Modelling and experimental study of low frequency and radio frequency radition from electronic devices

Abstract

Bu tez, elektronik cihazlardan yayılan radyo frekans (yüksek frekans) ve düşük frekans yayılımların ölçülmesi ve modellenmesini anlatmaktadır. Düşük frekans enterferansı alanında, son yıllarda düşük frekans elektromanyetik alanların bilgisayar ekranlarıyla etkileşiminde bir artış gözlendi. Bu alanlar, ekranın elektron boğumunun istenmeyen sapmalarına sebep olarak, ekranda istenmeyen kırpışma ve dalgalanmalar oluşturabilmektedir. Yüksek frekans enterferansı alanında ise; CRT (Bilgisayar Ekranı), PCB (Baskı Devre Kartı), bilgi kablosu, toprak halkası vs. yayılan emisyonların kaynakları olarak gösterilebilir. Fakat, yayılan emisyonların en önemli kaynağı CRT'dir. Bu yayılımlar radyo frekans gürültünün yanı sıra sinyal bilgisini de içerir. CRT veya video devresinden olan yayılımlar belli mesafelerden yakalanabilir ve yayılımdan çıkarılan ekran bilgisi izinsiz kullanılabilir. Bu yüzden, yayılım yapan elektronik cihazlar için modeller geliştirilmeli ki yayılıma karşı gerekli koruma tedbirleri kolaylıkla üretilebilsin, ilgili yayılım kurallarına uyumluluk kontrolü kolaylaştırılsın. Bu tezde çeşitli modelleme teknikleri anlatılmaktadır. Kişisel bilgisayar sistemi dipol modelleme tekniği ile modellenmekte ve bu model MATLAB programlama dili ile analiz edilmektedir. Aynı zamanda, kişisel bilgisayar sisteminin düşük frekans ve yüksek frekans yayılımlarının ölçümü askeri standartlara (MTL-STD-462 ve MIL-STD-461C) göre yapılmaktadır. Sonuçta, elde edilen modelleme değerleri, ölçülmüş değerler ve askeri standartların ilgili limitleri karşılaştırılmakta ve tartışılmaktadır.

This thesis describes modeling and experimental study of low frequency and radio frequency radiation from electronic equipment. In terms of low frequency interference, there has been a marked increase in low frequency electromagnetic field interference with computer video terminals. These fields can cause an unwanted deflection of the CRT electron beam, resulting in a display that `wiggles and waves.` In terms of RF interference, video display units, CRT, PCB (Printed Circuit Board), data cable, ground loop etc. are all sources of radiated emission. But CRT is the major contributor to the radiated emission. These radiations contain both signal information as well as RF noise. Hence, the radiation from CRT or video circuit could be picked up at certain distances and the information on the Video Display Unit (VDU) could be recovered for eavesdropping purposes. Thus, it is necessary to develop models for radiating electronic devices in order to assume proper measures for protection against the radiation, and for compliance with the relevant regulations. In the thesis, various modeling techniques are discussed. PC computer system is modeled with dipole modeling technique and this model is analyzed using MATLAB programming language. Also, measurements of low frequency and RF radiations from the PC computer system are achieved according to military standards (MIL-STD-462 and MIL- STD-461C). Finally, modeled results, measured results and related limits of military standards are compared and discussed.