數(shù)字系統(tǒng)微弱泄漏電磁波信號檢測方法研究.pdf

1、數(shù)字系統(tǒng)的泄漏電磁波信號檢測是TEMPEST研究中的一項(xiàng)重要任務(wù),在軍事、安全、商業(yè)、故障診斷等領(lǐng)域扮演著重要的角色。在防電磁泄漏技術(shù)日益完善的今天,數(shù)字系統(tǒng)的泄漏電磁波信號變得十分微弱,這給研究人員帶來了新的挑戰(zhàn),一方面,微弱泄漏電磁波信號往往被淹沒在強(qiáng)背景噪聲中,且實(shí)際環(huán)境的變化使背景噪聲具有不確定性,這要求檢測系統(tǒng)具有強(qiáng)適應(yīng)環(huán)境的能力;另一方面,微弱泄漏電磁波信號檢測應(yīng)以改善信噪比為目的,傳統(tǒng)的濾波、放大等方法顯然難以滿足要求,而

2、現(xiàn)有的微弱信號檢測法一般需要一定的先驗(yàn)條件,比如隨機(jī)共振、混沌振子檢測法只能檢測已知頻率的微弱低頻信號,不能檢測寬帶內(nèi)無任何先驗(yàn)知識的微弱泄漏電磁波信號,因此,研究微弱泄漏電磁波信號檢測的新方法或改進(jìn)已有檢測法是尚待解決的問題。
　　針對已知頻率微弱泄漏電磁波信號檢測,本文采用現(xiàn)有的混沌振子檢測法,當(dāng)混沌振子處于混沌臨界態(tài)時,與策動力同頻率的微弱信號可使混沌系統(tǒng)的狀態(tài)發(fā)生質(zhì)的飛躍,從而達(dá)到檢測的目的,然而,混沌系統(tǒng)檢測的可靠性很少

3、在文獻(xiàn)中研究,本文著重討論了當(dāng)系統(tǒng)策動力處于臨界值時,在不同初始值條件下系統(tǒng)歷經(jīng)的過渡過程,且分析了噪聲對不同過渡過程的影響,發(fā)現(xiàn)“周混漸變”中的穩(wěn)定混沌態(tài)能有效抑制噪聲,且對與策動力同頻率的周期信號具有敏感性,因而,當(dāng)“周混漸變”的過渡過程歷經(jīng)穩(wěn)定混沌態(tài)時輸入待測信號可實(shí)現(xiàn)微弱泄漏電磁波信號的可靠檢測。
　　針對淹沒在強(qiáng)均勻分布隨機(jī)噪聲的微弱泄漏電磁波信號的檢測,本文提出了非線性奇函數(shù)法,根據(jù)矩形脈沖波信號的譜密度特征,建立了一

4、個非線性奇函數(shù),該函數(shù)可將正弦信號轉(zhuǎn)換為似矩形脈沖波信號,在轉(zhuǎn)換過程中,具有固定幅值的微弱泄漏電磁波正弦信號比噪聲信號的譜密度衰減慢,從而改善信噪比,達(dá)到檢測的目的;最后還提出了基于移動時域窗法檢測微弱泄漏電磁波信號的起始時刻。
　　針對寬帶內(nèi)無先驗(yàn)條件的微弱泄漏電磁波信號的檢測,本文提出了改進(jìn)的聚類分割法,利用劃分聚類與層次聚類對信號進(jìn)行分割,對分割后的樣本信息與待測信息進(jìn)行比對,發(fā)現(xiàn)新類,并利用模糊聚類的隸屬度區(qū)分偽信號與泄漏

5、電磁波信號,該方法可滿足實(shí)時在線檢測要求。
　　本文設(shè)計(jì)和開發(fā)了基于聚類法檢測的軟硬件系統(tǒng),在硬件設(shè)計(jì)中,為了降低對信號放大與采樣的設(shè)計(jì)要求,利用混頻法將寬帶內(nèi)的信號轉(zhuǎn)換到固定中頻的頻帶內(nèi)分時放大與采樣,實(shí)測結(jié)果證明,該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)寬帶內(nèi)無先驗(yàn)條件的微弱泄漏電磁波信號的實(shí)時在線檢測。
　　綜上所述,本文研究了不同情況下的數(shù)字系統(tǒng)微弱泄漏電磁波信號的數(shù)據(jù)采集、信號檢測與軟硬件實(shí)現(xiàn),改進(jìn)或提出了三種檢測微弱泄漏電磁波信號的方法,并