電磁輻射的基本原理精選(五篇)

序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨特的藝術，我們為您準備了不同風格的5篇電磁輻射的基本原理，期待它們能激發您的靈感。

篇1

關鍵詞 電磁輻射；煤巖動力災害；煤與瓦斯突出；沖擊地壓

中圖分類號：TD324 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2013）21-0083-02

隨著我國煤炭開采歷史的增長，礦井的深度越來越深，隨之而來的是越來越顯著的煤巖動力災害（主要包括煤與瓦斯突出，沖擊礦壓等）。雖然近年來我國百萬噸死亡率逐年下降，但由煤巖動力災害產生的直接或間接事故已約占全年煤礦事故的2/3，直接導致煤礦安全、經濟的嚴峻態勢，所以建立健全有效的動力災害預報系統對煤礦和工人都有重要的意義。本文所描述的煤巖電磁輻射（EME）法就是一種近年由中國礦業大學率先研究應用的新方法。

目前，我國對沖擊地壓的監測方法主要有鉆屑法、頂板動態儀法、鉆孔應力計法等方法，這幾種都屬于接觸式間接反映巖體應力變化的探測法，具有相對較明顯的缺陷：鉆屑法要想達到較高的預測精度需要較大范圍的打孔，工作量較大，而且，其計算要求的數據都與人工的操作時間性有較大關系，相對誤差較大；頂板動態測量系統則是在頂板外壁有較顯著變形才能被人警覺，達到其極限報警值時往往發育接近完成，而鉆孔應力計法一方面在測量過程中對密封要求高，另一方面，本身打孔測應力就對對煤巖應力有一定的破壞，所以結果定與實際情況有出入。

而電磁輻射法則是一種非接觸可連續預測的方法，實驗驗證和實際應用效果都很好。

1 電磁輻射（EME）預測法基本原理

電磁輻射（EME）方法是一種地球物理法，其發現和研究首先是由前蘇聯的科學家在研究巖石的形變時發現的，主要應用于橋梁隧道等工程方面，后來經過發展才應用于煤礦及其他有電磁輻射現象的地方。

煤、巖等其他一些固體中都含有束縛態的帶電離子和呈自由態的帶電電子，當其受到外部應力壓迫時，因受載的不均勻，煤體或巖體的各部分發生不規則的變形及其破裂，導致固體內部電荷發生遷移，而裂縫的發展也會帶動帶電粒子的變速運動，這樣就會產生電磁輻射的現象。研究已經表明當應變不均勻時，自由電荷與壓縮區域的壓力是成正相關的，這樣高濃度的自由電荷必然會向低濃度區域擴散，這樣電荷的電場在運動中產生磁場，從而產生電磁輻射。在實際中已經發現：應力越集中，變形破壞過程越強烈，的到的電磁輻射信號越強，集中量化指標體現在電磁輻射強度和脈沖。

在煤礦應用EME方法預報地壓危險時應用的方法如下：

1）臨界值法。這種方法是在地壓危險較小或沒有的區域布置測量點，連續觀測10個班的數據，然后將監測到的電磁輻射值、脈沖的個數、電磁輻射的幅值平均值平均，之后乘以系數k，得到的數據即作為為臨界報警值。系數取值一般為1.4～1.5。

2）偏差方法。這種方法是以前一班監測到的電磁輻射的平均值為基礎，以當班實時監測到的數據減去基礎值得到差值，和基礎值比較，從而事先預警。

2 電磁輻射（EME）預測法的優勢

與傳統的預防沖擊地壓的方法來比，電磁輻射（EME）的預測有明顯的優勢。

首先符合煤礦自動化發展的方向，它不需要打鉆等一系列費時費力的強體力勞動，在一定程度上解放了生產力，節省財力。

再者，與傳統的方法相比電磁輻射（EMS）預測突出的系統為非接觸式的，能夠克服煤巖體在空間分布不均、時間上不穩定等因素的影響，在不額外擾動煤巖狀態的前提下，不占用較多人力實現大區域動態連續實時的監測；

而且，相對傳統的監測方法，電磁輻射（EME）法可以使用遠程控制系統：EME方法反應靈敏，即使煤體發生緩慢的變化也會有信號顯示，其監測到的井下各區域電磁輻射強度和脈沖能夠綜合反應煤巖的變形破裂情形，現代系統結合PLC顯示器和工業網絡，根據電磁輻射預測法基本原理，主要對這兩項指標的監測數據進行人機對話或臨突閾值系統自動作的方法對實際區域情況做出反應。

3 現場實驗及應用描述

中國礦業大學教授錢建生、王恩元曾對電磁輻射法在煤礦的應用做過很多的驗證，經過他們在平煤集團的研究表明：當一個煤層很穩定沒有突出可能時，其煤巖電磁輻射強度很弱，脈沖數很少，應用EME方法幾乎得不到數據；而當儀器測得的煤巖體的電磁輻射的信號變強，脈沖數隨時間變高時，此時的煤體有較大的突出危險性，這時采取一定的措施就可以避免發生事故。通過長時間的觀測以及實驗分析得到的集團某礦的臨突電磁輻射強度值和脈沖數值在后來的一系列預測預報中得到驗證，是完全可靠的，這也說明EMS法在預防區域的煤巖動力災害是可靠的。

撫順某礦選擇78002號二期、-680m東、西探巷及78002號初期回采未受保護的40m煤柱等地點利用電磁輻射預測法進行重點測試。在四個月的測試中，對54個測站，81個測點，共測試數據4800余批，500多萬組數據，歷經1.5級以上礦震29次，從每次礦震前的測試結果中得到的結論：礦震與電磁輻射強度不是線性的，但是其測試數據表現出一定的變化規律“電磁輻射強度出現連續、密集、大幅度的振蕩”。通過分析知道，電磁輻射能量在一段時間內平穩上升時預示著沖激能量集聚，當其達到一定數值時，預示該地段具備了沖擊地壓發生條件。

應用電磁輻射法很好的是徐州三河尖煤礦。該礦自1911年9月首次發生沖擊礦壓以來，到2001年累計發生破壞性沖擊礦壓達25次，僅在西翼堅硬頂板區發生沖擊礦壓為19次，累計破壞巷道1700多米。中國礦業大學曾運用KBD5電磁輻射監測儀在該礦進行了電磁輻射預測沖擊地壓的試驗與應用，取得了非常滿意的結果，使該礦回采速度明顯提高，實驗結果顯示：當煤礦某區域來壓明顯時，對應區域的電磁輻射就對應的出現輻射異常，具體的對應關系表現為，礦壓越大，電磁輻射強度明顯增強或出現強烈的振蕩，實驗過程中有3次預測有危險后采取了措施，未發生沖擊地壓，而在某先未采取泄壓或泄壓不完全的地方發生了突出，得到了驗證。在根據EME預測無危險區域，未經任何認為干預，也沒有發生沖擊地壓。現在該礦應用KBD-5電磁輻射儀，具體采用電磁輻射的臨界值預測方法和變化率預測方法，在具有高度沖擊危險條件的9112工作面和9202工作面成功地進行沖擊礦壓的檢測與控制，并且在該礦《沖擊礦壓控制管理細則》中規定，當檢測點的幅值達到80mV、脈沖數增加1倍及以上時，查明該區域范圍，并分析該區域沖擊礦壓危險性，如果處于臨界狀態，則立即組織卸壓，實現安全生產。

4 結束語

現在對煤巖電磁輻射現象的微觀解釋還不是很系統，這可能對EME方法在其他也有電磁輻射的領域應用會有一定的約束，但是基于煤巖電磁輻射法（EME）對煤礦煤巖動力災害的監測、預報系統理論及實際應用都已經確定是可行的。而且這種應用的意義不僅在煤礦，對于地下交通正在加緊建設的中國來說也是很有借鑒性的，若能夠有所突破，建立一套普適的系統將是一個非常有意義的科研課題。

參考文獻

[1]王恩元，何學秋，劉貞堂.煤巖電磁輻射特性及其應用研究發展[J].自然科學進展，2006，16（5）：532-536.

[2]錢建深，王恩元.煤巖破裂電磁輻射的監測與應用[J].電波科技學報，2004，19（2）：161-165.

[3]闞士凱，張揚，朱劼，等.電磁輻射技術在煤礦系統中的應用[J].山西焦煤科技，2010.

[4]胡千庭.礦井瓦斯防治技術優選—煤與瓦斯突出和爆炸防治[M].徐州：中國礦業大學出版社，2008：45-46.

[5]王恩元，何學秋，聶百勝，等.電磁輻射法預測煤與瓦斯突出原理[J].中國礦業大學學報，2000，29（2）：225-229.

[6]撒占友，何學秋，張永亮，等.煤巖電磁輻射效應及其在煤與瓦斯突出預測中的應用[J].中國礦業，2006，15（1）：48-54.

[7]劉明舉，劉彥偉，何學秋，等.用電磁輻射法預測煤與瓦斯突出的實驗理論基礎[J].安全與環境學報，2003，3（4）：7-10.

[8]白慧敏，李忠輝，沈榮喜，等.電磁輻射技術在煤與瓦斯突出預測中的應用[J].煤礦安全，2010.

[9]宋剛，張舒.電磁輻射法在沖擊地壓預測中的應用[J].山西煤炭，2010，30（9）：67-71.

[10]藍航，齊慶新，潘俊鋒，等.我國煤炭沖擊地壓特點級防治技術分析[J].煤炭科學技術，2011，39（1）：11-36.

[11]孫學會.復雜開采條件下沖擊地壓及其預防技術[M].北京：冶金工業出版社，2009：126-127.

[12]張周權，吳興榮，陳立高.煤礦沖擊礦壓控制技術——三河尖礦模式[M].北京：煤炭工業出版社，2009.

篇2

關鍵詞：電磁輻射．防治措施，建議

Abstract: this article mainly expounds the general electromagnetic radiation monitoring and specific environmental electromagnetic radiation environment monitoring in the electromagnetic radiation pollution the problems existing in the management and prevention and control measures are analyzed, and puts forward related Suggestions.

Keywords: electromagnetic radiation. Prevention and control measures, the proposal

中圖分類號：O441 文獻標識碼：A 文章編號

前言

隨著我國科技技術的不斷發展，通信工具、計算機和家用電器等都進入我們的生活，我們在享受現代化帶來的方便舒適的同時，也受到惡化的電磁環境給健康帶來的威脅，經研究證實，電磁輻射污染已成為廢氣、廢水、固體廢物、噪聲污染后的又一新型污染源，已引起世界各國的廣泛關注。

1 電磁輻射概述

1.1 電磁輻射背景及研究現狀

一直以來，我國電磁技術隨著科技技術的發展因而廣泛應用于節能、通訊、制造、醫藥、科研、農業、軍事等多個領域，而且應用范圍不斷擴大。作為一種新技術、新資源，電磁技術極大地推動了人類社會諸多領域的革新與發展。但隨之而來的問題是電磁輻射污染，其影響和危害日漸受到人們的關注和重視。

1.2 電磁輻射污染的主要危害

隨著電磁技術的廣泛應用，環境中的電磁輻射越來越強，高強度的電磁輻射已經達到直接威脅健康的程度，由此引發的矛盾和糾紛也時有發生。電磁輻射污染產生的危害主要表現在三個方面：一是人體健康。電磁輻射可對神經系統、內分泌系統、免疫系統、造血系統產生影響；二是電磁干擾。電磁輻射會對電子設備、儀器儀表產生干擾，導致設備性能降低，嚴重時還會引發事故；三是燃爆隱患。電磁輻射能造成易燃易爆物品的燃燒、爆炸。

1.3 電磁輻射環境狀況

目前人們所處的電磁環境狀況主要表現在4 個方面：一是通信基站所使用的大功率電磁波發射系統對周圍電磁環境的影響；二是廣播電視發射系統對周圍區域的電磁環境影響；三是高壓電力系統的布設造成的電磁污染；四是日常電子設備的接觸、利用帶來的電磁環境污染。

2 一般電磁輻射環境的監測

一般電磁輻射環境是指在較大范圍內由各種電磁輻射源，通過各種傳播途徑造成的電磁輻射背景值。一般電磁輻射環境的監測可以參照《輻射環境保護管理導則電磁輻射監測儀器與方法》（HJ/T10.21996），將某一區域按一定的標準劃分為網格，監測點取網格的中心位置，再考慮建筑物、樹木等屏蔽影響，對部分網格監測點作適當調整。具體的監測工作按照《輻射環境保護管理導則電磁輻射監測儀器與方法》（HJ/T10.21996）進行。由于環境中輻射體頻率主要在超短波頻段，采用電場強度為評價指標，依據《電磁輻射防護規定》（GB8702－88），選取評價標準。一般環境的電磁輻射污染狀況反映了一個區域在某個時間段電磁輻射環境的背景水平，可以從電磁輻射環境質量、電磁輻射分布規律、污染區域電磁輻射環境特點三個方面著手進行分析研究，以此評價一個區域一般電磁輻射環境狀況。

3 特定電磁輻射環境的監測

特定電磁輻射環境是指在特定范圍內由相對固定的電磁輻射源造成的電磁輻射背景值。電磁輻射源是引起電磁輻射污染的源頭，分析、研究特定電磁輻射環境，對電磁輻射源進行調查統計是環境監測工作的前提。采取污染源普查的方式，對國家規定的規模以上的電磁輻射源進行基礎性的全面調查，初步掌握電磁輻射源的種類、數量、規模等基本信息，為環境監測工作提供有效依據。

3.1 移動通信基站電磁輻射環境監測

3.1.1 移動通信基站工作原理

移動通信是利用射頻發射設備和控制器通過收發臺與網內移動用戶進行無線通信的。無線通信是由基站接收及發射一定頻率范圍內的電磁波實現的。基站主要通過發射天線改變周圍電磁輻射環境。

3.1.2 移動通信基站電磁輻射環境的監測

移動通信基站電磁輻射監測工作主要包括監測儀器、監測點位、監測時間、監測技術要點等內容，按照《輻射環境保護管理導則電磁輻射監測儀器與方法》（HJ/T10.21996），以《輻射環境保護管理導則電磁輻射環境影響評價方法和標準》（HJ/T10.31996）的規范要求為質量標準。主要對基站機房、地面塔、樓上塔、增高架等處進行監測，依據國家《電磁輻射防護規定》（GB8702－88）的標準，所監測的電磁強度值應滿足＜5.4 V/m 的要求。

3.2 廣播電視系統電磁輻射環境監測

3.2.1 廣播電視系統工作原理

廣播電視發送設備主要組成部分是發射機和發射天線，基本原理是用將傳送的信號經調制器去控制由高頻振蕩器產生的高頻電流，然后將已調制的高頻電流放大到一定電頻并送到天線上，以電磁波的形式輻射出去。

3.2.2 廣播電視系統電磁輻射環境監測

廣播電視發射設備的電磁輻射監測條件及監測方法參照《輻射環境保護管理導則電磁輻射環境影響評價方法和標準》（HJ/T10.31996）和《輻射環境保護管理導則電磁輻射監測儀器與方法》（HJ/T10.21996），對周圍地面點、塔上工作環境、周圍敏感點三個方面布點進行電磁輻射環境監測。依據國家標準《電磁輻射防護規定》（GB8702－88），所監測的電磁強度值應滿足＜5.4 V/m 的要求。

3.3 高壓電力系統電磁環境監測

3.3.1 高壓電力系統工作原理

高壓電力系統主要通過高壓輸變電工程影響環境，主要包括高壓架空送電線路和高壓變電站，具有電場、磁場和電暈三種電磁場特性。高壓電力系統的電磁污染主要表現在由電暈放電和絕緣子放電引起的無線電干擾和熱效應、非熱效應兩種生物學效應。

3.3.2 高壓電力系統電磁環境監測

高壓電力系統的電磁輻射監測工作參照《輻射環境保護管理導則電磁輻射監測儀器與方法》（HJ / T10.21996）。同時，根據不同的電壓等級，選取不同的送變電工程電磁輻射環境影響評價技術規范為標準。高壓電力系統電磁環境監測指標分別為綜合工頻電場強度和磁場強度，所監測的值應滿足技術規范的要求。

4 電磁輻射污染管理中存在的問題

(1) 由于人們對電磁輻射污染的危害性認識不足或環保意識不強, 對環保部門的管理不予配合。

(2) 無完備的監測儀器對電磁輻射污染源和環境中的電磁污染水平進行監督監測, 不能及時為環保管理部門提供科學的管理依據; 同時也不能對產生電磁輻射的產品進行監督性檢測。

(3) 通訊臺站布局無科學規劃, 僅考慮覆蓋使用范圍而不考慮環保要求及對人體健康的影響, 并且只在無線電管理委員會備案申請, 而不到環保部門申報登記。

5 電磁輻射污染的防治對策及建議

為加強電磁輻射污染的監督、管理和控制, 提出下列防治建議:

(1) 加強環境管理。

嚴格執行國家頒布的中華人民共和國環境保護法、國家環境保護總局18 號令電磁輻射環境保護管理辦法、GB8702- 88 電磁輻射環境防護規定等相關的法規, 除加強對現有電磁輻射污染源的管理外, 對新建、擴建的電磁設備嚴格按環境管理程序進行申報、登記、環境評價和驗收。

(2) 開展電磁輻射污染環境監測。

盡快購置監測儀器, 在我省電磁輻射污染源調查的基礎上, 開展電磁輻射污染源及城市區域電磁輻射環境的監測, 確定重點電磁輻射污染源, 掌握環境電磁輻射容量, 為環境管理提供依據。

(3) 科學布局、減少污染。

由于城市中各有關行業都建有專用的通訊、廣播電視發射設備, 不少處于人口稠密區, 產生的電磁輻射對周圍人群健康具潛在危害, 也易造成電迅障礙, 尤其是機場通訊干擾將給飛行安全帶來極大影響。因此應在環境電磁輻射監測的基礎上, 科學合理規劃通訊、廣播電視發射臺站布局, 防止電磁輻射污染; 對重點污染源要有計劃地搬遷, 不能搬遷的應采取有效防治措施, 如安裝屏蔽裝置等。

(4) 制定產品電磁輻射限值標準加強產品檢測。

制定有關產品電磁輻射污染限值標準, 如頻率高的手機、微波爐等產品, 并對產生電磁輻射的產品和用品進行檢測, 防止超標產品的生產、進口及使用對環境和人體健康造成危害。

(5) 加強宣傳教育提高防范能力。

篇3

 

 

 

 

 

 

 

指導老師：

組    長：

小組成員：徐bangwei

班    級：

     【摘  要】如今我們學習、生活在E時代,在你每天盡情享受科技帶來的便捷和舒適時,有沒有想過,在不知不覺中頻率不同的電磁波,在我們周圍悄無聲息地構成了一種被稱作“電子霧”的濃重污染源,它看不到、聽不到、嗅不到、摸不到,神不知鬼不覺地任意穿透、“切割”人的身體,如同“幽靈”一樣,令人防不勝防。生活中的電子產品種類十分眾多,與我們的生活、工作關系非常密切,我們與它們接觸的時間又比較長,因此,這些電子產品所產生的電磁輻射對人體健康的影響問題已經越來越受到人們的重視。     

【關鍵詞】電磁輻射   降低  植物

一．課題的提出

      

     1.課題研究背景：

    進入21世紀，隨著電子技術的發展，架設的電源線越來越多，電視，電腦，移動電話，微波爐走入我們的生活，為我們的生活帶來了極大的便利，同時也時波長更長，頻率在30000MHz內的電磁輻射充斥著我們的空間，破壞了良好的電磁生態環境，構成了現代社會新的“隱型殺手”。電磁輻射無處不在,電磁輻射對人們日常生活的影響也無處不在.但大部分人們都還沒意識到它所存在的危害性。那么,什么是電磁輻射污染?它對人體作用的機理有哪些?不同的植物又對它有何作用？

 

2.課題研究目的與意義

我選擇該課題進行研究，我主要研究了使用電腦過程中產生的電磁輻射及其危害，我希望通過尋求一種簡單有效的方法來幫助人們，但我們更希望通過我們的研究，可以尋找出更好的降低輻射的植物，給人們以幫助。

   

    【電磁輻射案例介紹】

    在斯德哥爾摩市，生活在高壓輸電線區域內的市民，因磁通密度B＞3mG（毫高斯），癌癥發病率為其他地區的3.8倍！

    

    1991年英國勞達公司一架民航機不幸墜毀，電磁輻射釀成了這場大禍。《環境保護報》

1993年，瑞典等北歐三國的研究調查公布，長期受到2mG以上的電磁輻射影響，罹患白血病的機會是正常人的2．1倍，罹患腦腫瘤的機會是正常人的1．5倍

二．課題研究方法

1.文獻研究法：通過網絡、圖書館、書店等查閱手段，了解不同植物對降低電磁輻射的

不同作用。

1.實驗研究法：通過實踐研究來了解各種電器的電磁輻射量，以及哪種植物降低電磁輻

射的效果最好。

三．課題研究與分析

    （1）實驗探索：

引言：有的觀賞植物具有吸收電磁輻射的作用，在家庭中或辦公室中擺放這些植物，可有效減少各種電器電子產品產生的電磁輻射污染。

但是,并沒有任何科學依據證明植物可以直接防輻射,電腦的輻射主要是電磁波,而電磁波沿直線傳播,所以植物不能直接幫助人阻擋輻射,那么植物的分泌物揮發在在空氣中,如果植物的分泌物能吸收輻射的話,防輻射門就不用厚重的水泥和重金屬鉛制作了,用含有植物分泌物的物質填充不就可以了嗎,因此把植物放在電腦旁邊防御輻射是沒有科學依據的,當然植物讓人喜愛產生愉悅的心情也是好的. 那植物到底有沒有防輻射作用呢，讓我們接下來繼續探究吧！實驗準備：電視機、筆記本電腦、路由器、開關、臺式電腦主機、顯示器。

    實驗準備：電視機、筆記本電腦、路由器、開關、臺式電腦主機、顯示器。

    實驗過程用檢測儀檢測各個電器，并測出不同植物的影響                       

 

（二） 實驗過程 ：1.不同用電器的電磁輻射量的對比試驗

                               

                                

                                                                                                                                                                   

           

      開關                                    筆記本電腦

  

             

          

   

    

            顯示器                                     路由器

  

             

                主機                                        電視機

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

根據本實驗試驗可知，不同的電器的電磁輻射量不同，本實驗中液晶電腦的電磁輻射量最高，開關的電磁輻射量最低.,我想通過本實驗告訴大家，不要長時間上網，這樣對我們的生活、學習都會帶來影響，眼睛離電腦顯示器的距離適當增遠，防止視力下降。

（二）理論過程 2.不同植物對電磁輻射減少的量的研究

     為了研究不同植物對電磁輻射減少的量的實驗，本實驗所采取的六種植物分別是 ：富貴樹、綠玉樹、榕樹、清香木、仙人球、玉露。本實驗選用液晶電腦作為測試對象

測試植物：富貴樹

    (富貴樹)測試結果：將富貴樹擺放在距離顯示器36厘米處一刻鐘后，輻射監測儀顯示的數值并沒有出現明顯變化。數值始終在1000V/m以上波動。數值說明，富貴樹混在抗輻射植物里，只是濫竽充數罷了。

    (綠玉樹)測試結果：在15分鐘的測試時間里，擺放綠玉樹后的測試儀顯示的數值比較穩定，但效果并不理想。數值證明，綠玉樹也不能算作抗輻射植物。

    最終數值：1062V/m

   

    

(清香木)測試結果：擺放清香木15分鐘后，測試儀顯示數值終于降至1000V/m以下，但并不穩定。

    最終數值：1074V/m

    

    (榕樹)測試結果：在15分鐘的測試時間里，測試儀的顯示數值不斷下降，最終降至1000V/m以下。

最終數值：990V/m

   

(玉露)測試結果：與前四種植物相比，玉露的體積要小巧很多。但通過測試儀的數據顯示，吸收電磁輻射的能力并不是由體積決定的。

    最終數值：978V/m

測試結果：跟玉露一樣，擺放仙人球15分鐘后，測試儀的數據很快也降至1000V/m以下，最終結果在6種測試植物中名列第一。

    最終數值：811V/m

結論：不同植物對減少電磁輻射的量不同，本次試驗中，仙人球在所有植物吸收電磁輻射的作用是最強的，它也是天然的空氣清新劑，還具有吸附塵土，凈化空氣的作用。這種極易養活的植物，非常適合現代生活上接觸到很多電磁輻射源的人們。

篇4

論文關鍵詞:計算機　電磁輻射　信息安全　TEMPEST

論文摘要:利用電磁學的方法分析了計算機電磁信息輻射的原理?引入偶極子分析計算了計算機電磁信息輻射場的頻譜與場強;研究了計算機電磁信息輻射接收機的接收原理?進一步定量分析了輻射場強與接收機帶寬、噪聲系數、接收天線定向性和增益之間的數值關系;闡述了計算機電磁信息泄露的方式和途徑?概括了基于實際的軍隊計算機應用中電磁信息安全與防護的主要手段。

隨著信息技術的發展和微型計算機的普及應要處理、傳輸、存儲的軍事機密的安全構成了嚴重的用?計算機已成為目前最關鍵、應用最廣泛的信息處威脅?給國家和軍隊造成重大損失。理、傳輸和存儲的電子設備。軍隊指揮自動化、國防為了確保涉及軍事機密的信息的處理、傳輸、存工程的通訊與指揮、現代化的武器裝備以及智能化儲更安全有效?就必須重視軍用計算機的電磁信息的信息技術產品等無不與計算機有關。由于計算機安全與防護?研制、開發和使用防信息泄漏的計算的特殊構造方式?它在工作時?會向周圍空間輻射電機。在計算機信息安全領域?電磁信息輻射的研究磁波?這些電磁輻射信號包含豐富的頻譜資源?攜帶屬于TEMPEST(Transient ElectroMagnetic Pluse Em-大量有用信息?一旦被敵方接收并破譯?就對計算機anationStandard)的研究范圍。

1電磁信息泄露原理

1。1計算機輻射原理

麥克斯韋于1846年歸納出了麥克斯韋方程組。根據麥克斯韋方程組(方程組(1))可知?電路中只要有電流的變化就會有電磁波的產生?任何時變電磁場都會向四周空間輻射電磁信號?任何載有時變電磁信號的導體都可作為發射天線向周圍空間輻射電磁信號。

由公式(2)、()3可以看出?偶極子所載信號幅度越大?頻率越高;功率越大?輻射場強越強;信號波形越尖銳?其頻譜越寬;高頻分量越豐富?其輻射場強越強。

計算機系統的主要硬件有主機、顯示器、鍵盤、鼠標、打印機和其他外設備?電源線、主機與外設備間的互連線纜(信號線、數據線和控制線)?連接主機、外設備與互連線纜的連接器。計算機電路組成復雜?各個部件以及各種時鐘電路都存在電磁輻射?產生攜帶大量信息的輻射電磁波。這些電磁波就通過計算機的主機、外設備、線纜和連接器向周圍空間輻射?產生的電磁信息泄漏伴隨計算機對信息的接收、處理和發送的全過程。

從信息種類來分?計算機電磁輻射信息包括視頻信息、鍵盤輸人信息、磁盤讀寫信息等。從輻射部件來分?計算機的電磁輻射可以分為處理器的輻射、通信線路的輻射、轉換設備的輻射、輸出設備的輻射等。

從輻射方式來分?還可以分為一次泄漏和二次泄漏。對于處于復雜電磁環境中的計算機?周圍的電磁波接收和發射裝置有可能成為計算機二次泄漏輻射的載體。如果計算機輻射信號以某種形式藕合到計算機周圍的發射電路中?它以兩種形式二次發射出去:輻射信號藕合在放大器的前級?被放大器直接放大發射出去;輻射信號藕合在混頻器前級?與發射機內的本振經混頻器混頻再經放大器發射出去。二次泄露輻射的強度可能超過一次泄漏的輻射強度?降低了計算機設備的防護等級?增加了信號泄露的危險。

1.2計算機輻射信息的接收

計算機工作時產生的極其豐富的諧波資源可達兆赫茲(GHz)以上?電磁輻射最強的頻帶范圍一般在20~so Hz之間?計算機的串口、并口、線纜和連接器?其信息泄露的帶寬一般較低?約在01 MH:?只要接收機的帶寬大于01 MHz?就能有效地接收計算機的輻射信息。計算機視頻信息的電磁輻射較為嚴重?隨著顯示器的分辨率越來越高?輻射的頻率范圍也越來越寬?輻射強度也不斷增加?被接收還原的可能性也不斷增大。1958年?vna.Eck在論文中提出?可以在1儀x〕m處接收還原視頻信息?20世紀90年代英國人稱可以在160 m接收還原視頻信號。其余部件的輻射?在滿足接收機條件的情況下?

當確定了接收機的帶寬B、接收機的噪聲系數凡、接收機天線的定向性D(或者增益G)?便可以確定接收機能接收到的最低場強?只要大于最低接收場強的計算機電磁輻射信號均可以被接收機接收。

2安全與防護

為了降低計算機電磁輻射信息泄露的危險?確保涉及軍事機密的信息的處理、傳輸、存儲更安全有效?必須采取安全防護措施。目前的計算機防電磁信息泄露所采取的措施主要有3種?即信號干擾技術、電磁屏蔽技術和TEMPEST技術。

2.1信號千擾技術

信號干擾技術是指利用相關原理?將能夠產生噪聲的干擾機放在計算機旁?把干擾機發射出來的噪聲電磁波和計算機輻射出來的信息電磁波混在一起?通過不同技術途徑實現與計算機輻射信息的相關聯?并產生了大量與計算機相同頻譜特性的偽隨機干擾信號?使干擾信號與計算機設備的信息輻射混合在一起向外輻射?所以能破壞原輻射信號的形態?降低輻射信息被接收后還原的可能。它具有造價低廉、移動方便、體積小、質量輕等特點?是目前國際上應用最廣泛的一種防泄漏措施。

信號干擾技術主要是針對計算機的視頻輻射信息泄漏采取的一種防護措施?缺點是干擾機的干擾噪聲(白噪聲)和計算機的輻射信號(主要是視頻信號)的特性是不同的?可以被接收者區分開?提取到其中的有用信息。而且?信號干擾技術多采用覆蓋式干擾信號?容易造成電磁污染和防護對象單一。

2.2電磁屏蔽技術

電磁屏蔽技術是利用電磁屏蔽原理?將計算機關鍵部分用特殊材料包起來?抑制近場感應和遠場輻射、中斷電磁輻射沿空間的傳播途徑?是解決電磁信息泄漏的重要手段。

電磁屏蔽有雙重作用:減小電磁輻射泄漏;防止外界電磁干擾。屏蔽方法有多種?根據不同需要可以采用整體屏蔽、部件屏蔽和元器件屏蔽。如:屏蔽電纜、屏蔽電路、屏蔽機柜、屏蔽室等。屏蔽效果與材料性能、輻射頻率、屏蔽體結構和輻射源的距離等有關。屏蔽體都需與大地相連?為屏蔽體上的電荷提供一條低阻抗的電氣泄放通路。電磁屏蔽的效果與屏蔽體接地的好壞密切相關?一般屏蔽體的接地電阻都要求。從使用的效果來看?屏蔽室更理想?好的屏蔽室可使信號衰減60一140dB?缺點是造價高。采用電磁屏蔽的方法防止電磁輻射泄漏時?并不是所有的設備和元器件都能完全封閉在屏蔽室?內。比如?電源線、信號線等均與外界有聯系?輻射電磁波可以通過傳導方式傳到屏蔽室外造成信息泄漏。

2.3 TEMPEST技術

TEMPEST技術即低輻射技術?是指在設計和生產計算機設備時?對可能產生電磁輻射的元器件、集成電路、連接線、顯示器等采取防輻射措施?從而達到減少計算機信息泄漏的目的。前景較好的是紅、黑設備分離技術。采用紅黑分離技術制造紅黑分離式計算機?是指在系統設計中引人紅黑工程概念?將計算機設備上的信號分為紅黑兩種信號?紅信號是指能被接收破譯?并復現出有用信息的信號;黑信號是指即使被接收到?也不能復現出有用信息的信號。把紅信號與黑信號完全隔離開來?然后對隔離后的紅信號采取特殊處理措施?使其達到防電磁信息泄漏極限值的要求。在計算機設備中?相應地也定義了紅設備、黑設備等概念。紅設備是處理保密數據信息的設備?黑設備是處理非保密數據信息的設備。

紅黑設備之間是不允許進行數據傳輸的。通常是在兩者之間建立紅黑隔離界面?僅僅實現黑到紅設備之間的單向信息傳輸。

軟件TEMPEST技術191是國外近年發展起來的新的電磁防護技術?基本原理是通過給視頻字符添加高頻“噪聲”并伴隨發射偽字符?使敵方無法正確還原真實信息?而我方可正常顯示。它替代了過去由硬件完成的抑制干擾功能?成本較低。采用TEM-PEST技術的防護型TEMPEST計算機?使用軟件來控制計算機輻射信號的發射?同時加入了專用的攻擊程序?當有人企圖截獲信息時系統能自動保護并進行自衛反擊。

篇5

【關鍵詞】電磁輻射；危害；防護

1.常見的電磁輻射源

一般來說，雷達系統、電視和廣播發射系統、射頻感應及介質加熱設備、射頻及微波醫療設備、各種電加工設備、通信發射臺站、衛星地球通信站、大型電力發電站、輸變電設備、高壓及超高壓輸電線、地鐵列車及電氣火車以及大多數家用電器等都是可以產生各種形式、不同頻率、不同強度的電磁輻射源。

在日常生活周邊環境中對人們的身體健康可能造成影響的電磁輻射源主要有這樣一些設備： 雷達、電視廣播的發射系統； 射頻感應加熱設備； 射頻及微波治療設備； 移動基站； 高壓及超高壓輸電線等。在家中， 對人們可能造成影響的電氣設備主要是： 微波爐、電磁灶、電腦、電視、手機等。

2.電磁輻射對人體的危害

2.1 電磁輻射對人體的危害

人體所處環境的電磁輻射強度超過一定限度時，或產生累積效應時，會對人體健康產生不良影響，甚至造成傷害。國內外的流行病學調查和大量的試驗研究已經證明，電磁輻射可造成廣泛的生物損傷效應。

2.1.1對心理和行為健康的危害

電磁輻射可以對健康和患病人群的心理和行為產生影響。大量資料證明，電磁能使人出現頭昏腦脹， 失眠多夢，記憶力減退等癥狀。電磁場對睡眠的影響是對患者心理，行為和識別能力影響的反映，進而推斷暴露于人工電磁輻射中的人員，其睡眠異常也許是其后精神紊亂的開始。

2.1.2 對心血管系統的危害

超短波，微波除了引起比較嚴重的神經衰弱癥外，最突出的是造成植物神經機能紊亂，主要在心血管系統有反應，其中以副交感緊張反應為多，如心動過緩，血壓下降或心動過速等。但至今，關于電磁輻射對心血管系統的影響的研究仍未取得較為一致的結論，還有待進一步的探索。

2.1.3 對眼的危害

高強度電磁輻射可使人眼晶狀體蛋白質凝固，輕者混濁，嚴重者可造成白內障，還能傷害角膜，虹膜和前房，導致視力減退乃至完全喪失。人眼在短時間內經微波輻射后，出現視疲勞，眼不適眼干等現象，視力明顯下降，夜晚更為突出。

2.1.4 對生殖系統的危害

電磁輻射對生殖系統的危害及其引起的生殖障礙也日益被各國學者所關注。在微波輻射作用下，即的溫升達到10℃～ 20℃，皮膚雖然沒有濁痛感， 但男性生殖機能可能已經受到微波輻射的損害。受微波輻射后，可能引起暫時性或永久性不育。同樣，電磁輻射還會造成女性月經不調等婦科疾病。

2.1.5 對癌癥發生率的影響

大量試驗研究表明：電磁輻射以多種方式影響生命細胞，極低頻電磁場（ELF-EMF）與白血病（尤其是兒童白血病）、乳腺癌、皮膚惡性黑色素癌、神經系統腫癌、急性淋巴性白血病等有關。這些結果通過細胞學研究得到了理論驗證。電磁場可能通過干擾鈣離子穿越細胞膜的流動而促發癌癥，因為鈣離子的流動具有控制肌肉收縮，卵子受精，細胞分裂以及生長發育等主要功能。電磁輻射還可能擾亂細胞處理激素， 酶及其它化學物質的能力，會導致各類癌癥的發生。

此外，電磁輻射對人體內分泌系統，免于系統，骨髓造血系統均有不同程度的影響。目前，許多國內外學者正在進行廣泛和深入的研究。

2.2 電磁輻射對人體危害的機理

電磁輻射對人體的危害有熱效應、非熱效應和累積效應等。

2.2.1熱效應

人體70%以上是水，水分子受到電磁波輻射后相互摩擦，引起機體升溫，從而影響到體內器官的正常工作。關于熱效應研究比較深入，美國等西方國家已以此作為制定電磁暴露限值的依據。

2.2.2非熱效應

人體的器官和組織都存在微弱的電磁場，它們是穩定和有序的，一旦受到外界電磁場的干擾，處于平衡狀態的微弱電磁場即遭到破壞，人體也會遭受損傷。

2.2.3累積效應

熱效應和非熱效應作用于人體后，對人體的傷害尚未來得及自我修復之前（通常所說的人體承受力——內抗力），再次受到電磁波輻射的話，其傷害程度就會發生累積，久之會成為永久性病態，危及生命。對于長期接觸電磁波輻射的群體，即使功率很小，頻率很低，也可能會誘發想不到的病變，應引起警惕。

高頻及微波電磁輻射對人體的主要危害是引起中樞神經系統的機能障礙和植物神經紊亂。多種頻率電磁波特別是高頻波和較強的電磁場作用人體的直接后果是在不知不覺中導致人的精力和體力減退，容易產生白內障、白血病、腦腫瘤、心血管疾病、大腦機能障礙以及婦女流產和不孕等， 甚至導致人類免疫機能的低下， 從而引起癌癥等病變。

2.3 電磁輻射對人體危害的影響因素

電磁波與生物體相互作用，可以為生物體物質所吸收，但并不是所有情況下，人們都會被電磁輻射所傷，發生“電磁中毒”。電磁輻射對人體傷害的程度與以下因素有關：

2.3.1 電磁場強度

人體周圍電磁場強度越高， 人體吸收能量越多，傷害就越重。

2. 3. 2 電磁輻射頻率

電磁輻射頻率越高，其機體的熱效應就越明顯，對人體的傷害越重，在相互作用下，脈沖波對人體的傷害比連續波嚴重。

2.3.3 電磁波進入機體的深度

電磁波進入機體越多，對人的傷害就越大，電磁波進入機體的深度與很多因素有關，如電磁波的波段，電流形式，電磁波進入機體角度（入射角），組織含水量與組織類別，組織的介電常數與電導率等。

2.3.4 照射時間

電磁場對人體的傷害具有累計效應，因此，人體接受輻射的時間越長，間隔時間越短，傷害就越重。

2.3.5 周圍環境

周圍環境溫度過高或溫度過大時，不利于人體散發由電磁能轉化的熱能，使機體內溫度升高，電磁場傷害加重。

2.3.6 個體差異

電磁場對人體的傷害程度，隨個體的不同而不同。一般來講，在相同的情況下，女性較男性嚴重，兒童較成人嚴重，瘦者較胖者嚴重，這可能與人體的含水量有關。

3.電磁輻射對人體危害的預防措施

預防或減少電磁輻射的傷害，其根本出發點是消除或減弱人體所在位置的磁場強度，其主要措施包括屏蔽和吸收。

3.1 屏蔽

屏蔽就是采用一定的技術手段，將電磁輻射的作用和影響限定在一定的空間內，防止其傳播與擴散。按照輻射場源與工作性質不同，可采用主動場屏蔽和被動場屏蔽兩種形式，通常兩種均采用板狀、片狀或網狀的金屬組成的外科來進行屏蔽。其中，主動場屏蔽是將場源置于屏蔽體內，這種方式適合于輻射源比較集中，輻射功率大，工作人員作業位置不固定等場合；而被動屏蔽是指采用屏蔽室，個人防護等屏蔽方式。這種屏蔽是將場源置于屏蔽體外，實現屏蔽體中的人由于屏蔽作用而免受傷害。這種方式適用于輻射體比較分散、工作人員作業位置固定的場合。同時，為了保證高效率的頻率作用，防止屏蔽體成為二次輻射源，屏蔽體應該有良好的接地。此外，還可利用反射，吸收等減少輻射源的泄漏等來加強防護。

3.2 吸收

吸收是指利用特定的吸收材料將電磁輻射能量吸收掉以降低其強度。這種材料主要是電的良導體和較強的鐵電性，大致可分為諧振性吸收材料和匹配性吸收材料兩大類。前者是利用某些材料的諧特性制成的， 能吸收的微波頻率范圍較窄。后者利用材料和自由空間的阻抗匹配達到吸收輻射能量的目的，吸收的微波頻率范圍較寬。吸收材料的防護措施，一般多用在微波設備的調試上，它要求在場源附近就能把輻射能量大幅度衰減下來，以防止對較大范圍的空間產生污染。為此，可在場周圍鋪高吸收材料，如金屬纖維，金屬鍍層纖維，涂覆金屬鹽的纖維等。同時，可在主要輻射方向上使用功率吸收器，等效天線等波能吸收裝置。另外， 將屏蔽材料與吸收材料疊加制成防護板或防護罩，既可以防止電磁輻射的定向傳播，又可以進行吸收以免反射產生二次污染，大大的降低了電磁輻射的能量，起到了良好的防護作用。