計算機主機的電磁輻射的測試與分析

張元偉

摘 要：在電波暗室，對不同型號的計算機主機和主機中各部件的電磁輻射進行測量，并對所測頻譜圖進行分析，確定了其電磁輻射強度和對應的電磁頻率，為進一步降低計算機電磁輻射提供了理論依據。

關鍵詞：主機；電磁輻射；頻譜圖；計算機

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

隨著辦公自動化水平的提高，尤其是大量計算機設備的應用，電磁輻射對人體健康造成了極大的危害，它已成為現代人身體健康的“隱形殺手”。此外，計算機所產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、單位和相關人員造成了重大損失，它已成為黨政軍政府機關安全事務的“泄密幫兇”。主機作為計算機中處理數據最直接的設備，被認為是導致計算機電磁輻射強最主要的部件。因此，研究計算機中主機的電磁輻射已成為人們關注的焦點。

1 主機整機的電磁輻射

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

圖1 主機整機的電磁輻射圖

從圖1可以觀察到，測試主機整機的電磁輻射已嚴重超標于GJB151A—97限值曲線，整機電磁輻射曲線出現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，輻射的強度有逐漸增強的趨勢。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。經過進一步測試和分析可知，此電磁輻射主要是由主機中的主板、處理器、內存、硬盤、電源、顯卡等主要部件引起的。

2 主機各部件的電磁輻射

在電波暗室，用貼近場測量方法對計算機主機中各個部件的電磁輻射進行了測量。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果的干擾。下面對主機中幾個主要部件的電磁輻射情況進行分析。

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，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，且電磁強度都比較高；處理器從30～200 MHz范圍內，電磁輻射的最大值位于50 MHz處，隨著電磁頻率的增加，輻射強度有逐漸降低的趨勢；在200 MHz～5 GHz范圍內（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處均有較強的波峰出現。在其余頻段，電磁強度都比較低，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，計算機系統基本上全部使用開關電源，而開關電源的突出特點是產生較強的電磁干擾。開關電源產生電磁輻射的電路主要有一次整流回路、開關回路、二次整流回路和開關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，其輻射的最大值位于3 MHz處，且在此頻段內，電磁輻射的總體強度比較高，且隨著頻率的增大其輻射的強度基本保持平穩。在30～200 MHz的這個頻段內，電源的頻譜比較豐富，輻射的最大值對應的頻率在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

硬盤是計算機最重要的存儲設備，它是通過磁頭向高速運轉中的涂覆有磁性材料的硬盤片寫入或讀出數據。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，相比處理器和開關電源，其電磁輻射的總體強度較小，隨著頻率的增大其輻射的強度基本保持平穩。通過進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電纜用于和計算機主板、電源相連以獲得電源和數據，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硬盤的全封閉結構里面有磁頭定位機構、盤片驅動機構和讀出前置電路。它們在工作時都會產生一定的電磁噪聲，通過傳導和輻射的方式發射出去。

主機中其他部件如主板、光驅、內存、顯卡和內部線纜也都存在不容忽視的電磁輻射。

3 結束語

通過對不同型號主機和主機各個部件的電磁輻射測量，找出了計算機主機中輻射較強部件的電磁強度和對應的電磁頻率，通過對它們的進一步分析，為接下來對計算機主機的低輻射處理提供了理論依據。

參考文獻

[1]閻慧，董正宏，韓偉杰.軍用網絡電磁信息安全技術[M].北京：國防工業出版社，2010.

[2]郝曉東，喬恩明.電源系統電磁兼容設計與應用[M].北京：中國電力出版社，2007.

[3]李洪亮.計算機電磁兼容技術研究[D].山東大學，2007.

〔編輯：白潔〕endprint

摘 要：在電波暗室，對不同型號的計算機主機和主機中各部件的電磁輻射進行測量，并對所測頻譜圖進行分析，確定了其電磁輻射強度和對應的電磁頻率，為進一步降低計算機電磁輻射提供了理論依據。

關鍵詞：主機；電磁輻射；頻譜圖；計算機

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

隨著辦公自動化水平的提高，尤其是大量計算機設備的應用，電磁輻射對人體健康造成了極大的危害，它已成為現代人身體健康的“隱形殺手”。此外，計算機所產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、單位和相關人員造成了重大損失，它已成為黨政軍政府機關安全事務的“泄密幫兇”。主機作為計算機中處理數據最直接的設備，被認為是導致計算機電磁輻射強最主要的部件。因此，研究計算機中主機的電磁輻射已成為人們關注的焦點。

1 主機整機的電磁輻射

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

圖1 主機整機的電磁輻射圖

從圖1可以觀察到，測試主機整機的電磁輻射已嚴重超標于GJB151A—97限值曲線，整機電磁輻射曲線出現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，輻射的強度有逐漸增強的趨勢。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。經過進一步測試和分析可知，此電磁輻射主要是由主機中的主板、處理器、內存、硬盤、電源、顯卡等主要部件引起的。

2 主機各部件的電磁輻射

在電波暗室，用貼近場測量方法對計算機主機中各個部件的電磁輻射進行了測量。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果的干擾。下面對主機中幾個主要部件的電磁輻射情況進行分析。

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，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，且電磁強度都比較高；處理器從30～200 MHz范圍內，電磁輻射的最大值位于50 MHz處，隨著電磁頻率的增加，輻射強度有逐漸降低的趨勢；在200 MHz～5 GHz范圍內（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處均有較強的波峰出現。在其余頻段，電磁強度都比較低，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，計算機系統基本上全部使用開關電源，而開關電源的突出特點是產生較強的電磁干擾。開關電源產生電磁輻射的電路主要有一次整流回路、開關回路、二次整流回路和開關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，其輻射的最大值位于3 MHz處，且在此頻段內，電磁輻射的總體強度比較高，且隨著頻率的增大其輻射的強度基本保持平穩。在30～200 MHz的這個頻段內，電源的頻譜比較豐富，輻射的最大值對應的頻率在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

硬盤是計算機最重要的存儲設備，它是通過磁頭向高速運轉中的涂覆有磁性材料的硬盤片寫入或讀出數據。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，相比處理器和開關電源，其電磁輻射的總體強度較小，隨著頻率的增大其輻射的強度基本保持平穩。通過進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電纜用于和計算機主板、電源相連以獲得電源和數據，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硬盤的全封閉結構里面有磁頭定位機構、盤片驅動機構和讀出前置電路。它們在工作時都會產生一定的電磁噪聲，通過傳導和輻射的方式發射出去。

主機中其他部件如主板、光驅、內存、顯卡和內部線纜也都存在不容忽視的電磁輻射。

3 結束語

通過對不同型號主機和主機各個部件的電磁輻射測量，找出了計算機主機中輻射較強部件的電磁強度和對應的電磁頻率，通過對它們的進一步分析，為接下來對計算機主機的低輻射處理提供了理論依據。

參考文獻

[1]閻慧，董正宏，韓偉杰.軍用網絡電磁信息安全技術[M].北京：國防工業出版社，2010.

[2]郝曉東，喬恩明.電源系統電磁兼容設計與應用[M].北京：中國電力出版社，2007.

[3]李洪亮.計算機電磁兼容技術研究[D].山東大學，2007.

〔編輯：白潔〕endprint

摘 要：在電波暗室，對不同型號的計算機主機和主機中各部件的電磁輻射進行測量，并對所測頻譜圖進行分析，確定了其電磁輻射強度和對應的電磁頻率，為進一步降低計算機電磁輻射提供了理論依據。

關鍵詞：主機；電磁輻射；頻譜圖；計算機

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

隨著辦公自動化水平的提高，尤其是大量計算機設備的應用，電磁輻射對人體健康造成了極大的危害，它已成為現代人身體健康的“隱形殺手”。此外，計算機所產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、單位和相關人員造成了重大損失，它已成為黨政軍政府機關安全事務的“泄密幫兇”。主機作為計算機中處理數據最直接的設備，被認為是導致計算機電磁輻射強最主要的部件。因此，研究計算機中主機的電磁輻射已成為人們關注的焦點。

1 主機整機的電磁輻射

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

圖1 主機整機的電磁輻射圖

從圖1可以觀察到，測試主機整機的電磁輻射已嚴重超標于GJB151A—97限值曲線，整機電磁輻射曲線出現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，輻射的強度有逐漸增強的趨勢。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。經過進一步測試和分析可知，此電磁輻射主要是由主機中的主板、處理器、內存、硬盤、電源、顯卡等主要部件引起的。

2 主機各部件的電磁輻射

在電波暗室，用貼近場測量方法對計算機主機中各個部件的電磁輻射進行了測量。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果的干擾。下面對主機中幾個主要部件的電磁輻射情況進行分析。

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，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，且電磁強度都比較高；處理器從30～200 MHz范圍內，電磁輻射的最大值位于50 MHz處，隨著電磁頻率的增加，輻射強度有逐漸降低的趨勢；在200 MHz～5 GHz范圍內（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處均有較強的波峰出現。在其余頻段，電磁強度都比較低，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，計算機系統基本上全部使用開關電源，而開關電源的突出特點是產生較強的電磁干擾。開關電源產生電磁輻射的電路主要有一次整流回路、開關回路、二次整流回路和開關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，其輻射的最大值位于3 MHz處，且在此頻段內，電磁輻射的總體強度比較高，且隨著頻率的增大其輻射的強度基本保持平穩。在30～200 MHz的這個頻段內，電源的頻譜比較豐富，輻射的最大值對應的頻率在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

硬盤是計算機最重要的存儲設備，它是通過磁頭向高速運轉中的涂覆有磁性材料的硬盤片寫入或讀出數據。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，相比處理器和開關電源，其電磁輻射的總體強度較小，隨著頻率的增大其輻射的強度基本保持平穩。通過進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電纜用于和計算機主板、電源相連以獲得電源和數據，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硬盤的全封閉結構里面有磁頭定位機構、盤片驅動機構和讀出前置電路。它們在工作時都會產生一定的電磁噪聲，通過傳導和輻射的方式發射出去。

主機中其他部件如主板、光驅、內存、顯卡和內部線纜也都存在不容忽視的電磁輻射。

3 結束語

通過對不同型號主機和主機各個部件的電磁輻射測量，找出了計算機主機中輻射較強部件的電磁強度和對應的電磁頻率，通過對它們的進一步分析，為接下來對計算機主機的低輻射處理提供了理論依據。

參考文獻

[1]閻慧，董正宏，韓偉杰.軍用網絡電磁信息安全技術[M].北京：國防工業出版社，2010.

[2]郝曉東，喬恩明.電源系統電磁兼容設計與應用[M].北京：中國電力出版社，2007.

[3]李洪亮.計算機電磁兼容技術研究[D].山東大學，2007.

〔編輯：白潔〕endprint