Материал: Физические основы защиты информации. Бабурин А.В., Пахомова А.С

Из этой формулы видно, что для вынесения решения о наличии или отсутствии детерминированного сигнала, принимаемого па фоне белого шума, нужно принятую реализацию ξ(t) перемножить с сигналом S(t), проинтегрировать произведение в течение интервала времени Т, где известна реализация, и результат интегрирования сравнить с порогом h, определяемым правой частью формулы (3.41). Если этот пороговый уровень превышен, то принимается решение о наличии сигнала. Если же порог не превышен, то констатируется отсутствие сигнала. Функциональная схема приемного устройства, осуществляющего указанные операции, приведена на рис. 3.3.

Рис. 3.3. Оптимальная схема для обнаружения детерминированного сигнала на фоне шума

При заданном уровне порога связь между отношением сигнал/шум и вероятностью обнаружения сигнала оптимальным приемником описывается следующей зависимостью

, (3.42)

где P_ЛТ - вероятность ложной тревоги при приеме сигнала.

3.3.Методы и средства защиты информации от радиотехнической разведки

Методы защиты от радиотехнической разведки (РТР) направлены на исключение или затруднение обнаружения излучения радиоэлектронных средств (РЭС), а также затруднение измерения параметров их сигналов и координат. Защита РЭС обеспечивается комплексом организационных мероприятий и технических мер.

3.3.1. Организационные мероприятия

Для защиты от РТР применимы все общие организационные ме­роприятия, включающие территориальные, пространственные, энергетические и временные ограничения на излучение в свободное пространство. Основанием для введения ограничений на работу конкретного РЭС с излучением является выполнение в месте возможного расположения средств РТР следующего условия

где Р_с - мощность сигнала РЭС на входе разведывательного приемника;

К_р - отношение сигнал/шум, при котором обеспечивается заданная вероятность обнаружения РЭС;

Р_прэ - эквивалентная чувствительность разведывательного приемника, равная отношению его чувствительности к коэффициенту усиления антенны.

В табл. 3.1 приведен перечень возможных ограничений на работу РЭС в зависимости от расстояния D_p между РЭС и приемником РТР, дальности разведки по главному лепестку D_гл и боковым лепесткам D_бл ДНА разведывательного приемника.

Территориальные ограничения заключаются в запрещении размещения и работы на излучение РЭС в районах, расположенных вблизи мест возможного нахождения средств РТР.

В случаях, когда территориальными ограничениями не удается обеспечить надежную защиту характеристик сигналов РЭС, применяются пространственные ограничения (ограничение секторов излучений), энергетические ограничения (ограничения мощности выходного излучения).

Таблица 3.1

Перечень возможных ограничений на работу РЭС

При защите от воздушных, наземных и морских средств РТР размеры ограничительного сектора в угломестной плоскости (рис. 3.4) определяются по формуле:

где Н - высота носителя средств РТР; D₃ - расстояние до средства РТР, отсчитываемое по земле; _- ширина ДНА защищаемого средства в угломестной плоскости.

В качестве сектора запрета в азимутальной плоскости принимается сектор , расширенный с обеих сторон на величину _b (рис.3.5):

где _b, - ширина ДНА скрываемого РЭС в азимутальной плоскости;  - сектор, в пределах которого выполняется условие

Определение дальности разведки D_p основано на оценке уровней излучений защищаемого РЭС на входе разведывательного приемника для различных удалений средств РТР от защищаемого РЭС и сопоставлении этих значений с минимально необходимым для решения задач разведки (обнаружения сигнала РЭС, измерения его параметров).

Рис. 3.4. Сектор запрета в угломестной плоскости

Рис. 3.5. Сектор запрета в азимутальной плоскости

При защите от аппаратуры РТР, размещаемой на низкоорбитальных ИСЗ типа "Феррет", сектора защиты устанавливаются только в УМ плоскости и их размеры рассчитываются по формуле:

где

,

R = 6378 км - радиус Земли; Н, l - соответственно высота полета и полоса обзора разведки ИСЗ.

Для разведывательных ИСЗ типа "Феррет" угол =11°.

При защите от РТР, ведущейся с ИСЗ на вытянутых эллиптических орбитах (Джампсит), ограничения на ориентацию главного лепестка ДНА зависят от географической широты расположения защищаемого РЭС.

Если пространственные ограничения не приводят к желаемым результатам, применяются временные ограничения, которые заключаются в установлении запретов на работу РЭС с излучением в открытое пространство на время существования угрозы ведения разведки.

Так, запрет на излучение РЭС в открытое пространство можно применять во время проезда автомобилей и поездов с иностранцами во время посещения ими близлежащих населенных пунктов, во время пролета самолетов иностранных авиакомпаний и разведывательных ИСЗ типа "Феррет", "ССУ", "Джампсит". Минимальную продолжительность запретов можно определить по графикам, приведенным на рис. 3.6 и рис. 3.7.

Рис. 3.6. Продолжительность запрета в зависимости от высоты полета ИСЗ разведчика

Рис. 3.7. Продолжительность запрета в зависимости от D₃ и Rp при пролете иностранных самолетов

Маскировка излучений РЭС может осуществляться путем установления одновременно нескольких ограничений. Совместное применение различных ограничений рекомендуется использовать тогда, когда разведка излучений РЭС ведется одновременно средствами нескольких видов РТР.

Рекомендуется также устанавливать несколько различных ограничений одновременно в том случае, когда введение каждого из них в отдельности не позволяет обеспечить маскировку РЭС от данного вида РТР. Возможными сочетаниями различных ограничений в этом случае являются:

• территориальные совместно с энергетическими;

• территориальные и (или) энергетические совместно с пространственными;

• пространственные совместно с временными.

Скрытие излучений РЭС может достигаться путем использования ослабляющих свойств местности и местных предметмов (гор, холмов, земляных насыпей, лесных массивов, лесопарков и др.).

Ослабление излучений РЭС в УКВ диапазоне такими радионепрозрачными препятствиями как горы, холмы, земляные насыпи может быть определено по графику (рис. 3.8), отражающему зависимость уровня ослабления излучений РЭС (Э) от величины коэффициента , равного

где h - превышение препятствия над линией визирования антенны РЭС на средство РТР, м;

Рис. 3.8. Зависимость ослабления излучения РЭС радионепрозрачными препятствиями от коэффициента 

D_l и D₂ - расстояния между РЭС и препятствием, РЭС и местом нахождения средства РТР, соответственно, м;

 - длина волны, м.

При значениях  > 10 ослабление излучения РЭС перечисленными выше препятствиями может быть определено по формуле:

.

Для значений , лежащих в пределах от 0 до 2, расчет ослабления может быть выполнен по формуле:

Ослабление излучений лесными массивами и лесопарками зависит от поляризации и несущей частоты излучения, а также времени года и ориентировочно может быть определено по графику (рис. 3.9), построенному на основе обобщения экспериментальных данных.

3.3.2. Технические меры

Технические меры, обеспечивающие скрытие излучений РЭС, могут охватывать:

• снижение уровня ЭМИ РЭС;

• разработку дополнительных средств (блоки и элементы, вводимые в конструкцию РЭС) обеспечения работы РЭС с сигналами мирного времени;

• применение активных технических средств скрытия работы РЭС.

Технические средства, обеспечивающие снижение уровня излучения РЭС по своему характеру являются пассивными и находят применение, главным образом, при проведении регламентных работ с РЭС, а также в учебном процессе, связанном с включением и работой РЭС на излучение. Они включают в себя: экранированные помещения, индивидуальные средства скрытия, средства частичного экранирования (рис. 3.10).

Основной характеристикой средств снижения уровня излучений является эффективность экранирования (ослабления), которая определяется либо отношением спектральной плотности потоков мощностей, либо отношением спектральных потоков мощностей излучения РЭС, измеренных до и после экрана:

Рис. 3.9. Сквозное затухание леса зимой и летом; для хвойных пород

Рис. 3.10. Классификация средств снижения уровня излучения РЭС

где П, П_экр - спектральные плотности потока мощностей излучения соответственно до и после экрана;

Р, Р_экр - спектральные потоки мощности излучения до и после экрана.

Расчет эффективности экранирования, требуемого для снижения П и Р до допустимых уровней спектральной плотности потока мощности П_о и спектрального потока мощности излучения Р_о, производится по формулам:

где Р_с - мощность сигнала;

G_c - коэффициент усиления антенны передатчика;

F_c - ширина спектра полосы частот сигнала;

r - расстояние до точки измерения за экраном.

Эффективность экранирования зависит от вида материала, из которого сделаны стены помещения, его толщины и рабочей частоты скрываемых сигналов.

Экранированные помещения - это сплошные замкнутые экраны, внутри которых размещаются испытываемые РЭС или их элементы. В зависимости от размеров экранированные помещения подразделяются на сооружения, камеры и контейнеры.

Экранированные сооружения представляют собой значительные стационарные постройки (например, ангары, доки, павильоны и др.), предназначенные для настройки, регулировки и испытаний РЭС в составе объекта (носителя) при обеспечении свободного доступа к ним обслуживающего персонала.

Экранированные камеры предназначены для проведения испытаний (отработки) образцов малогабаритных РЭС или их узлов и блоков в процессе разработки и изготовления. Камеры создаются внутри производственных и лабораторных помещений. Их экраны не являются несущими конструкциями здания. Экранированные камеры могут выполняться в разборном и неразборном вариантах.

Для скрытия излучений электровакуумных приборов или отдельных узлов РЭС, при работе которых не требуется присутствие обслуживающего персонала, могут применяться экранированные контейнеры, представляющие собой малогабаритные легко перевозимые и переносимые устройства.