Стены, которые можно настроить — Строительство

Стены, которые можно настроить

В эту эпоху телекоммуникаций, когда большинство систем становятся беспроводными, потребность в безопасности чрезвычайно возросла, потому что различные сигналы должны быть защищены и изолированы друг от друга. Одновременное выполнение обоих этих требований может создать множество проблем. В настоящее время системы мобильной связи и беспроводной локальной сети (WLAN) разрабатываются на основе подробного анализа требований к радиочастотному (РЧ) покрытию и пропускной способности. Проблемы безопасности и конфиденциальности могут быть решены с помощью хорошего дизайна, но «подслушивание» остается реальной уязвимостью.

Революционная технология, называемая частотно-избирательной поверхностью (FSS), все чаще предлагается и используется в качестве ответа на развертывание безопасных беспроводных систем для внутренних помещений, используя преимущества инновационных методов проектирования зданий и использования затухающих материалов.

К концу восемнадцатого века американский физик Д. Риттенхаус обнаружил, что некоторые цвета светового спектра подавлялись, когда уличный фонарь наблюдался через шелковый платок. Это было, пожалуй, первым «доказательством» того, что несплошные поверхности могут демонстрировать разные свойства пропускания для разных частот падающей волны. Следовательно, поверхности были названы частотно-селективными поверхностями (FSS).

Поэтому FSS можно рассматривать как фильтр свободного пространства, который можно использовать для пропускания определенных частот и остановки других. Эти фильтры разработаны путем изготовления некоторых геометрических металлических форм на диэлектрическом материале. Формы могут быть кругом, крестом, квадратом, кольцом или триполем, как показано на рисунке.

Эти геометрические металлические формы на диэлектрическом материале действуют как индуктивное и емкостное сопротивление на падающие плоские волны и, следовательно, ведут себя как фильтры свободного пространства. Затем изготовленные панели могут быть установлены на стенах здания или приклеены к окну, чтобы получить желаемый результат прохода ленты или остановки ленты.

Конструкция FSS в основном получается путем периодического наложения любой из этих форм на половину длины волны друг от друга. Длина волны определяется частотой работы. Очень распространенным примером FSS является передний экран микроволновой печи, используемой в наших домах или на рабочих местах. Вы, должно быть, заметили периодическую структуру шестиугольников или кругов на переднем стекле.

Фактически это FSS, которая останавливает выход микроволновой частоты из духовки, поскольку она вредна для человека. Как и почему геометрические формы заставляют FSS действовать как полосовой фильтр или полосовой фильтр? Ну, это очень просто.

В качестве примера здесь показана поперечная геометрия и ее эквивалентная схема. Легко видеть, что, когда падающая волна падает на эту структуру, в материале протекает небольшой ток (в основном из меди), что делает его эквивалентной последовательной цепью LC (L = индуктор, C = конденсатор). Индуктивность находится в плечах каждого креста, а емкость между соседними краями — из-за токов, возникающих в структуре при падении падающих электромагнитных волн, как показано на рисунке. На резонансной частоте LC-цепи сигнал будет либо проходить, либо прекращаться в соответствии с аналогией конструкции и формой падающей волны, падающей на ФСС.

Короче говоря, FSS представляет собой не более чем параллельную или последовательную LC-схему, чтобы вести себя как фильтр свободного пространства. Включение некоторых активных устройств между этими элементами может сделать FSS активным, добавив больше функциональности и настраиваемости в дизайн.

FSS может использоваться во многих инженерных приложениях, таких как:

— метки радиочастотной идентификации (RFID);

— Избежание столкновения;

— увеличение радиолокационного сечения;

— Роботизированные управляемые дорожки;

— защита от электромагнитных помех;

— фотонные запрещенные структуры;

— низкая вероятность систем перехвата (например, скрытность);

— Волновод или полость контрольной муфты;

— а также, беспроводная безопасность и т. д.

Для читателя без научного образования нет необходимости понимать терминологию, приведенную выше, потому что я сосредоточен на последнем приложении. Это потому, что использование беспроводной связи относится к массам. Поэтому будет обсуждаться важность FSS для безопасности современных беспроводных технологий.

Сотовая связь

Сотовые телефоны не могут быть просто разрушительными или раздражающими, но в некоторых случаях они могут создавать угрозы безопасности, поскольку их можно использовать для отключения устройства. Но раздражающий звук звонка мобильного телефона в кинотеатре или театре мог бы выйти на поверхность с разработкой высокотехнологичной частотно-избирательной поверхности, которая блокирует их сигналы.

Тихие зоны могут быть созданы в больницах, школах и залах аэропортов с использованием высокотехнологичных систем безопасности. Кроме того, поверхность, состоящая из металлической сетки, может помочь террористам помешать. Этот тип безопасности в основном необходим в аэропортах и ​​других зонах повышенного риска, которые часто посещают сотрудники сил обороны и служб безопасности.

Прелесть в проектировании и разработке FSS заключается в том, что он будет блокировать только определенный тип сигналов, в то время как другим сигналам будет разрешено проходить. С технической точки зрения, он будет вести себя как полосовой фильтр для блокируемой частоты и полосовой фильтр для остальных.

Следует отметить, что до появления коммерческой ФСС большие алюминиевые листы были встроены в стены современных зданий, чтобы остановить нежелательные сигналы. Основная проблема с этой техникой заключалась в том, что, помимо блокировки желаемой частоты, она также останавливает другие частоты.

Однако с коммерческим производством частотно-селективных поверхностей теперь стало возможным быть избирательным — либо останавливать, либо пропускать волны определенного типа. Следовательно, цель создания безопасных зон в зданиях во избежание террористической деятельности может быть достигнута путем разработки одного из следующих:

— пассивная ФСС или;

— Активная ФСБ.

Пассивный FSS — это тот, в котором некоторые забавные формы спроектированы на диэлектрическом листе для передачи или остановки определенной частоты. Как только эта поверхность изготовлена, ее свойства не могут быть изменены. Другой основной момент заключается в том, что они должны быть достаточно большими, чтобы их можно было наклеить на большое поперечное сечение стены или окна. Преимущество этого типа FSS заключается в том, что они просты в проектировании и изготовлении, но недостатком является то, что они не реконфигурируемы.

С другой стороны, активный FSS состоит из тех же самых забавных форм с включением некоторых активных электронных устройств, таких как диод пушки, диод варатора или конденсаторы. Эти активные устройства делают размер FSS намного меньше пассивного и могут быть реконфигурируемыми. Единственным недостатком является то, что проектирование и изготовление таких устройств является очень сложной задачей. В обоих случаях FSS поможет остановить любой сигнал мобильного телефона, поступающий в зону безопасности, например, в залах аэропорта, в то время как другие сигналы, такие как сигналы радио, телевидения или беспроводной связи, обязательно поступят.

Важной областью безопасности человека является то, что чрезмерное использование мобильных телефонов может нанести вред уху и тканям головного мозга при слишком частом попадании электромагнитных волн в голову. Об этом сообщают люди со всего мира.

Это происходит потому, что в недавно разработанных высокотехнологичных мобильных телефонах плоскость заземления, используемая за антенной, обычно является проводником, который не способен остановить проходящее электромагнитное излучение. Инженеры и ученые проводят исследования, чтобы создать плоскость заземления FSS, которая ведет себя как идеальный полосовой фильтр к поступающим частотам, что устраняет причину обратного излучения.

Беспроводной интернет

Определенный тип частотно-избирательных поверхностей был разработан для предотвращения выхода сигналов беспроводной локальной сети (WiFi LAN) из здания без воздействия на сигналы мобильного телефона. Эта технология была разработана, чтобы помешать посторонним получить доступ к защищенной сети с помощью сетей Wi-Fi, случайно настроенных работниками в офисе или в здании.

Сотруднику требуется всего лишь мгновение, чтобы подключить базовую станцию ​​Wi-Fi размером в мягкой обложке к корпоративной сети. Затем этот человек может бродить по офису со своим ноутбуком, оставаясь при этом подключенным к Интернету. Однако проблема с этой топологией заключается в том, что она дает возможность постороннему нарушить безопасность компьютера этой компании, используя соединение WiFi.

Если базовая станция Wi-Fi не защищена мерами безопасности, которые большинство пользователей-любителей не захотят настроить, она дает любому пользователю на расстоянии до 100 метров возможность обойти корпоративный брандмауэр и без проводов взломать сеть.

До сих пор единственный способ гарантировать, что люди не получают незаконный доступ к секретам компании, — это превратить офисы и здания в защищенную от помех «клетку Фарадея», облицовав стены алюминиевой фольгой и используя стекло, поглощающее радиоволны. в окнах. Это гарантирует, что все электромагнитные излучения поглощаются, но это также означает, что никто не может использовать мобильный телефон в здании или офисе.

Компании по всему миру разработали перестраиваемые частотно-избирательные поверхности, которые могут блокировать WiFi на частоте 2,4, 5 и 6 гигагерц, пропуская сигналы мобильных телефонов GSM и 3G, а также вызовы экстренных служб. Это означает, что в настоящее время FSS работает в качестве полосового фильтра для сигналов WiFi 2,4, 5 и 6 гигагерц, а также в качестве полосового фильтра для сигналов GSM и 3G и других вызовов экстренных служб.

FSS также может обеспечить изоляцию между различными стандартами сигналов WiFi внутри здания, то есть между системами 2,4, 5 и 6 ГГц. Эта изоляция очень важна, иначе вмешательство между ними может создать серьезную угрозу доступности и безопасности данных. Например, если требуется изоляция между системой 2,4 и 5 ГГц в среде беспроводной сети, может быть спроектирована FSS, которая может вести себя как фильтр, ограничивающий полосу частот на обеих частотах, а затем закрепляться на стене между двумя сетями WiFi. Это позволило бы обеим сетям работать отдельно в разных местах без каких-либо помех.

Поскольку беспроводная связь становится критически важным бизнес-приложением, строительные фирмы, арендодатели и арендаторы должны проявлять все больший интерес к распространению РЧ. Инженеры и дизайнеры также должны будут ознакомиться с новым типом строительных, отделочных и радиочастотных материалов, особенно с ФСС, а также освоить внедрение новейших беспроводных систем и интеллектуальных антенн. Текущие разработки в FSS указывают на светлое будущее для этой технологии с полезными приложениями, ожидающими использования во множестве отраслей.

Между тем, Пакистан находится на грани эры беспроводных технологий, и вскоре произойдет значительный сдвиг в передаче данных от физических соединений к беспроводным соединениям. Беспроводная связь считается чистой формой сети, в которой не используются длинные физические линии и сетевые компоненты. Вот почему можно сделать вывод, что все больше и больше компаний обращаются к этой технологии, чтобы сэкономить деньги и быть эффективными.

Поэтому нам нужны специалисты для обеспечения безопасности всей беспроводной сети. Более того, с развитием огромной инфраструктуры сотовой связи в стране нам может в какой-то момент потребоваться блокировать сигналы в зонах с ограниченным доступом, таких как аэропорты, больницы и кинозалы.

Любой, кто интересуется микроволновой и радиочастотной (РЧ) связью, должен выбрать ФСС в качестве основного направления исследований, поскольку он несет в себе большой потенциал на будущее, даже в Пакистане.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *