張元偉

摘 要：在電波暗室，對不同型號的計算機(jī)主機(jī)和主機(jī)中各部件的電磁輻射進(jìn)行測量，并對所測頻譜圖進(jìn)行分析，確定了其電磁輻射強(qiáng)度和對應(yīng)的電磁頻率，為進(jìn)一步降低計算機(jī)電磁輻射提供了理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：主機(jī)；電磁輻射；頻譜圖；計算機(jī)

中圖分類號：TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）01-0130-02

隨著辦公自動化水平的提高，尤其是大量計算機(jī)設(shè)備的應(yīng)用，電磁輻射對人體健康造成了極大的危害，它已成為現(xiàn)代人身體健康的“隱形殺手”。此外，計算機(jī)所產(chǎn)生的電磁波作為信息載體造成的泄密事件也呈上升趨勢，給國家、單位和相關(guān)人員造成了重大損失，它已成為黨政軍政府機(jī)關(guān)安全事務(wù)的“泄密幫兇”。主機(jī)作為計算機(jī)中處理數(shù)據(jù)最直接的設(shè)備，被認(rèn)為是導(dǎo)致計算機(jī)電磁輻射強(qiáng)最主要的部件。因此，研究計算機(jī)中主機(jī)的電磁輻射已成為人們關(guān)注的焦點。

1 主機(jī)整機(jī)的電磁輻射

圖1為某一辦公測試主機(jī)在GJB151A—97中RE102陸軍地面設(shè)備限值曲線下的整機(jī)電磁輻射圖（待主機(jī)工作正常后，去掉顯示器、鍵盤和鼠標(biāo)等外圍設(shè)備）。

圖1 主機(jī)整機(jī)的電磁輻射圖

從圖1可以觀察到，測試主機(jī)整機(jī)的電磁輻射已嚴(yán)重超標(biāo)于GJB151A—97限值曲線，整機(jī)電磁輻射曲線出現(xiàn)較明顯的波峰和波谷。從3 M～2 G頻段，隨著電磁頻率的升高，輻射的強(qiáng)度有逐漸增強(qiáng)的趨勢。在頻率點7 M、30 M、150 M、220 M、1.5 G和2 G處，輻射強(qiáng)度平均超出GJB151A—97限值15 dB左右，最高點在30 MHz處，超出GJB151A—97限值20 dB左右。經(jīng)過進(jìn)一步測試和分析可知，此電磁輻射主要是由主機(jī)中的主板、處理器、內(nèi)存、硬盤、電源、顯卡等主要部件引起的。

2 主機(jī)各部件的電磁輻射

在電波暗室，用貼近場測量方法對計算機(jī)主機(jī)中各個部件的電磁輻射進(jìn)行了測量。測量儀器采用高性能的頻譜儀E4440A和貼近場探頭HZ-11測量時，用專用的金屬屏蔽盒罩住被測部件，以盡量減少相鄰部件對其測量結(jié)果的干擾。下面對主機(jī)中幾個主要部件的電磁輻射情況進(jìn)行分析。

2.1 處理器的電磁輻射分析

圖2為處理器在1～30 MHz和30～200 MHz的電磁頻譜圖。從所測處理器的電磁頻譜圖可以得出：處理器從1 MHz～5 GHz的范圍之內(nèi)，都存在不同程度的電磁輻射。處理器從1～30 MHz，整體波形有較明顯的波峰和波谷，且電磁強(qiáng)度都比較高；處理器從30～200 MHz范圍內(nèi)，電磁輻射的最大值位于50 MHz處，隨著電磁頻率的增加，輻射強(qiáng)度有逐漸降低的趨勢；在200 MHz～5 GHz范圍內(nèi)（未配圖說明），由于受到處理器的主頻、前端總線和它們諧波之間干擾的影響，電磁輻射在1.1 GHz、1.5 GHz、1.9 GHz、2.4 GHz、3.3 GHz、4 GHz處均有較強(qiáng)的波峰出現(xiàn)。在其余頻段，電磁強(qiáng)度都比較低，可以忽略不計。

圖2 處理器電磁頻譜圖

2.2 電源的電磁輻射分析

目前，計算機(jī)系統(tǒng)基本上全部使用開關(guān)電源，而開關(guān)電源的突出特點是產(chǎn)生較強(qiáng)的電磁干擾。開關(guān)電源產(chǎn)生電磁輻射的電路主要有一次整流回路、開關(guān)回路、二次整流回路和開關(guān)控制回路等四個方面。圖3為電源在1～30 MHz和30～200 MHz的電磁頻譜圖。

圖3 電源電磁頻譜圖

從圖3可以看出，電源從1～30 MHz的頻段內(nèi)，其輻射的最大值位于3 MHz處，且在此頻段內(nèi)，電磁輻射的總體強(qiáng)度比較高，且隨著頻率的增大其輻射的強(qiáng)度基本保持平穩(wěn)。在30～200 MHz的這個頻段內(nèi)，電源的頻譜比較豐富，輻射的最大值對應(yīng)的頻率在51 MHz處。但電源的電磁輻射基本都屬于干擾信號，一般不攜帶有用信息，屬于黑信號范疇。

2.3 硬盤存儲器的電磁輻射分析

硬盤是計算機(jī)最重要的存儲設(shè)備，它是通過磁頭向高速運(yùn)轉(zhuǎn)中的涂覆有磁性材料的硬盤片寫入或讀出數(shù)據(jù)。圖4為硬盤在1～30 MHz和30～200 MHz的電磁頻譜圖。

從圖4可以看出，硬盤在1～200 MHz的頻段內(nèi)，相比處理器和開關(guān)電源，其電磁輻射的總體強(qiáng)度較小，隨著頻率的增大其輻射的強(qiáng)度基本保持平穩(wěn)。通過進(jìn)一步測量和理論分析得知，引起硬盤電磁輻射主要有以下三種方式：①電纜用于和計算機(jī)主板、電源相連以獲得電源和數(shù)據(jù)，是最主要的輻射源；②硬盤的讀寫操作都是通過硬盤控制器進(jìn)行控制的，因此，其所在的印制電路板也是一個重要的輻射源；③硬盤的全封閉結(jié)構(gòu)里面有磁頭定位機(jī)構(gòu)、盤片驅(qū)動機(jī)構(gòu)和讀出前置電路。它們在工作時都會產(chǎn)生一定的電磁噪聲，通過傳導(dǎo)和輻射的方式發(fā)射出去。

主機(jī)中其他部件如主板、光驅(qū)、內(nèi)存、顯卡和內(nèi)部線纜也都存在不容忽視的電磁輻射。

3 結(jié)束語

通過對不同型號主機(jī)和主機(jī)各個部件的電磁輻射測量，找出了計算機(jī)主機(jī)中輻射較強(qiáng)部件的電磁強(qiáng)度和對應(yīng)的電磁頻率，通過對它們的進(jìn)一步分析，為接下來對計算機(jī)主機(jī)的低輻射處理提供了理論依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1]閻慧，董正宏，韓偉杰.軍用網(wǎng)絡(luò)電磁信息安全技術(shù)[M].北京：國防工業(yè)出版社，2010.

[2]郝曉東，喬恩明.電源系統(tǒng)電磁兼容設(shè)計與應(yīng)用[M].北京：中國電力出版社，2007.

[3]李洪亮.計算機(jī)電磁兼容技術(shù)研究[D].山東大學(xué)，2007.

〔編輯：白潔〕endprint

摘 要：在電波暗室，對不同型號的計算機(jī)主機(jī)和主機(jī)中各部件的電磁輻射進(jìn)行測量，并對所測頻譜圖進(jìn)行分析，確定了其電磁輻射強(qiáng)度和對應(yīng)的電磁頻率，為進(jìn)一步降低計算機(jī)電磁輻射提供了理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：主機(jī)；電磁輻射；頻譜圖；計算機(jī)

中圖分類號：TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）01-0130-02

隨著辦公自動化水平的提高，尤其是大量計算機(jī)設(shè)備的應(yīng)用，電磁輻射對人體健康造成了極大的危害，它已成為現(xiàn)代人身體健康的“隱形殺手”。此外，計算機(jī)所產(chǎn)生的電磁波作為信息載體造成的泄密事件也呈上升趨勢，給國家、單位和相關(guān)人員造成了重大損失，它已成為黨政軍政府機(jī)關(guān)安全事務(wù)的“泄密幫兇”。主機(jī)作為計算機(jī)中處理數(shù)據(jù)最直接的設(shè)備，被認(rèn)為是導(dǎo)致計算機(jī)電磁輻射強(qiáng)最主要的部件。因此，研究計算機(jī)中主機(jī)的電磁輻射已成為人們關(guān)注的焦點。

1 主機(jī)整機(jī)的電磁輻射

圖1為某一辦公測試主機(jī)在GJB151A—97中RE102陸軍地面設(shè)備限值曲線下的整機(jī)電磁輻射圖（待主機(jī)工作正常后，去掉顯示器、鍵盤和鼠標(biāo)等外圍設(shè)備）。

圖1 主機(jī)整機(jī)的電磁輻射圖

從圖1可以觀察到，測試主機(jī)整機(jī)的電磁輻射已嚴(yán)重超標(biāo)于GJB151A—97限值曲線，整機(jī)電磁輻射曲線出現(xiàn)較明顯的波峰和波谷。從3 M～2 G頻段，隨著電磁頻率的升高，輻射的強(qiáng)度有逐漸增強(qiáng)的趨勢。在頻率點7 M、30 M、150 M、220 M、1.5 G和2 G處，輻射強(qiáng)度平均超出GJB151A—97限值15 dB左右，最高點在30 MHz處，超出GJB151A—97限值20 dB左右。經(jīng)過進(jìn)一步測試和分析可知，此電磁輻射主要是由主機(jī)中的主板、處理器、內(nèi)存、硬盤、電源、顯卡等主要部件引起的。

2 主機(jī)各部件的電磁輻射

在電波暗室，用貼近場測量方法對計算機(jī)主機(jī)中各個部件的電磁輻射進(jìn)行了測量。測量儀器采用高性能的頻譜儀E4440A和貼近場探頭HZ-11測量時，用專用的金屬屏蔽盒罩住被測部件，以盡量減少相鄰部件對其測量結(jié)果的干擾。下面對主機(jī)中幾個主要部件的電磁輻射情況進(jìn)行分析。

2.1 處理器的電磁輻射分析

圖2為處理器在1～30 MHz和30～200 MHz的電磁頻譜圖。從所測處理器的電磁頻譜圖可以得出：處理器從1 MHz～5 GHz的范圍之內(nèi)，都存在不同程度的電磁輻射。處理器從1～30 MHz，整體波形有較明顯的波峰和波谷，且電磁強(qiáng)度都比較高；處理器從30～200 MHz范圍內(nèi)，電磁輻射的最大值位于50 MHz處，隨著電磁頻率的增加，輻射強(qiáng)度有逐漸降低的趨勢；在200 MHz～5 GHz范圍內(nèi)（未配圖說明），由于受到處理器的主頻、前端總線和它們諧波之間干擾的影響，電磁輻射在1.1 GHz、1.5 GHz、1.9 GHz、2.4 GHz、3.3 GHz、4 GHz處均有較強(qiáng)的波峰出現(xiàn)。在其余頻段，電磁強(qiáng)度都比較低，可以忽略不計。

圖2 處理器電磁頻譜圖

2.2 電源的電磁輻射分析

目前，計算機(jī)系統(tǒng)基本上全部使用開關(guān)電源，而開關(guān)電源的突出特點是產(chǎn)生較強(qiáng)的電磁干擾。開關(guān)電源產(chǎn)生電磁輻射的電路主要有一次整流回路、開關(guān)回路、二次整流回路和開關(guān)控制回路等四個方面。圖3為電源在1～30 MHz和30～200 MHz的電磁頻譜圖。

圖3 電源電磁頻譜圖

從圖3可以看出，電源從1～30 MHz的頻段內(nèi)，其輻射的最大值位于3 MHz處，且在此頻段內(nèi)，電磁輻射的總體強(qiáng)度比較高，且隨著頻率的增大其輻射的強(qiáng)度基本保持平穩(wěn)。在30～200 MHz的這個頻段內(nèi)，電源的頻譜比較豐富，輻射的最大值對應(yīng)的頻率在51 MHz處。但電源的電磁輻射基本都屬于干擾信號，一般不攜帶有用信息，屬于黑信號范疇。

2.3 硬盤存儲器的電磁輻射分析

硬盤是計算機(jī)最重要的存儲設(shè)備，它是通過磁頭向高速運(yùn)轉(zhuǎn)中的涂覆有磁性材料的硬盤片寫入或讀出數(shù)據(jù)。圖4為硬盤在1～30 MHz和30～200 MHz的電磁頻譜圖。

從圖4可以看出，硬盤在1～200 MHz的頻段內(nèi)，相比處理器和開關(guān)電源，其電磁輻射的總體強(qiáng)度較小，隨著頻率的增大其輻射的強(qiáng)度基本保持平穩(wěn)。通過進(jìn)一步測量和理論分析得知，引起硬盤電磁輻射主要有以下三種方式：①電纜用于和計算機(jī)主板、電源相連以獲得電源和數(shù)據(jù)，是最主要的輻射源；②硬盤的讀寫操作都是通過硬盤控制器進(jìn)行控制的，因此，其所在的印制電路板也是一個重要的輻射源；③硬盤的全封閉結(jié)構(gòu)里面有磁頭定位機(jī)構(gòu)、盤片驅(qū)動機(jī)構(gòu)和讀出前置電路。它們在工作時都會產(chǎn)生一定的電磁噪聲，通過傳導(dǎo)和輻射的方式發(fā)射出去。

主機(jī)中其他部件如主板、光驅(qū)、內(nèi)存、顯卡和內(nèi)部線纜也都存在不容忽視的電磁輻射。

3 結(jié)束語

通過對不同型號主機(jī)和主機(jī)各個部件的電磁輻射測量，找出了計算機(jī)主機(jī)中輻射較強(qiáng)部件的電磁強(qiáng)度和對應(yīng)的電磁頻率，通過對它們的進(jìn)一步分析，為接下來對計算機(jī)主機(jī)的低輻射處理提供了理論依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1]閻慧，董正宏，韓偉杰.軍用網(wǎng)絡(luò)電磁信息安全技術(shù)[M].北京：國防工業(yè)出版社，2010.

[2]郝曉東，喬恩明.電源系統(tǒng)電磁兼容設(shè)計與應(yīng)用[M].北京：中國電力出版社，2007.

[3]李洪亮.計算機(jī)電磁兼容技術(shù)研究[D].山東大學(xué)，2007.

〔編輯：白潔〕endprint

摘 要：在電波暗室，對不同型號的計算機(jī)主機(jī)和主機(jī)中各部件的電磁輻射進(jìn)行測量，并對所測頻譜圖進(jìn)行分析，確定了其電磁輻射強(qiáng)度和對應(yīng)的電磁頻率，為進(jìn)一步降低計算機(jī)電磁輻射提供了理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：主機(jī)；電磁輻射；頻譜圖；計算機(jī)

中圖分類號：TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）01-0130-02

隨著辦公自動化水平的提高，尤其是大量計算機(jī)設(shè)備的應(yīng)用，電磁輻射對人體健康造成了極大的危害，它已成為現(xiàn)代人身體健康的“隱形殺手”。此外，計算機(jī)所產(chǎn)生的電磁波作為信息載體造成的泄密事件也呈上升趨勢，給國家、單位和相關(guān)人員造成了重大損失，它已成為黨政軍政府機(jī)關(guān)安全事務(wù)的“泄密幫兇”。主機(jī)作為計算機(jī)中處理數(shù)據(jù)最直接的設(shè)備，被認(rèn)為是導(dǎo)致計算機(jī)電磁輻射強(qiáng)最主要的部件。因此，研究計算機(jī)中主機(jī)的電磁輻射已成為人們關(guān)注的焦點。

1 主機(jī)整機(jī)的電磁輻射

圖1為某一辦公測試主機(jī)在GJB151A—97中RE102陸軍地面設(shè)備限值曲線下的整機(jī)電磁輻射圖（待主機(jī)工作正常后，去掉顯示器、鍵盤和鼠標(biāo)等外圍設(shè)備）。

圖1 主機(jī)整機(jī)的電磁輻射圖

從圖1可以觀察到，測試主機(jī)整機(jī)的電磁輻射已嚴(yán)重超標(biāo)于GJB151A—97限值曲線，整機(jī)電磁輻射曲線出現(xiàn)較明顯的波峰和波谷。從3 M～2 G頻段，隨著電磁頻率的升高，輻射的強(qiáng)度有逐漸增強(qiáng)的趨勢。在頻率點7 M、30 M、150 M、220 M、1.5 G和2 G處，輻射強(qiáng)度平均超出GJB151A—97限值15 dB左右，最高點在30 MHz處，超出GJB151A—97限值20 dB左右。經(jīng)過進(jìn)一步測試和分析可知，此電磁輻射主要是由主機(jī)中的主板、處理器、內(nèi)存、硬盤、電源、顯卡等主要部件引起的。

2 主機(jī)各部件的電磁輻射

在電波暗室，用貼近場測量方法對計算機(jī)主機(jī)中各個部件的電磁輻射進(jìn)行了測量。測量儀器采用高性能的頻譜儀E4440A和貼近場探頭HZ-11測量時，用專用的金屬屏蔽盒罩住被測部件，以盡量減少相鄰部件對其測量結(jié)果的干擾。下面對主機(jī)中幾個主要部件的電磁輻射情況進(jìn)行分析。

2.1 處理器的電磁輻射分析

圖2為處理器在1～30 MHz和30～200 MHz的電磁頻譜圖。從所測處理器的電磁頻譜圖可以得出：處理器從1 MHz～5 GHz的范圍之內(nèi)，都存在不同程度的電磁輻射。處理器從1～30 MHz，整體波形有較明顯的波峰和波谷，且電磁強(qiáng)度都比較高；處理器從30～200 MHz范圍內(nèi)，電磁輻射的最大值位于50 MHz處，隨著電磁頻率的增加，輻射強(qiáng)度有逐漸降低的趨勢；在200 MHz～5 GHz范圍內(nèi)（未配圖說明），由于受到處理器的主頻、前端總線和它們諧波之間干擾的影響，電磁輻射在1.1 GHz、1.5 GHz、1.9 GHz、2.4 GHz、3.3 GHz、4 GHz處均有較強(qiáng)的波峰出現(xiàn)。在其余頻段，電磁強(qiáng)度都比較低，可以忽略不計。

圖2 處理器電磁頻譜圖

2.2 電源的電磁輻射分析

目前，計算機(jī)系統(tǒng)基本上全部使用開關(guān)電源，而開關(guān)電源的突出特點是產(chǎn)生較強(qiáng)的電磁干擾。開關(guān)電源產(chǎn)生電磁輻射的電路主要有一次整流回路、開關(guān)回路、二次整流回路和開關(guān)控制回路等四個方面。圖3為電源在1～30 MHz和30～200 MHz的電磁頻譜圖。

圖3 電源電磁頻譜圖

從圖3可以看出，電源從1～30 MHz的頻段內(nèi)，其輻射的最大值位于3 MHz處，且在此頻段內(nèi)，電磁輻射的總體強(qiáng)度比較高，且隨著頻率的增大其輻射的強(qiáng)度基本保持平穩(wěn)。在30～200 MHz的這個頻段內(nèi)，電源的頻譜比較豐富，輻射的最大值對應(yīng)的頻率在51 MHz處。但電源的電磁輻射基本都屬于干擾信號，一般不攜帶有用信息，屬于黑信號范疇。

2.3 硬盤存儲器的電磁輻射分析

硬盤是計算機(jī)最重要的存儲設(shè)備，它是通過磁頭向高速運(yùn)轉(zhuǎn)中的涂覆有磁性材料的硬盤片寫入或讀出數(shù)據(jù)。圖4為硬盤在1～30 MHz和30～200 MHz的電磁頻譜圖。

從圖4可以看出，硬盤在1～200 MHz的頻段內(nèi)，相比處理器和開關(guān)電源，其電磁輻射的總體強(qiáng)度較小，隨著頻率的增大其輻射的強(qiáng)度基本保持平穩(wěn)。通過進(jìn)一步測量和理論分析得知，引起硬盤電磁輻射主要有以下三種方式：①電纜用于和計算機(jī)主板、電源相連以獲得電源和數(shù)據(jù)，是最主要的輻射源；②硬盤的讀寫操作都是通過硬盤控制器進(jìn)行控制的，因此，其所在的印制電路板也是一個重要的輻射源；③硬盤的全封閉結(jié)構(gòu)里面有磁頭定位機(jī)構(gòu)、盤片驅(qū)動機(jī)構(gòu)和讀出前置電路。它們在工作時都會產(chǎn)生一定的電磁噪聲，通過傳導(dǎo)和輻射的方式發(fā)射出去。

主機(jī)中其他部件如主板、光驅(qū)、內(nèi)存、顯卡和內(nèi)部線纜也都存在不容忽視的電磁輻射。

3 結(jié)束語

通過對不同型號主機(jī)和主機(jī)各個部件的電磁輻射測量，找出了計算機(jī)主機(jī)中輻射較強(qiáng)部件的電磁強(qiáng)度和對應(yīng)的電磁頻率，通過對它們的進(jìn)一步分析，為接下來對計算機(jī)主機(jī)的低輻射處理提供了理論依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1]閻慧，董正宏，韓偉杰.軍用網(wǎng)絡(luò)電磁信息安全技術(shù)[M].北京：國防工業(yè)出版社，2010.

[2]郝曉東，喬恩明.電源系統(tǒng)電磁兼容設(shè)計與應(yīng)用[M].北京：中國電力出版社，2007.

[3]李洪亮.計算機(jī)電磁兼容技術(shù)研究[D].山東大學(xué)，2007.

〔編輯：白潔〕endprint