Закладные устройства проект. Акустические закладки
 Скачать 0.7 Mb.
|
АКУСТИЧЕСКИЕ ЗАКЛАДКИА. Хорев Для перехвата акустической (речевой) информации наряду с портативными диктофонами используются специальные миниатюрные электронные устройства перехвата акустической (речевой) информации, несанкционированно и скрытно устанавливаемые в помещениях или автомашинах и часто называемые акустическими закладками. Акустические закладки можно классифицировать по виду исполнения, месту установки, источнику питания, способу передачи информации и ее кодирования, способу управления и т.д. (рис. 2.11).  Перехватываемая акустическими закладками информация может передаваться по радио или оптическому каналу, по электросети переменного тока, по соединительным линиям ВТСС (например, телефонной линии), а также по металлоконструкциям зданий, трубам систем отопления и водоснабжения и т.д. Наиболее широко используются акустические закладки, передающие информацию по радиоканалу. Такие устройства часто называют радиозакладками. Дополнительная классификация закладных устройств, передающих информацию по радиоканалу приведена на рис. 2.12.  Закладки могут быть выполнены в виде отдельного модуля обычно в форме параллелепипеда (рис. 2.13 ... 2.14) или закамуфлированы под предметы повседневного обихода: пепельницу, электронный калькулятор, электролампочку, зажигалку, наручные часы, авторучку, вазу, поясной ремень и т.п. (рис. 2.15 ... рис. 2.17). Современные технологии позволяют выполнить акустические закладки размером с рисовое зернышко и весом в несколько граммов . Однако дальность передачи информации с таких закладок составляет несколько десятков метров, а время работы несколько часов.      Акустические закладки могут быть установлены в интерьерах помещения, предметах повседневного обихода, радиоаппаратуре, розетках электросети и электрических приборах, технических средствах связи и их соединительных линиях и т.п. Они также могут быть скрыты в одежде и личных вещах агента, находящегося в помещении. В зависимости от среды распространения акустических колебаний перехватываемых радиозакладками, последние можно подразделить на акустические радиозакладки и радиостетоскопы. Основные характеристики этих устройств приведены в Приложениях 5 и 9 соответственно. Акустические радиозакладки предназначены для перехвата акустических сигналов по воздушному каналу утечки информации. Чувствительным элементом в них является, как правило, электретный микрофон. Поэтому акустические радиозакладки иногда называют радиомикрофонами, но среди специалистов по разведке этот термин используется редко. Подобные средства позволяют улавливать негромкую речь на дальности 5...10 метров. Радиостетоскопы (контактные микрофоны, конструкционно объединенные с микропередатчиками) перехватывают акустические сигналы по вибрационному каналу утечки информации. В качестве чувствительных элементов в них обычно используются пьезомикрофоны, электретные микрофоны или датчики акселерометрического типа. Радиостетоскопы способны улавливать звуковые колебания через бетонные стены толщиной 0,3...0,5 м, а также через двери и оконные рамы. Внешний вид некоторых радиостетоскопов представлен на рис. 2.18. Питание акустических закладок осуществляется от автономных источников питания (аккумуляторов, батарей), электросети переменного тока, телефонной сети, а также от источников питания радиоэлектронной аппаратуры, в которой они устанавливаются.  В зависимости от мощности излучения и типа источника питания время работы акустической закладки составляет от нескольких часов до нескольких суток и даже месяцев. Например, время работы серийно выпускаемой акустической закладки РК 260 при мощности излучения 7 мВт составляет при питании от двух батарей АА - 10 суток, а при использовании литиевой батареи - 70 суток [43]. При электропитании от сети переменного тока или телефонной линии время работы не ограничено. Большинство радиозакладок с автономными источниками питания имеют мощность излучения до 10 мВт и дальность передачи информации до 100...200 м. Однако встречаются закладки с мощностью излучения в несколько десятков милливатт и дальностью передачи информации до 500...1000 м. Например, радиозакладка HKG-1173 при мощности излучения 20 мВт обеспечивает дальность передачи информации до 400...1000 м [50]. При использовании внешних источников питания (например, электросети или автомобильных аккумуляторов) мощность излучения может составлять более 100 мВт, что обеспечивает дальность передачи информации в несколько километров. Например, радиозакладка HKG-1452 при мощности излучения 200 мВт имеет дальность действия до 2...8 км.[50]. В случае необходимости передачи информации на большие расстояния используются специальные ретрансляторы (рис. 2.19).  Технически можно выполнить закладку, передающую информацию практически в любом диапазоне радиоволн. Однако широкое распространение нашли закладки, работающие в УКВ диапазоне. Для передачи информации в основном используются следующие диапазоны длин волн: VHF (метровый), UHF (дециметровый) и GHz (ГГц). Наиболее часто используются частоты: 88...108 МГц; 108...174 МГц; 400...512 МГц; 1100...1300 МГц. Однако не исключено использование и других поддиапазонов. Например, радиозакладка SIM-A-31T работает в диапазоне 10.5 ГГц [51]. Выбор рабочей частоты закладки во многом определяет скрытность ее работы. По способу стабилизации несущей частоты передатчика радиозакладки можно разделить на: нестабилизиованные, со схемотехнической и с кварцевой стабилизацией частоты. Нестабилизированные радиозакладки используются в основном в метровом (VFM) диапазоне длин волн. Их можно изготовить в сверхминиатюрном виде, однако они имеют ряд существенных недостатков. К основному из них относится значительная нестабильность несущей частоты и в ряде случаев зависимость ее от внешних факторов. Например, частота излучения может изменяться при приближении к антенне закладки человека или металлического предмета. Невысокая стабильность частоты приводит к необходимости использовать для приема информации приемники с автоматической подстройкой частоты или приемники со сравнительно большой полосой пропускания, что, конечно, приводит к уменьшению дальности передачи информации. Наибольшей стабильностью частоты обладают радиозакладки с кварцевой стабилизацией, их часто называют кварцованные. Они практически не подвержены влиянию внешних факторов. Именно их используют в качестве носимых на теле. Радиозакладки с кварцевой стабилизацией частоты используются практически во всех диапазонах длин волн и обладают низким уровнем внеполосных излучений. В современных радиозакладках ослабление излучений на гармониках составляет 40...50 дБ [43]. Однако в у большинства радиозакладок с кварцевой стабилизацией частоты наблюдается сравнительно высокий уровень внеполосных электромагнитных излучений, особенно на второй и третьей гармониках. Радиозакладки с кварцевой стабилизацией частоты по сравнению с нестабилизированными имеют большую дальность действия (при использовании специальных приемников), но конечно и большие размеры. В передатчиках радиозакладок, как правило, осуществляется модуляция несущей частоты. Редко используются закладки с модуляцией сигнала промежуточной частоты или двойной модуляцией как, например, радиозакладка РК-1970-SS (рис. 2.20, а) [43]. Прием информации, передаваемой подобной закладкой, должен осуществляться на специальный приемник, что также увеличивает скрытность передачи информации. Попытка прослушать сигнал обычным приемником ни к чему не приведет - после детектирования будет слышен лишь шумоподобный сигнал. В радиозакладках в основном используются простые сигналы с частотной широкополосной (WFM) и узкополосной (NFM) модуляцией частоты. При использовании широкополосной частотной модуляции ширина спектра излучаемого сигнала составляет 50...120 кГц. Для использования узкополосной частотной модуляции необходима кварцевая стабилизация частоты передатчика, но при этом можно существенно сузить спектр передаваемого сигнала (до 6..12 кГц), а, следовательно, значительно увеличить дальность передачи информации при условии, что для приема будет использоваться специальный приемник. Например, радиозакладка РН-417 при использовании широкополосной частотной модуляции обеспечивает передачу информации на расстояние до 1000 м, а радиозакладка РН-417У при тех же параметрах, но при использовании узкополосной частотной модуляции- на расстояние до 1500 м [28].  Для повышения скрытности используются сложные сигналы (например, шумоподобные или с псевдослучайной перестройкой несущей частоты и т.п.) и различные способы кодирования информации. Например, в радиозакладках SIM-PR-9000T и РК-1970 (рис. 2.20, б ) используются шумоподобные сигналы с фазовой манипуляцией и шириной спектра соответственно 5 и 4 МГц, а в радиозакладках SIM-А-70 и PK-1945-SS (рис. 2.20,в) – псевдослучайная перестройка несущей частоты сигнала [43,51]. Причем, в радиозакладке SIM-А-70 перестройка частоты сигнала осуществляется в диапазоне 150...170 МГц. Из способов кодирования наиболее часто применяется аналоговое скремблирование речевого сигнала, при котором изменяются характеристики речевого сигнала таким образом, что он становиться неразборчивым. Например, в радиозакладке PK-2010 S (рис. 2.20, г) используется простая инверсия спектра с точкой инверсии 1.862 кГц, а в радиозакладках “Брусок-ЛЗБ ДУ”, PK-1380-SS и PK-540-SS (рис. 2.21, а и б) – сложная инверсия спектра сигнала [28,43]. Наиболее сложный способ кодирования речевой информации заключается в преобразовании ее в цифровой вид. К таким радиозакладкам относится, например, закладки РК-1195-SS, РК-2050 и РК-2080 (рис. 2.21, в и г) [43]. В радиозакладках SIM-PR-9000T и РК-1970 осуществляется преобразование речевой информации в цифровой вид с последующим ее шифрованием по одному из алгоритмов [43,51]. Наиболее простые радиозакладки выпускаются без системы управления включением передатчика, т.е. работа на излучение (передача информации) начинается при подключении источника питания.  Для увеличения времени работы закладки оборудуются системой управления включением передатчика от голоса (система VAS или VOX). Иногда такую систему называют акустоматом. То есть закладка в обычном режиме (режиме дежурного приема) работает как приемник акустического сигнала, при этом потребляемый ток незначителен. При появлении в помещении источника акустического сигнала, например, при начале разговора, подается напряжение на передатчик, и он начинает работать на излучение, т.е. передавать информацию. При прекращении разговора, через определенное время (обычно несколько секунд), передатчик выключается (излуче-ние исчезает) и закладка переходит в режим дежурного приема. Использование системы VAS позволяет значительно (в несколько раз) увеличить время работы закладки. Для повышения скрытности, а также увеличения времени работы современные радиозакладки оборудуются системой дистанционного управления. Внешний вид радиозакладок с устройствами дистанционного управления представлен на рис. 2.22.  В основном дистанционное управление используется для включения и выключения передатчика. Это довольно сложные электронные системы, имеющие канал приема сигналов управления, т.е. по сути имеющие радиоприемное устройство. В дежурном режиме напряжение подается только на радиоприемное устройство, постоянно готовое к приему сигнала управления, при получении которого подается команда на включение передатчика и закладка начинает работать на излучение. Как правило, сигналы управления передаются на частотах УКВ диапазона и для их передачи используются специальные передающие устройства. Причем сигнал управления кодируется для исключения ложных срабатываний. В некоторых радиозакладках (как, например, в PK-2010 S) дистанционное управление используется для изменения параметров излучаемого сигнала и режимов работы. Эта радиозакладка оснащена микропроцессором, в который с помощью подключаемого компьютера Notebook PC записывается программа управления. После записи программы компьютер отключается. Дистанционно управляются следующие параметры: несущая частота (в диапазоне 170...204 МГц с шагом 12,5 кГц), выходная мощность (1;3;10;30;100 мВт), подключение внутреннего или внешнего микрофона, усиление звука (малое, среднее и большое), включение и выключение “компрессора” акустических сигналов, включение и выключение акустомата (системы VAS). Радиозакладка может работать в режимах узкополосной (NFM) и широкополосной (WFM) частотной модуляции [43]. Радиозакладки с дистанционным управлением имеют, конечно, большие размеры, чем неуправляемые и обычно камуфлируются под предметы повседневного пользования. Для повышения скрытности работы используются закладки с разделением этапов съема и передачи информации. Такие закладки часто называются закладками с промежуточным накоплением и имеют в своем составе бескинематический цифровой накопитель (магнитофон), приемник сигналов дистанционного управления и специальный передатчик для ускоренной передачи информации. Для приема передаваемой информации используются специальные устройства, включающие скоростные приемники информации и скоростные накопители информации с функцией нормального воспроизведения. В течение сравнительно длительного времени закладка с промежуточным накоплением осуществляет перехват акустической информации с записью ее в цифровой накопитель (то есть закладка работает в пассивном режиме). Передача информации осуществляется при заполнении накопителя или по сигналу дистанционного управления с использованием аппаратуры быстродействия за сравнительно короткое время. Например, радиозакладка, выпускаемая ЗАО «ГРАНТ-СИСТЕМЫ И ТЕХНОЛОГИИ», обеспечивает непрерывную запись акустической информации в течение до 6 (первый вариант) или до 14 (второй вариант) часов. При этом время передачи перехваченной информации составляет не более 7 минут при первом варианте и не более 14 минут - при втором. Недостатком радиозакладок с автономным питанием является сравнительно небольшое время работы. Этот недостаток отсутствует у полуактивных закладок, принцип работы которых рассмотрим на примере устройства, разработанного еще в середине 40-х годов [38]. Это устройство интересно тем, что в нем нет ни источника питания, ни собственно передатчика и микрофона. На рис. 2.23 приведено его схематическое изображение. Основой устройства является цилиндрический объемный резонатор, на дно которого налит небольшой слой масла. В верхней части цилиндра имеется отверстие диаметром 19 мм, через которое внутренний объем резонатора сообщается с воздухом контролируемого помещения. Верхняя часть сделана из пластмассы и является радиопрозрачной для ультракоротких волн, но препятствием для акустических волн. В указанное отверстие вставлена металлическая втулка, снабженная четвертьволновым вибратором, настроенным на частоту 330 МГц. При этом собственный четвертьволновый вибратор внутри резонатора создает внешнее поле переизлучения. При возникновении акустических колебаний (ведении разговоров вблизи резонатора) на поверхности масла появляются микроволны (микроколебания), вызывающие изменения добротности и резонансной частоты резонатора. При облучении резонатора мощным источником излучения на частоте 330 МГц, внутренний вибратор начинает переизлучать этот сигнал. А так как резонансная частота резонатора изменяется по закону изменения акустического (речевого) сигнала, переизлучаемый сигнал модулируется по амплитуде и фазе информационным (акустическим) сигналом.  Достоинством подобных закладок является высокая скрытность, так как обнаружить их можно только в момент передачи информации. Отсутствие полупроводниковых приборов в закладках делает неэффективным их поиск даже с использованием нелинейных локаторов. Наряду с закладками, описанными выше, для съема информации используются и полуактивные закладки, называемые “аудио-транспондерами” (“ Audiotransponder “). К таким закладкам относятся, например, SIM-ATP-16, SIM-АTР-40, PK-500 и т.п. Их характеристики приведены в Приложении 6. Транспондеры начинают работать только при облучении их мощным узкополосным высокочастотным зондирующим (опорным) сигналом (рис. 2.24). Приемники транспондеров выделяют зондирующий сигнал и подают его на модулятор, где, как правило, осуществляется узкополосная частотная модуляция сигнала. В качестве модулирующего используется сигнал, поступающий или непосредственно с микрофона, или с микрофонного усилителя. Промодулированый высокочастотный сигнал переизлучается, при этом его частота смещается относительно несущей частоты зондирующего сигнала. Время работы транспондеров составляет несколько месяцев, так как потребляемый ток незначителен.  Более подробно работу аудио-транспондеров рассмотрим на примере SIM-ATP-16 и SIM-АTP-40 [51]. Аудио-транспондер SIM-ATP-16 имеет размеры 90•90•4 мм (выглядит подобно дискете 3,5") и его легко спрятать в интерьерах комнаты. При хранении устройство упаковано в фольгу и может храниться более двух лет. При снятии фольги транспондер готов к работе. Время его функционирования составляет 2000...4000 ч. Транспондер начинает работать при облучении его мощным узкополосным сигналом на частоте 160 МГц. Для облучения используется передатчик мощностью 10 Вт, который может быть установлен в соседней комнате или в автомашине. Узкополосный фильтр приемника транспондера выделяет зондирующий сигнал и подает его на частотный модулятор, где осуществляется узкополосная частотная модуляция сигнала (т. е. внешний зондирующий сигнал используется в качестве сигнала задающего генератора). Резонансный контур выходного каскада транспондера расстроен относительно частоты зондирующего (опорного) сигнала на частоту +12 кГц. Поэтому переизлученный сигнал оказывается смещенным по частоте относительно зондирующего на 12 кГц (частота переизлучения 160,012 кГц). Незначительное смещение по частоте переизлученного информационного сигнала относительно опорного значительно затрудняет его обнаружение средствами контроля (полезный маломощный переизлученный сигнал маскируется мощным зондирующим сигналом). Для приема и переизлучения сигналов используется плоская кольцевая антенна. Мощность переизлученного сигнала зависит от мощности облучаемого и находится в пределах мВт, что обеспечивает дальность передачи информации на расстояние 50...300 м. Особенностью аудио-транспондера SIM-TP-40 является то, что он имеет размеры 6•24 мм и работает в диапазоне 800...950 МГц. Время работы транспондера от внутренней батареи напряжением 3 В составляет 4 месяца. Для облучения и приема переизлученного сигнала используются направленные директорные антенны (Yagi-Antenna). Потери при переизлучении составляют 8 дБ. Аудио-транспондеры SIM-ATP-16 и SIM-АTР-40 выполнены по МОП-технологии, что затрудняет их обнаружение даже с использованием нелинейных локаторов. Для приема информации, передаваемой с радиозакладок, в зависимости от частоты их работы используются обычные радиоприемники, приемники портативных радиостанций или специальные радиоприемные устройства. Если радиозакладка работает в диапазоне 88...108 МГц, то для приема информации может использоваться любой бытовой радиоприемник, имеющий FM диапазон (для отечественных приемников УКВ-2 диапазон). Это является как преимуществом - не надо покупать специальный приемник, так и недостатком – факт ее работы легко обнаружить. Большое количество радиозакладок имеет частоты работы в диапазонах, выделенных для организации УКВ радиосвязи, это в основном диапазоны: 134...174 МГц, 400...512 МГц. Для приема информации от таких закладок могут использоваться портативные носимые радиостанции, имеющие очень высокочувствительные приемники (чувствительность в режиме приема сигнала с узкополосной частотной модуляцией при отношении сигнал/шум 12 дБ составляет 0,25...0,5 мкВ). Современные радиостанции оборудуются встроенными скремблерами, позволяющими принимать кодированную информацию, что также можно отнести к преимуществам. Недостатком является то, что портативные радиостанции обеспечивают высокое качество принимаемых сигналов только от радиозакладок, имеющих узкополосную частотную модуляцию и использующих кварцевую стабилизацию частоты. Для приема информации от радиозакладок используются и специальные приемные устройства, имеющие также высокую чувствительность (менее 0,5 мкВ при отношении сигнал/шум 12 дБ), причем их выпускают или в обычном виде (рис. 2.25 и 2.26) или камуфлируют под предметы повседневного обихода или бытовые приемники. Некоторые специальные приемники оборудованы встроенными магнитофонами (например, PK-820-S). В ряде случаев применяются специальные комплексы, как, например, PK-1015-SS (рис. 2.27, а), способные одновременно принимать информацию по нескольким каналам и осуществлять ее прослушивание на внутренние динамики или запись на магнитофон.  Современные технологии позволяют изготовить наряду со сверхминиатюрными закладками и сверхминиатюрные приемники. Например, сверхминиатюрный УКВ приемник, представленный на рис. 2.27, б имеет вес 1,4 г (с батареей), размеры 17,5•11,5 мм и может быть полностью вставлен в слуховой проход, что исключает его обнаружение. Приемник имеет кварцевую стабилизацию частоты и может быть настроен на любую частоту в диапазоне от 138 до 190 МГц, причем чувствительность приемника не хуже 2 мкВ (при от-ношении сигнал/шум 10 дБ), а время работы 15...30 ч [53].  Недостатком радиозакладок является возможность обнаружения их излучений специальным приемником контроля. С целью устранения этого недостатка разработаны закладные устройства, передающие информацию по оптическому каналу в инфракрасном, невидимом глазу диапазоне. Такие закладки иногда называют “ |