Защита информации

Поскольку воздействие осуществляется по каналу восприятия акусти­ ческого сигнала, то совершенно неважны дальнейшая трансформация, спо­

кий сигнал подавляется на этапе его восприятия.

Комплекс обеспечивает защиту, в зависимости от необходимости, ка­ кой-либо локальной области или помещения в целом, используя многока­ нальную версию комплекса. Минимальная конфигурация комплекса - двух­ канальная. При необходимости комплекс имеет возможность наращивания до 4-х, 6-ти, 8-ми и т.д. канальных версий, что обеспечивает защиту поме­ щений с объемом 27 м3 (двухканальная версия) и более.

251

Нелинейные радиолокаторы

Появление нелинейных радиолокаторов позволило обнаруживать и отличать скрытые объекты, содержащие полупроводниковые элементы (по­ лупроводниковые триоды, диоды и т.п.) от металлических элементов. Это

“отклика” - переизлучения объектом гармоник падающего на него излуче­ ния первой гармоники нелинейного радиолокатора.

В зависимости от начинки объекта изменяется и величина (мощность) четных и нечетных гармоник переизлучаемого сигнала.

На рис.6.27 показана схема нелинейного радиолокатора, работающе­ го на 2-й и 3-й гармониках.

Рис.6.27. Схема работы нелинейного локатора

где 1. Антенна сигналов вто­ рой гармоники. 2. Антенна сигна­ лов третьей гармоники. 3. Переизлучение сигналов второй гар­ моники. 4. Переизлучение сигна­ лов третьей гармоники. 5. Излу­ чающее антенное устройство не­ линейного локатора, работающее на первой гармонике.

Большинство объектов, окружающих нас, являются “нелинейными”.

тику, которая показана на рис.6.28б. Графическое выражение их вольт-ам- перной характеристики асимметрично. Полупроводники генерируют ответ­ ный сигнал с большим количеством одинаковых гармоник исходного сиг­ нала, таких, как вторая гармоника.

Металлические предметы, находящиеся в тесном контакте друг с дру­ гом, имеют вольт-амперную характеристику, показанную на рис.6.28.в. Это кривая линия (нелинейная характеристика), но в отличие от полупровод­ никовой характеристики, симметричная. Сила тока в этом случае не имеет прямой зависимости от подаваемого напряжения. Такие металлические предметы генерируют ответные сигналы с большим количеством непарных гармоник исходного сигнала, таких, как третья гармоника.

252

В действительности идеализированные ха­ рактеристики, приведенные на рис.6.28 а,б и в, никогда не реализуются полностью. Никакие ха­ рактеристики не могут быть полностью симмет­ ричными или совершенно асимметричными, а поэтому полупроводники генерируют слабую третью гармонику на фоне сильной второй, в то время как металлические источники генериру­ ют слабую вторую на фоне сильной третьей. Это маленькое несоответствие не может стать пре­ пятствием в определении с помощью системы нелинейной локации ответных сигналов полу­ проводниковых приборов и коррозионных ди­ одов.

Эти условия используют на практике для определения содержания объекта (электронного или контактного).

Следует отметить, что теоретическая возможность приема и сравне­

ны и не влияли друг на друга, были откалиброваны и не оказывали взаим­ ного влияния на работу друг друга.

Рынок нелинейных радиолокаторов в нашей стране представлен как зарубежными, так и отечественными устройствами (таблица 6.13 и 6.14), работающими как в непрерывном, так и импульсном режимах.

253

Таблица 6.13 Основные технические характеристики аппаратуры нелинейной локации

зарубежного производства

Таблица 6.14 Основные технические характеристики аппаратуры нелинейной локации

отечественного производства

254

ла (Orion) (табл. 6.14).

В настоящее время на отечественном рынке представлено большое количество различных моделей нелинейных радиолокаторов отечественного и зарубежного производства. Однако самым важным вопросом у потреби­ теля этих приборов остается вопрос о том, какие из этих устройств наибо­ лее эффективно работают в реальных условиях - в условиях типового поме­ щения на фоне реальной помеховой обстановки (наличия большого коли­ чества различной оргтехники, мелких и средних металлических предметов - скрепок различных типов, проволочек, держателей, коррозийных нели­

нейных отражателей и т.п.). Крайне важно, чтобы используемый локатор обеспечивал уверенный поиск в толще строительных конструкций и в ра­ бочих столах, не требовал при проведении работ по обнаружению заклад­ ных устройств вскрытия подвесных потолков, плинтусов и т.п. и не давал ложных срабатываний.

Выбор основных параметров нелинейного радиолокатора - частоты излучения и мощности - связан с необходимой проникающей глубиной из­ лучения, с одной стороны, и обеспечением безопасности оператора, с дру­ гой. Исходя из этих требований, максимальная мощность излучения лока­ тора в непрерывном режиме не превышает 3-5 Вт, в импульсном - мощ­ ность в импульсе достигает 300 Вт (при средней мощности порядка 1,5 Вт).

У локаторов, принимающих отклик на второй и третьей гармониках одновременно, “начинка” объекта определяется по сравнению мощности отклика - электронные объекты переизлучают сигнал на второй гармонике с уровнем 20-40 дБ большим, чем на третьей. Контактные помеховые объек­ ты переизлучают сигнал на третьей гармонике с уровнем 20-40 дБ боль­ шим, чем на второй.

Наличие у ряда нелинейных локаторов режима выделения огибающей “20К” с большой достоверностью позволяют различать искусственные (элек­

ку, (Л. 18в) рекомендуется для надежной идентификации объекта исполь­ зовать методику нелинейно-параметрического воздействия в виде вибра­ ции. Последнее приведет к дополнительному искусственному изменению параметров естественного p-n-перехода, которые належатся на сигнал от­ клика в виде модуляции с частотой вибрации. На искусственные p-n-пере- ходы (полупроводниковые приборы) вибрация не окажет воздействия.

Проведенные исследования ряда отечественных нелинейных локато­ ров (таблица 6.14.) показали возможности этих приборов по обнаружению различных типов радиомикрофонов (в т.ч. телефонных) и стетоскопов . Проводимые исследования позволили вскрыть сильные и слабые стороны рассматриваемых локаторов как импульсных, так и непрерывных.

255

тели, с помощью которых структурный звук может быть превращен в элек­ трический сигнал.

Съем вибраций, вызванных звуковым структурным сигналом, может быть произведен путем регистрации либо амплитуды смещения, либо ско­ рости или ускорения частиц среды распространения структурного сигнала.

При измерениях колебательной скорости используются уровни ско­

рости:

где Vкол -среднеквадратичное значение скорости колеблющейся по­ верхности (объекта)

V0 = 5*10-8 м/с.

Это значение соответствует эффективному значению колебательной скорости в плоской волне в воздухе с эффективным значением звукового давления Р0 = 2*10-5 Па, соответствующим порогу слышимости.

Уровень выбранного ускорения определяется зависимостью:

256

где а виб - среднеквадратичное значение ускорения

а0 = 3.14*10-4 м/сек2. Это значение соответствует ускорению на час­ тоте 1000 Гц при значении колебательной скорости V0 = 5*10'8 м/с.

Уровень вибрационного смещения определяется зависимостью:

где : Yвиб - среднеквадратичное значение смещения

Y0 = 8*10-12м.

Это значение соответствует смещению на частоте 1000 Гц при значе­ нии колебательной скорости V0 = 5*10-8 м/с. Между собой эти соотноше­ ния связаны зависимостями:

Lv = La + 60-20lgf;

La =LV-60+20lgf

где f - частота в Гц.

Акселерометры

Одним из наиболее распространенных типов датчиков съема вибра­ ционных колебаний является пьезоэлектрический акселерометр (рис. 6.29), выходное напряжение которого пропорционально колебательному уско­ рению. Подобный датчик представляет собой колебательную систему, в которой основание и массивная накладка играют роль массы, а пьезоэле­ менты - упругого элемента.

Рис. 6.29. Пьезоэлектрический акселерометр (а),

типичная частотная характеристика чувствительности акселерометра (б).

257

б) В комплект входит: электронный блок, выносной датчик, специаль ный микрофон и насадка для прослушивания через щели, замочные скважины и т.п.

б) Рис. 6.30. Акселерометр Х-500 (а) и комплекс СТ-1 (б).

На частотах, рас­ положенных ниже резо­ нансной частоты аксе­ лерометр имеет практи­ чески постоянную чув­ ствительность, на часто­ тах же превышающих резонансную, чувстви­ тельность его резко па­ дает (рис.6.29б). Так как резонансные частоты пьезоакселерометров лежат в диапазоне 10100 кГц, его применение для съема речевых сигна­ лов не ограничены.

Практические конструкции

На отечественном рынке представлено довольно большое количество различных схем и конструкций для съема акустической информации, рас­ пространяющейся структурными волнами.

258

Представленные устройства можно поделить на две группы:

-монокомплекты;

-стереокомплекты.

Вмонокомплекты входит один вибродатчик, в стереокомплекты - два

вибродатчика и двухканальный звуковой усилитель. В некоторых систе­ мах при использовании одного датчика и наличии в тракте обработки сиг­ нала эквалайзера может быть использована система формирования псев­ достереозвука. Схема установки такого устройства “Виброфон” приведена на рис.6.31. Подобная система предназначена для прослушивания акусти­ ческих сигналов через стены (толщина железобетонной стены до 0,5 м), стек­ ло, трубы (подачи воды, газа) и т.п.

Обеспечивает перехват акустической информации в полосе частот 0,2 -4,0 кГц.

Габариты вибродатчика 2x2x3 см. Крепление к стене осуществляется

Рис. 6.32. Стереокомплексы “Барвинок” (а) и СТС ( б).

Геофоны

Геофоны - приемники звуковых волн, распространяющихся в верх­ них слоях земной поверхности. Геофоны снабжены электроакустическими

259

В качестве регистрирующего устройства может быть использован маг­

из-под слоя грунта в пределах круга радиусом до 10 м при малых акусти­

Гидрофоны

Гидрофоны являются акустоэлектрическими преобразователями и при­ меняются в гидроакустике для прослушивания подводных сигналов и шу­ мов, для измерительных и других практических целей.

Наиболее распространены гидрофоны, основанные на пьезоэлектри­ ческом эффекте. Используются также гидрофоны электродинамического и магнитострикционного типа.

Пьезоэлектрические гидрофоны основаны на прямом пьезоэффекте некоторых кристаллов (сегнетова соль, дигидрофосфат аммония, сульфат лития и т.п.). Широко используются пьезокерамики и керамики на основе титаната-цирконата свинца. Чувствительные элементы пьезоэлектричес­ ких гидрофонов изготавливаются в виде полых цилиндров и сфер из пьезо­ керамики или в виде набора пьезоэлектрических пластинок.

Магнитострикционные гидрофоны основаны на обратном магнитострикционном эффекте некоторых материалов (в основном никеля и его сплавов). Для избежания потерь на вихревые токи их чувствительные эле­ менты (сердечники) изготавливают, как правило, из тонких пластин.

Гидрофоны, предназначенные для измерительных целей, как прави­ ло, должны обладать ненаправленными характеристиками и ровной час­ тотной характеристикой во всей области исследуемых частот. Для таких целей удобно использовать малые, по сравнению с длиной волны, полые сферические приемники из пьезокерамики.

260