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浅析屏蔽机柜连接电缆后的辐射发射

屏蔽机柜使用概述

随着人们对涉密信息系统电磁泄漏发射危害性认识的逐步加深，在建设涉密信息网络时开始大量采用各种防电磁泄漏发射的手段，包括建设电磁屏蔽室、铺设光缆和屏蔽双绞线、使用低辐射设备、红黑电源隔离插座
、屏蔽机柜和干扰器等。其中屏蔽机柜具有体积小、安装方便
、使用灵活的特点，非常适合在那些不适宜安装电磁屏蔽室又需要对信息设备提供保护的场合使用。

但是实际检测中发现，通过了实验室严格测试的屏蔽机柜在实际使用环境的使用效果往往达不到设计要求
，这使许多用户产生了屏蔽机柜并不能有效防护电磁泄漏发射的印象。经过认真分析，发现许多用户在对屏蔽机柜中的设备进行通信线连接时，往往出于对成本的考虑不使用光纤，而是直接使用屏蔽双绞线进行连接，连接时仅仅将屏蔽双绞线的屏蔽层与柜体进行简单的处理，更有甚者将非屏蔽双绞线直接接入屏蔽机柜中。这些做法都会导致屏蔽机柜的屏蔽效能大大降低
，甚至不仅不能提供保护，反而变成信息泄漏发射的发射源
。随着屏蔽机柜使用得越来越广泛
，错误使用的情况也越来越多，问题日益突出
，存在泄密隐患。

屏蔽机柜连接电缆后的辐射发射

1．使用现场屏蔽机柜屏蔽效能降低的原因

电缆是系统中导致电磁兼容问题的主要因素。在电磁兼容试验中经常出现这样的情况：设备无论如何改进都无法通过电磁兼容试验
，但在将设备的外拖电缆取下时设备能顺利地通过试验；在实际使用电子设备时也经常遇到这样的情况：设备无法正常工作甚至经常死机，但将连接电缆拔下来之后一切正常了。事实上
，我们在现实中遇到的电磁兼容问题
，大部分是由电缆引起的。

屏蔽机柜在实验室中不连接任何电缆时能够满足标准的严格要求，但在使用现场却经常只有50dB左右的屏蔽效能甚至完全无效。这是因为在使用现场将电缆与机柜进行了不正确的连接，在将连接电缆拔掉后机柜的屏蔽效能又恢复正常。这说明电缆是导致系统屏蔽效能降低的直接原因
。事实上

，电缆是一根高效的接收和发射天线，若连接不当会直接将机柜中的电磁泄漏发射信号发射出去。在将非屏蔽双绞线直接接入屏蔽机柜这种情况下，相当于直接为屏蔽机柜连入了一根发射天线，这会使屏蔽机柜完全失去屏蔽作用
，因此实际使用时要绝的对杜绝这种错误。

2．屏蔽机柜连接电缆的辐射模型

其中差模电流回路是电缆中的信号电流回路，而共模电流回路则是由电缆与大地形成的。

在很多电磁兼容书籍中都可以找到关于这个模型的数学分析，在此不再做该部分工作，仅仅是将其结论拿来使用
。该模型相当于两个电流环天线，其发射能力与环路面积和环路中电流的大小成正比。实际在涉密网络中使用的都是屏蔽双绞线，电缆中包含了信号线和信号地线，两者之间的距离很小
，由此形成的差模电流环路的面积也非常小，因此其差模辐射并不强。另外，由于相邻绞节中的电流方向相反
，其产生的磁场方向也相反

，则在空间中抵消。因此实际产生的辐射主要来自共模辐射。

共模辐射由共模电流产生，共模电流的环路由电缆与大地形成，具有较大的环路面积，会产生较强的辐射
。共模电流由共模电压产生，共模电压是电缆与大地之间的电压，产生该电压的原因很多
，在我们讨论的使用屏蔽机柜的情况下，共模电压的产生主要来自于机柜内设备的电磁泄漏发射在电缆上感应生成及电路中的电容性耦合和电感性耦合。

屏蔽机柜连接电缆后的辐射发射问题比较严重，希望从事这方面工作的朋友能够从本篇文中获益。