с использованием фильтра №1 из табл. 4.1, который ориентирован на первый и второй телевизионные каналы. В г. Иркутске, где расположена лаборатория, в полосе частот 48,5 - 56,6 МГц работает телеканал «Спорт». При включении генератора шума без фильтра наблюдались существенные помехи в виде искажения видеоизображения и звука. При использовании полосно-заграждающего фильтра, настроенного на частоту 52,55 МГц, удалось полностью исключить существенные помехи. Измеренные значения уровня полезного сигнала и маскирующего шума показаны рис.4.12.
Превышение несущей частоты изображения над маскирующим шумом составляет 16 дБ, а несущей звукового сопровождения — 11 дБ, что позволило не создавать существенные помехи на телевизионный сигнал.
Далее проверялись качественные характеристики фильтра №2 на третьем частотном канале, на котором ведется трансляция «Первого канала». Исходя из диапазона вещания 76 - 84 МГц, выбрана его центральная частота — 80 МГц, для которой подстроено значение сопротивления R4.
Измеренные значения уровня полезного сигнала и маскирующего шума показаны на рис.4.13.
При работе серийно выпускаемого генератора шума создавались помехи, однако использование фильтра позволило полностью их исключить. Превышение уровня несущей изображения над шумом составило 18 дБ, а несущей звука -12 дБ, что полностью восстановило качество приема.
На этом же графике (рис.4.13) на частотах от 92 МГц до 100 МГц расположен еще один информативный сигнал - пятый телевизионный канал («Россия»). Для исключения помех использовался третий фильтр из табл.4.1.
В качестве центральной полосы заграждения маскирующего шума была принята - 93,5 МГц. Измеренные значения уровня полезного сигнала и маскирующего шума показаны на рис.4.14.
При работающем генераторе шума без фильтра создавались существенные помехи. Использование полосно-заграждающего фильтра позволило полностью их исключить и восстановить хорошее качество приема телевизионного сигнала. Измерения показывают, что превышение несущей изображения над шумом составило 18 дБ, а звукового сопровождения - 14 дБ.
Эффективность четвертого фильтра (табл.4.1) проверялась на примере телеканала «Рен-ТВ», работающего на частотах 174 - 182 МГц. В режиме маскирующего шума без фильтра наблюдалось ухудшение качества изображения. При использовании опытного образца, настроенного на частоту 178 МГц, качество приема полностью восстановилось. Значения уровней полезного сигнала и маскирующего шума показаны на рис.4.15.
В данном случае превышение уровня изображения над шумом составляет 17 дБ, а звукового сопровождения над шумом - 16 дБ.
Пятый фильтр (табл.4.1) проверялся на примере телеканала «НТВ», работающего в г. Иркутске на девятом частотном канале. При использовании серийно выпускаемого генератора шума наблюдались существенные помехи. Использование полосно-заграждающего фильтра, настроенного на частоту 202 МГц, позволяло снизить помехи и восстановить прежнее качество приема. Значения уровней полезного сигнала и маскирующего шума показаны на рис.4.16.
В данном случае превышение уровня изображения над шумом составляет 17 дБ, а звукового сопровождения над шумом — 13 дБ.
Последний, шестой, фильтр (табл.3) спроектирован для диапазона 470 -582 МГц, где помехи создаются в гораздо меньшей степени, чем на нижних частотах. Проверка его эффективности проводилась на примере телеканала «ТВЦ», работающего на частотах 526 - 534 МГц. Измеренные значения уровня полезного сигнала и маскирующего шума показаны на рис.4.17.
При включенном генераторе шума без фильтра появлялись существенные помехи видеоизображению. Разница между уровнем телевизионного сигнала и шума составляла порядка 10 дБ. Включение фильтра, настроенного на частоту 530 МГц, позволило увеличить эту разницу до 18 дБ и восстановить хорошее качество приема телеканала.
Таким образом, использование полосно-заграждающих фильтров на выходе генераторов шума позволяет исключить помехи на частотах полезных сигналов и не оказывать влияние на другие радиоэлектронные устройства.
