Homepage Cyberwar Cybersecurity Cyberspace C-Spionage C-Sabotage Gefährdung Kriminalität Computer Kommunikation mod. Systeme Der Mensch Beratung Bildung Fachberichte Information Kryptologie Emission Verschlüsselung Forschung Begriffe Recht Technik Verschiedenes
Verschiedenes Informationen aus aller Welt Aus der Welt der Pocketsysteme

Das Amplituden – Frequenz – Zeitspektrum elektromagnetischer Abstrahlungen

 

Im Gegensatz zu den Abstrahlungen von kontinuierlichen Signalen, wie sie aus der drahtlosen Kommunikation bekannt sind, weisen die Signale in der Informationstechnik eine digitale Struktur auf.  Sie kennen dies ja bereits

Diese Signale sind gekennzeichnet durch die sprunghafte Veränderung ihres Signalpegels. Ein weiteres Kennzeichen ist, das dieser Zustand über einen Zeitraum t besteht. Nach Ablauf der Signallaufzeit verändert sich diese Signal wieder auf den Nullwert. Nach Ablauf einer T0 kann sich dieser Zustand wiederholen, dann handelt es sich um eine symmetrische Impulsfolge.

Zur Übermittlung variabler Informationen weisen die nachfolgenden Informationen eine andere Struktur auf.

In den nachfolgenden Betrachtungen wollen wir uns auf den einfachen Fall beschränken. Der Grund für diese Beschränkung ist in der Tatsache zu finden, das alle andere Folgen eine Ableitung der Grundstruktur darstellen.

Denn, wenn sie das Grundmuster erkannt haben, so können sie alle weitern Ableitungen selbstständig lösen.

Zur Lösung sollten sie die „klassischen“ Lösungen aus der Impulstheorie benutzen.

Die Impulstheorie hat uns hierfür bereits eines sehr breite Palette von Lösungen angeboten. Somit brauchen wir nur noch auf deren Erkenntnisse aufbauen. Sie liefern ein breites Spektrum von Antworten zur Frage der Emission elektromagnetischer Signale, wie sie in informationsverarbeitenden Systemen vorhanden sind.

Deshalb sollen in den nachfolgenden Betrachtungen diese Zusammenhänge näher erläutert werden.

Auf die sehr umfangreiche deutschsprachige Literatur  sei hingewiesen. Sie erweitert das Verständnis dieser Problematik.

Nehmen wir einen Impuls der Dauer ti, der nach der Zeit To wiederholt. Es könnte im übertragenden Sinne auch ein strukturiertes Signal eines Bytes darstellen.

Der Impuls wird dargestellt :

  Kreisfrequenz    2 π  fo    oder in der Form    2 * π / To

Der zeitliche Abstand zweier Impulse ist      To

Impulsdauer      τi

Für eine Reihe weitere Überlegungen

Die Berechnung des Amplituden – Frequenzspektrums kann mittels mathematischer Verfahren erfolgen. Der Zusammenhang zwischen der Fourierreihendarstellung mittels Exponentialreihen und trigonometrischen  Reihen ist sehr eng.

 

1     +τ/2

Xn =  A ---   ∫             e – jnωo dt

T     -τ/2

 

Hierbei  A die Höhe des Rechteckimpulses.

Durch eine Reihe von Erweiterungen

 

τ                τ                        ω0                 π

0 ---  =  n π ---      wegen       ----    =    ---

2              T                          2            T

daraus folgt

∞                                      τ                      τ

x(t)   =    ∑   Xn  e jnωot        =   A ---   ∑  si (n π ---   )  e jnωot

n= - ∞                                 T                     T

 

Zu dieser und weiterer Berechnungen finden sie ein umfangreiches deutschsprachiges Schrifttum ( Literatur 3 )

 

 

Dieses Spektraldiagramm basiert auf der Annahme eines Impulses mit der Dauer  von

 0,1  Mikrosekunde  μs  und einer Impulsfolge To = 1 Mikrosekunde. Diese Zeitverhältnisse liegen in etwas bei der Tastatur eines informationsverarbeitenden Systems vor.

 Die y – Achse beinhaltet die Amplitudenwerte, ohne Korrektur des Tastverhältnisses.

 Die x – Achse zeigt die aufsteigenden n Werte an.

 Das Diagramm zeigt deutlich die Nullstellen des Tastverhältnisses. So sind die Amplitudenwerte für n = 10; 20;  usw. = 0

 Die Grundschwingung, liegt in diesem Falle bei 10 MHz.

 Für eine spätere Rekonstruktion dieses Signals ist eine Bandbreite bis zur 1. Nullstelle ausreichend. 90 % der abgestrahlten Energie befindet sich in dieser Bandbreite.

 Auch hierüber finden Sie umfassende Darstellungen im obengenannten Schrifttum.

 Die nachfolgende Darstellung ist analog dem obigen Amplituden Frequenzspektrum.

Zusätzlich wurde eine z - Achse eingefügt. Die z – Achse wurde im Verhältnis des Tastverhältnisses strukturiert. Sie soll damit deutlich veranschaulichen, das in den folgenden zeitlichen Intervallen keine Impulse ausgesandt werden.

Dies hat natürlich Auswirkungen auf die Messtechnik zur Bestimmung der Amplituden der abgestrahlten hochfrequenten Signale sowie auch für die Analysetechnik.

Die Analyse und Verarbeitung der hochfrequenten breitbandigen Signale kann durch ein breites Spektrum von Systemen erfolgen. Diese Methoden sind sehr vielfältig, das kann und soll hierauf nicht im Einzelnen eingegangen werden.

 Ich würde mich freuen, wenn Jemand von Ihnen hierzu seine Ausführungen anderen Leser mitteilen möchte. Denn dies ist ein hochinteressantes Gebiet, mit sehr vielen Facetten.

 Bei der Betrachtung der Frequenzspektren werden sie eine Reihe von Analogien finden, die ihnen vielleicht aus der Funkmesstechnik bekannt sein dürften. Durch die Nutzung der in der Funkmesstechnik angewandten Lösungen lassen sich die elektromagnetischen Emissionen qualitativer bearbeiten und auswerten. Damit werden im Ergebnis größere Reichweiten erzielt, die Genauigkeit der aufgenommenen Signale ( Fehlerwahrscheinlichkeit verringert sich ) und der Grad der Gefährdung wird größer.

 Interessant sind auch mögliche Aussagen zur Maskierung möglicher  elektromagnetischer Abstrahlungen durch Störsignale der verschiedensten Art.  Hier gibt es sehr viele Erfahrungen aus dem Bereich der modernen Funkmesstechnik sowie der Weltraumforschung.

 Abschließend muss gesagt werden, eine Aufnahme elektromagnetischer Abstrahlungen wird immer bestimmt, durch die Qualität der rekonstruierten Signale.

 Deshalb legen sie Wert auf die Tatsache, das sie bei sensiblen Informationen auch diesen Aspekt des Schutzes beachten. Vermeiden sie irgendwelche primitiven Lösungen, weil sie einmalig weniger Geld kosten. Aber sie bringen auch weniger Sicherheit.  

 

  Diese Seite übersetzen