Búsqueda de dispositivos electrónicos de interceptación de información mediante indicadores de campo electromagnético.

Búsqueda de dispositivos electrónicos para interceptar información mediante indicadores de campo electromagnético .

KHOREV Anatoly Anatolyevich,
Doctor en Ciencias Técnicas, Profesor

Búsqueda de dispositivos electrónicos para interceptar información utilizando indicadores de campo electromagnético

Indicadores de campo electromagnético

Los indicadores de campo electromagnético (detectores) permiten identificar dispositivos integrados (CD) integrados en locales e instalaciones de información designados y que utilizan un canal de radio para transmitir información, así como grabadoras de voz y dispositivos de grabación de vídeo ocultos.

El principio de funcionamiento de los indicadores de campo electromagnético se basa en el método integral de medir el nivel del campo electromagnético en el punto de su ubicación. Un indicador de campo típico incluye: un filtro de paso alto, un amplificador de alta frecuencia (si es necesario), un detector de diodos, un amplificador de CC con ganancia logarítmica, un generador de audio de frecuencia variable y un indicador de nivel de señal de entrada [1] .

El principio de funcionamiento de dicho indicador es el siguiente. La señal inducida en la antena se alimenta a través de un filtro de paso alto a un amplificador aperiódico de banda ancha, cuya carga es un seguidor de emisor, y luego — al detector de diodos. Los componentes de alta frecuencia se filtran mediante filtros RC y la señal de baja frecuencia se alimenta a un amplificador de CC, cuya ganancia está determinada por la resistencia de la resistencia en el circuito de retroalimentación negativa. La sensibilidad del indicador se ajusta cambiando la resistencia de la resistencia en la salida del seguidor del emisor. Desde la salida del amplificador, la señal pasa a un dispositivo indicador de nivel de señal y a un generador de sonido. El generador de sonido genera pulsos rectangulares, cuya frecuencia de repetición aumenta al aumentar el voltaje en la salida del amplificador de CC. Los pulsos rectangulares se convierten mediante un transductor piezocerámico en pulsos de sonido. Así, a medida que aumenta el nivel de la señal de entrada, aumenta el tono de la señal de audio. El nivel relativo de la señal de entrada se muestra en un dial, cristal líquido o indicador luminoso.

Los indicadores luminosos tienen la forma de una línea de 4 a 12 LED, cada uno de los siguientes se enciende cuando el nivel de la señal de entrada aumenta en una cierta cantidad, generalmente de acuerdo con una escala logarítmica. El brillo de los LED se mantiene constante o aumenta a medida que aumenta el nivel de la señal de entrada. Los LED pueden ser del mismo color o de diferentes colores. Cuando se utilizan LED de diferentes colores, los últimos 2-4 diodos generalmente se seleccionan en rojo.

En el indicador de cristal líquido, el nivel relativo de la señal se muestra digitalmente o en una línea de (10 — 32) segmentos, y el siguiente segmento se ilumina cuando el nivel de la señal aumenta en una cierta cantidad (normalmente en 3 dB). El nivel de señal relativo cero lo establece el operador mediante el control de sensibilidad del indicador o automáticamente al calibrar el dispositivo.

La mayoría de los indicadores de campo modernos están equipados con una unidad de medición de frecuencia de señal. El funcionamiento de dicho bloque se basa en el principio de «capturar» la frecuencia de una señal de radio con un nivel máximo (como regla general, el nivel de dicha señal debe ser de 10 a 15 dB más alto que el nivel integral de otras señales ) y posterior análisis de sus características mediante un microprocesador.

El microprocesador registra la señal en la memoria interna, la filtra digitalmente, verifica la estabilidad y coherencia de la señal y mide su frecuencia. El valor de la frecuencia se muestra digitalmente en la pantalla LCD. Los dispositivos en los que medir la frecuencia de la señal es la función principal y el nivel relativo de la señal es una función adicional, a menudo se denominan medidores de radiofrecuencia. En comparación con los indicadores de campo, tienen mayor precisión en la medición de la frecuencia de la señal.

Los principales parámetros y características que determinan la efectividad de los indicadores de campo al buscar una memoria incluyen:

• rango de frecuencia;
• sensibilidad del indicador;
• rango dinámico de medición del nivel de la señal de entrada;
• rango de ajuste del nivel relativo de señal cero (sensibilidad);  sensibilidad del frecuencímetro;
• rango de ajuste de sensibilidad del indicador.

El rango de frecuencia es una de las principales características del indicador de campo, que determina su capacidad para buscar sonido. La frecuencia más baja del rango está determinada principalmente por la frecuencia de corte del filtro de paso alto y, por regla general, está en el rango de 30 — 50 megaciclos. El rango de frecuencia superior depende en gran medida de las características de la antena, la etapa de entrada y el diodo detector y oscila entre 2,5 y 8,0 GHz. Algunos indicadores de campo son capaces de recibir señales en el rango de hasta 14 GHz o más.
Para aumentar el límite superior del rango de frecuencia, algunos indicadores de campo envían la señal desde la antena directamente al detector de diodos.

Por ejemplo, en un indicador de campo [8], las señales de alta frecuencia inducidas en la antena se suministran a la entrada del dispositivo, que es el punto de conexión de dos diodos Schottky conectados en serie, mientras que el ánodo del primer diodo está conectado. a la entrada inversora del amplificador operacional, y el cátodo del segundo está conectado al bus de tierra. La corriente que fluye a través de los diodos determina el voltaje en la salida del amplificador operacional, y la ganancia del circuito está controlada por la resistencia del circuito de retroalimentación negativa. La frecuencia superior de dicho indicador de campo depende de las características de los diodos y es superior a 10 GHz.

La sensibilidad del indicador de campo determina las capacidades máximas para detectar señales, es decir, el rango máximo de detección del Zu. Esta característica es importante cuando se buscan cargadores en áreas con niveles relativamente bajos de radiación de fondo. Por ejemplo, con una sensibilidad del indicador de campo de 1 — 1,5 mV y un nivel de “radiación de fondo” inferior a 0,5 mV, el alcance máximo de detección de una bomba de radio con una potencia de radiación típica de 5-7 mW puede ser de 5 — 8 metros [10]. En condiciones reales de búsqueda, esta característica no es decisiva, ya que el nivel de radiación de fondo, por regla general, siempre excede la sensibilidad del indicador de campo. Teniendo en cuenta que para detectar una señal es necesario que su nivel supere el “fondo natural” en 5 — 10 dB, el rango de detección de una bomba de radio con una potencia de radiación de 5-7 mW en condiciones reales no suele exceder 1 — 2 m.

La sensibilidad integral de los indicadores de campo modernos oscila entre 0,6 y 5 mV. La sensibilidad espectral del indicador de campo depende en gran medida de las características de la antena y la etapa de entrada.

Fig. 1. Sensibilidad espectral del indicador de campo RICH-3 y del medidor de radiofrecuencia Scout-40

Como ejemplo en la Fig. La Figura 1 muestra la sensibilidad espectral del indicador de campo RICH-3 y el medidor de radiofrecuencia Scout [10]. La sensibilidad de los indicadores de campo en el modo de medición de la frecuencia de la señal es mucho peor que en el modo de medición del nivel de la señal y asciende a 5-25 mV. El error de medición de la frecuencia de la señal es ±(5 — 200) kHz. Cuando se utilizan medidores de radiofrecuencia, la precisión de la medición de frecuencia es mucho mayor. de 1 Hz a 10 kHz. El rango dinámico de medición del nivel de señal de entrada del indicador de campo determina el nivel máximo de señal de entrada que se puede mostrar en el indicador del dispositivo y es de 40 — 70 dB. Por ejemplo, con una sensibilidad del indicador de 1 mV y un rango dinámico de 60 dB, el nivel máximo de señal medida y mostrada en el indicador será de 1 V. Esta característica es la más importante a la hora de buscar un cargador en un entorno de ruido complejo. ambiente, es decir, con un alto nivel de radiación de fondo.

La mayoría de los indicadores de campo tienen la capacidad de ajustar la sensibilidad de forma manual o automática. En este caso, el nivel relativo «cero» se establece en función del nivel general de radiación de fondo. Por lo tanto, para algunos indicadores de campo, el rango dinámico del indicador de nivel de señal es ligeramente menor que el rango dinámico de la medición del nivel de señal de entrada.

Fig. 2. Dependencia de la intensidad del campo electromagnético (E) de la distancia a la fuente de señal (D):
DA — la distancia desde el indicador de campo hasta la fuente de señal A, ubicada en la zona de radiación lejana (DA >> 3l);
DB — distancia desde el indicador de campo hasta la fuente de señal B ubicada en la zona de radiación cercana (DA£ 3l)

Por ejemplo, el indicador de campo RICH-3 tiene un rango dinámico del indicador de nivel de señal de 47 dB y un rango dinámico de medición del nivel de entrada — 60dB [10].

Algunos indicadores de campo se complementan con una unidad especial de baja frecuencia, que incluye un amplificador de baja frecuencia y un altavoz (altavoz), que le permite escuchar las señales detectadas. A este tipo de bloque se le suele denominar bloque de “conexión acústica”. Para buscar etiquetas de radio en un entorno electromagnético complejo (por ejemplo, en ciudades con una gran cantidad de equipos radioelectrónicos), se utilizan indicadores de campo cercano (indicadores de campo diferencial). Estos indicadores de campo no miden el valor absoluto de la intensidad del campo electromagnético, sino la diferencia entre los valores de intensidad del campo en dos puntos cercanos o la velocidad de su cambio.

El principio de funcionamiento de los dispositivos se basa en las peculiaridades de la propagación del campo electromagnético en las zonas cercana y lejana. En la zona lejana, la intensidad del componente eléctrico del campo electromagnético disminuye en proporción inversa a la distancia a la fuente de radiación; en la zona cercana, disminuye en proporción inversa al cuadrado de la distancia a la fuente de radiación. En consecuencia, si la fuente de la señal está ubicada en la zona lejana, entonces la diferencia en la intensidad del campo electromagnético en dos puntos ubicados a poca distancia entre sí (por ejemplo, 5-10 cm) es insignificante (Fig. 2) [14].

Pero si la fuente de señal está ubicada en la zona cercana, entonces cuando el indicador de campo se acerca a la fuente de radiación a una distancia de menos de 3l (donde l — longitud de onda de radiación), se observa un fuerte aumento no solo en el valor absoluto del nivel de la señal, sino también en la velocidad de su cambio y, por tanto, y en la diferencia de intensidad de campo en dos puntos cercanos. Los indicadores de campo cercano, por regla general, tienen dos antenas de características coincidentes, cuyas señales se envían al detector y luego — a un amplificador operacional diferencial. Los dispositivos típicos de esta clase incluyen el indicador de campo ECM Delta V [14].

El dispositivo tiene una respuesta de frecuencia casi uniforme en la banda de frecuencia de 10 MHz a 6,5 ​​GHz, que se logró mediante el uso de pares combinados de diodos Schottky en los circuitos del detector, así como un amplificador diferencial de CC con bajo ruido y una gran dinámica. rango. La adaptación de los canales de entrada (supresión de deriva y desplazamiento) en el dispositivo se realiza automáticamente. El indicador de campo le permite buscar (localizar) dispositivos de memoria de bajo consumo con un nivel relativamente alto de interferencia externa de alta frecuencia.

Otro método para identificar una señal cuya fuente está en el campo cercano es comparar los niveles de señal recibidos por las antenas magnética y eléctrica. El método se basa en las características de propagación de los componentes eléctricos y magnéticos del campo electromagnético en la zona cercana. En la zona cercana, el componente magnético del campo electromagnético disminuye en proporción inversa al cubo de la distancia desde la fuente de señal (H ~ 1/R3), y el componente eléctrico — inversamente proporcional al cuadrado de la distancia desde la fuente de señal (E ~ 1/R2).

Este método se implementa en el indicador de campo EH-1, que tiene dos antenas incorporadas (magnética y eléctrica) [6]. El dispositivo es capaz de detectar señales con un ancho de espectro de no más de 250 MHz en el rango de frecuencia de 300 a 2700 MHz. En este caso, el rango de detección de una señal de transmisor con una potencia de radiación de 10 mW, que opera a una frecuencia de 400 MHz, es de 0,4 m. Cuando se trabaja en un entorno de interferencia complejo, se utilizan indicadores de campo que incorporan filtros de muesca o filtros de paso alto. La frecuencia central del filtro de muesca se puede ajustar a la frecuencia de radiación de una de las estaciones potentes que operan en un área determinada (por ejemplo, televisión, radiodifusión, estación de retransmisión de radio, estación base de un sistema de comunicación celular, etc.), o a la frecuencia central de un subrango de frecuencias (por ejemplo, funcionamiento en la banda FM (VHF-2) de estaciones de radiodifusión). Al elegir uno u otro filtro de muesca, el operador logra la máxima atenuación de la señal de interferencia. Pero debemos recordar que la frecuencia de la señal de radio puede estar en la banda de rechazo del filtro. Los filtros de paso alto también se utilizan para reducir la influencia de potentes transmisores de radio que operan en el rango de frecuencia del medidor, con mayor frecuencia — Estaciones de radiodifusión y transmisores de televisión que funcionan en el rango de frecuencia de hasta 300 MHz.

Los indicadores de campo modernos están equipados con bloques especiales que le permiten identificar señales como GSM, DECT, W-LAN, Bluetooth, etc. Para identificar las señales detectadas, algunos indicadores de campo tienen dos líneas de visualización del nivel de señal, una de las cuales (generalmente la superior) muestra el nivel promedio de las señales recibidas y la otra (generalmente la inferior) — nivel de señal pico (máximo). En este caso, la principal contribución al nivel de la señal en la línea superior del indicador la realizan señales continuas con modulación de amplitud y frecuencia, y en la parte inferior, señales de pulso como DECT, GSM, W-LAN, etc. Según su finalidad, los indicadores de campo se pueden dividir en búsqueda, vigilancia (umbral) y combinados. Los indicadores de campo de búsqueda están diseñados para identificar dispositivos de memoria (búsqueda) integrados en instalaciones protegidas y se fabrican en un diseño estándar. Las características distintivas de los dispositivos de búsqueda son la presencia de un indicador de nivel de señal o un generador de sonido con una frecuencia que varía según el nivel de la señal recibida y un rango dinámico relativamente grande. Los indicadores de campo más simples tienen un número mínimo de controles. Esto suele ser — control de sensibilidad del indicador (configuración del nivel de señal cero) y control del nivel de volumen de la señal detectada. Dichos dispositivos incluyen indicadores de campo como EH-1, Protect-1206, ST 006, Sig-Net Mobile, Delta VECM, etc. (foto 1-3) [3, 6,12,14].

Foto 1. Indicador de campo ST 006

Foto 2. Indicadores de campo: EN-1 (a) y Protect-1206 (b)

Foto 3. Indicadores de campo: Sig-Net (a) y Delta V ECM (b)

Foto 4. Indicadores de campo: RICH-3 (a) y RICH-8 ( b)

Los indicadores de campo más complejos le permiten medir no solo el nivel, sino también la frecuencia de la señal, así como identificar señales como GSM, DECT, W -LAN, Bluetooth, etc. Estos incluyen indicadores de campo ST 007, APP-7M, SP-71/M “Obereg”, RICH-3, RICH-8 (MFP-8000) y otros (foto 4.5) [2, 5.9-11 ].

Para tales indicadores de campo, el nivel de la señal recibida se muestra en la pantalla de cristal líquido tanto en forma digital como en una línea de segmento. Por ejemplo, con el indicador de campo APP-7M, el nivel de la señal se muestra en la pantalla del dispositivo en forma digital (en dBm) y en una línea de segmento [5]. Además, a medida que aumenta el nivel de la señal, no solo aumenta el número de segmentos, sino también su altura, lo que sin duda resulta conveniente a la hora de buscar marcadores. Y el indicador de campo ST 007 usa dos líneas para mostrar el nivel de la señal, la línea superior muestra el nivel promedio de las señales recibidas y la inferior — pico (máximo) [2].
El error al medir la frecuencia de la señal mediante indicadores de campo oscila entre ± (0,001 — 0,1)%.

Por ejemplo, el medidor de frecuencia y potencia portátil MFP-8000 es capaz no solo de medir el nivel y la frecuencia de la señal, sino también de identificar en la señal de entrada la presencia de signos de un protocolo de intercambio de datos para comunicaciones celulares de GSM 900 y DCS 1800 ( GSM 1800) y comunicaciones telefónicas del estándar DECT. Y para los estándares GSM 900 y DCS 1800, determine si se transmite información de voz (modo Hablar) o un mensaje SMS (modo SMS). Después de la detección y análisis (“captura”) de la señal, en la pantalla se muestra el nombre identificado del estándar y la frecuencia del auricular del teléfono [9]. Indicadores de campo

APP-7M y ST 007 le permiten identificar no solo señales GSM y DECT, sino también W-LAN. El uso generalizado de dispositivos de memoria basados ​​en teléfonos celulares para interceptar información ha llevado a la necesidad de crear indicadores de campo especializados que permitan identificar no solo el tipo de señal, sino también el modo de transmisión de la información. Estos indicadores de campo incluyen, por ejemplo, ST 061 y Sig-Net Mobile (foto 6) [7,18].

El indicador de campo ST 061 está diseñado para detectar dispositivos de transmisión de radio del estándar GSM 900 y DCS 1800 [7]. El principio de su funcionamiento se basa en la medición del nivel del campo electromagnético en el rango de frecuencia TGSM (890 — 915 y 1710 — 1785 MHz) con el posterior análisis de la conformidad de las señales detectadas con el estándar GSM. . El alcance de detección de un teléfono móvil en espacios abiertos es de hasta 200 m. El nivel de la señal detectada se muestra en una escala de 32 segmentos (en el rango de frecuencia 900 MHz — en la escala superior y 1800 MHz &#). 8212; en la escala inferior), así como en decibeles en formato digital (en formato XX dB). El indicador está conectado a la PC a través de un puerto USB. Un software especial le permite mostrar los resultados de las pruebas en forma gráfica en la pantalla de un monitor y controlar el funcionamiento del dispositivo directamente desde una PC.

Foto 5. Indicadores de campo: APP-7M (a) y ST 007 (b)

Foto 6. Indicadores de campo: ST 061 (a) y Sig-Net Mobile ( b)

El indicador Sig-Net Mobile también detecta señales tipo GSM 900 y DCS 1800 [18]. Las alarmas sonoras, vibratorias o luminosas notifican al operador de la presencia de teléfonos móviles activos (que funcionan en modo de transmisión de información) en el área controlada. En este caso, el nivel de señal relativo se muestra en el indicador de cuadrante del monitor LCD. A medida que se acerca a la fuente de señal, el indicador comienza a parpadear y cuanto más se acerca a la fuente de señal, más hacia la derecha se mueve el puntero del indicador. La detección de señales de teléfonos móviles se produce en todos los modos posibles de funcionamiento: transmisión de voz, transmisión de fax, transmisión de datos, SMS, GPRS, etc. Medidores de radiofrecuencia del tipo M1 y Scout, que tienen un indicador de intensidad de señal (foto 7) [15 — 17]. La precisión de la medición de la frecuencia de la señal es mucho mayor que la de los indicadores de campo. Por ejemplo, para un medidor de radiofrecuencia M 1, el error al medir la frecuencia de una señal de radio en el rango de frecuencia de 10 a 2800 MHz es de 10 kHz con un tiempo de medición de 0,0001 — 0,0064 s y 1 kHz — con un tiempo de medición de 0,001 -0,064 s. En este caso, la sensibilidad del frecuencímetro es de 3 — 5 mV en el rango de frecuencia de 27 a 800 MHz y 12 — 25 mV en el rango de frecuencia de 1 a 2 GHz.

Foto 7. Medidores de radiofrecuencia: Scout (a) y Ml (b)

Foto 8. Conexión del receptor de escaneo al medidor de radiofrecuencia Scout