НЕЛИНЕЙНЫЕ РАДИОЛОКАТОРЫ И ОСОБЕННОСТИ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ ДЛЯ ПОИСКА ЗАКЛАДНЫХ УСТРОЙСТВ..

НЕЛИНЕЙНЫЕ РАДИОЛОКАТОРЫ И ОСОБЕННОСТИ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ ДЛЯ ПОИСКА ЗАКЛАДНЫХ УСТРОЙСТВ..

Нелинейный радиолокатор (НРЛ), пожалуй, наиболее «уважаемый» вид поисковой техники. Это обусловлено его неповторимой и уникальной способностью обнаружения любых радиоэлектронных устройств в строительных конструкциях, предметах интерьера и т.д., что делает НРЛ абсолютно незаменимыми при проведении поисковых мероприятий. НРЛ обнаруживает нелинейные свойства полупроводников (ПП), имеющихся в составе любых радиоэлектронных закладных устройств (ЗУ). Как известно, НРЛ может обнаруживать и определять местоположение любого электронного устройства независимо от того, включено оно или нет. При этом часть специалистов по проведению поисковых работ дают очень высокую оценку этой технике, в то время как другие отзываются о них весьма сдержанно. Опыт применения НРЛ и преподавания тематики по данному направлению показывает, что основная причина «недопонимания» ценности данного прибора во многом заключается в недостаточном раскрытии некоторых тонких и важных, с точки зрения автора, тактико-технических особенностей, которые во многом и определяют успешность (или неуспешность) применения НРЛ для поиска ЗУ. Цель этой статьи — оказать содействие специалистам по проведению поиска в решении ряда вопросов, которые могут возникнуть при использовании НРЛ.

где I – сила тока, Is – сила тока пробоя, q – заряд электрона, V – напряжение, K – постоянная Больцмана, Т – температура.

Несмотря на большое различие среди ПП-приборов, все они обладают достаточно «чистыми», предсказуемыми характеристиками. Для ПП-соединений приведенная выше формула описывается кривой (рис. 1). Для МОМ-диодов эта кривая не предсказуема и не может быть описана строгой формулой. Тем не менее с определенной долей погрешности вольт-амперную характеристику МОМ-диодов в большинстве случаев можно считать достаточно симметричной (рис. 2).

Рис. 1. Характеристика ПП-соединения

Рис. 2. Характеристика МОМ-диода

Уровень «чистоты» соединения, а значит и селекции сигналов от ПП и МОМ-диодов проявляется в различии значений принимаемых НРЛ сигналов гармоник. Так, при облучении НРЛ ПП-соединения возникает сильный сигнал 2-й и слабый сигнал 3-й гармоник. МОМ-диод ведет себя иначе, имеет слабый сигнал на 2-й и сильный на 3-й гармонике. Таким образом, сравнительный анализ уровней 2-й и 3-й гармоник позволяет оператору провести селекцию их источников. Применение НРЛ обеспечивает высокий процент обнаружения ЗУ, размещенных в различных укрытиях (например, в железобетонных стенах вероятность обнаружения ЗУ составляет 90 — 95%).

Главное достоинство НРЛ — способность обнаруживать электронные схемы как во включенном, так и выключенном состоянии, недостаток — сравнительно большое число ложных обнаружений естественных нелинейных отражателей типа МОМ.

Основные тактико-технические характеристики нелинейных радиолокаторов и их особенности

Рассмотрим основные технические характеристики НРЛ и их особенности, с точки зрения тактики применения локаторов. Основными параметрами НРЛ являются:

— мощность и частота зондирующего излучения передатчика;
— режим работы;
— чувствительность приемника;
— направленные свойства антенной системы;
— точность устройств индикации;
— эргономические характеристики приборов.

Большое значение для работы НРЛ имеет глубина исследуемого материала, которая зависит от характеристики проникающей способности излучающей волны, в свою очередь зависящей от частоты и мощности НРЛ. С точки зрения выбора частоты НРЛ имеются два условия. С одной стороны, в силу увеличения затухания электромагнитной волны в среде распространения с повышением частоты уровень мощности преобразованного отраженного сигнала тем выше, чем ниже частота НРЛ. Но, с другой стороны, для излучений с более низкой частотой ухудшаются возможности НРЛ по точной локализации места нахождения ЗУ, так как при приемлемых размерах его антенны расширяется диаграмма направленности антенны НРЛ. Отметим еще один параметр НРЛ, от которого зависят его частотные характеристики. А именно: чем выше частота излучения прибора, тем меньше геометрические размеры антенной системы НРЛ, тем удобнее работа с прибором.

Рассмотрим влияние мощности на работу НРЛ. Очевидно, что чем выше мощность излучения локатора, тем глубже проникает электромагнитная волна и тем больше вероятность и дальность обнаружения помещенной в укрытие закладки. Но, с другой стороны, с учетом того, что работа НРЛ осуществляется в области сверхвысоких частот – СВЧ (приборы, предлагаемые в настоящее время, работают в частотном диапазоне 680 — 1000 МГц), большая мощность излучения оказывает вредное воздействие на оператора.

Также мощность излучения НРЛ в значительной степени определяет коэффициент преобразования (Kп) энергии зондирующего сигнала в энергию высших гармоник. С увеличением мощности излучения возрастает значение Kп. Вместе с тем, как было отмечено ранее, повышение мощности улучшает характеристики НРЛ, но одновременно приводит к увеличению опасного воздействия на оператора. Поэтому для решения задач увеличения дальности действия НРЛ и эффективного осуществления работы прибора по локализации ЗУ в современных видах НРЛ применяют режимы с непрерывным и импульсным излучением. Так, средняя мощность НРЛ непрерывного излучения составляет от 0,3 до 3 Вт. Пиковая мощность импульсных НРЛ составляет от 150 до 400 Вт, т.е. почти на 30 дБ превышает мощность приборов непрерывного излучения. Учитывая, что эффективность преобразования (Kп) определяется не средней мощностью излучения, а ее пиковым значением, дальность действия локаторов, работающих в импульсном режиме, оказывается выше, чем у приборов, работающих с непрерывным излучением (при прочих равных условиях).

В целом передающие устройства локаторов, генерирующие зондирующий сигнал, характеризуются следующими основными тактико-техническими характеристиками:

— режимом работы (непрерывным или импульсным);
— пределами регулирования выходной мощности (дБ);
— частотой непрерывного излучения;
— частотой следования и длительностью радиоимпульса (мкс).

Чувствительность приемника в значительной степени определяет максимальная дальность действия НРЛ. Для современных приборов этот показатель составляет от -110 до -145 дБ. В целом качество приемного устройства, регистрирующего переизлученные сигналы, отражается следующими показателями:

— частотами настройки (МГц) на регистрируемые гармоники (2 и 3);
— реальной чувствительностью при определенном соотношении сигнал/шум (дБВт);
— пределами регулирования чувствительности (дБ).

Основными параметрами антенной системы, излучающей зондирующие сигналы и принимающей переотраженные излучения на частотах высших гармоник, являются:

— коэффициент направленного действия (КНД);
— ширина главного лепестка диаграммы направленности по уровню половинной мощности (град.);
— уровень подавления задних лепестков диаграммы направленности (дБ);
— коэффициент эллиптичности (для антенн с круговой поляризацией).

Тактико-технические показатели НРЛ во многом определяются качеством устройств индикации режимов работы и параметров сигналов. Большинство современных НРЛ оборудованы многосегментными (дисплейными) светодиодными индикаторами и звуковыми сигнализаторами переменного тона. Для повышения точности идентификации объекта в НРЛ предусматриваются режимы приема на частотах 2-й и 3-й гармоник зондирующего излучения, а также прослушивания сигналов, транслируемых ЗУ за пределы обследуемого помещения.

Эргономические характеристики включают прежде всего массогабаритные показатели и удобство использования НРЛ.

Особенности тактики работы с локатором

Знание тактико-тактических характеристик во многом определяют эффективность применения НРЛ. При выполнении поисковых мероприятий с помощью НРЛ оператор последовательно должен выполнить три основные функции: обнаружение, определение местоположения и идентификацию ПП.

Обнаружительная характеристика НРЛ нормируется только для свободного пространства. Причем в условиях поиска ЗУ речь идет не столько о дальности, сколько о максимальной глубине обнаружения объектов в маскирующей среде. Оценка данного показателя ведется по уровню отклика, увеличивающегося при приближении к объекту, что позволяет определить местоположение ЗУ.

При работе на открытых площадях или в больших необорудованных помещениях импульсные локаторы могут обеспечить в несколько раз большую дальность обнаружения, чем непрерывные, что позволяет сократить время обследования. Вместе с тем при работе в офисах максимальная дальность локаторов обоих типов практически не используется из-за насыщенности выделенных и соседних помещений электронной техникой и контактными помеховыми объектами. Реальная необходимая дальность в этих случаях составляет примерно 0,5 м для локаторов любого типа. Она регулируется оператором с учетом помеховой обстановки путем снижения мощности передатчика или «загрубления» чувствительности приемника до предела, позволяющего различать, от какого объекта пришел отклик. Дальность зависит от типа обнаруживаемого устройства (например, закладка с большей по длине антенной, как правило, обнаруживается на более значительном расстоянии) и условий его размещения (в мебели, за преградами из дерева, кирпича, бетона и т.д.).

Последовательно рассмотрим представленные ранее основные функции НРЛ и алгоритм их выполнения. Так, для решения первого этапа поисковых мероприятий — обнаружения ЗУ, оператору необходимо проделать следующие операции:

— включив НРЛ, обнаружить и по возможности устранить источники мешающих сигналов;

— установить максимальный уровень чувствительности приемного устройства и максимальный уровень мощности передатчика зондирующего сигнала;

— провести контроль помещения на наличие мощных помеховых объектов, как коррозийных, так и электронных (в основном электронная оргтехника и радиоаппаратура) путем сканирования ограждающих конструкций и предметов интерьера с расстояния примерно 1 м; при этом назначение объектов должно быть точно установлено и они должны быть либо удалены из помещения, либо не приниматься во внимание при дальнейшем поиске; следует учитывать, что эти помеховые объекты могут находиться в соседних комнатах и на других этажах, которые по возможности целесообразно осмотреть;

— после удаления из комнаты источников мощных помех повторить осмотр стен, потолков, мебели и приборов с расстояния 20 см и меньше; в ходе осмотра отметить подозрительные зоны.

Решение второго этапа поисковых мероприятий — определения местоположения ЗУ осуществляется путем оценки уровня и пеленга сигнала отклика. Под пеленгом понимается направление, соответствующее максимальному уровню принимаемого сигнала. Следует учитывать, что зондирующие и отраженные сигналы переотражаются близлежащими объектами. Эффективными рефлекторами являются зеркала, металлические плиты, сетки, арматура и т.д. При их облучении можно регистрировать переотраженные сигналы от нелинейных отражателей, находящихся в том числе за спиной оператора. Для определения точного местоположения ЗУ необходимо:

— снизить уровень излучаемой мощности и чувствительность приемника;

— перемещая антенну около подозрительных зон, анализировать показания светового индикатора и частоту тонального сигнала в головных телефонах;

— определить направление прихода отраженного сигнала максимального уровня, взять пеленг по ориентации антенны;

— определив точное местоположение, приступить к идентификации объекта.

Для исключения ошибки при сравнении показаний индикаторов необходимо по мере достижения любым из светодиодных столбцов максимальной высоты уменьшать чувствительность приемника или снижать мощность передатчика так, чтобы засвеченный шлейф не доходил на 1 — 3 сегмента до предела шкалы.

Наконец, для решения третьего этапа поисковых мероприятий — идентификации МОМ-диодов и ПП существует ряд методов, позволяющих достигать высокого практического эффекта.

В приборах, принимающих сигналы отклика одновременно на 2-й и 3-й гармониках зондирующего сигнала, в качестве первого (и основного) шага по идентификации объекта применяется методика сравнения уровней сигналов на выходах обоих трактов приема. При облучении ПП-соединения возникает сильное переотражение на частоте 2-ой гармоники и слабое на частоте 3-й. МОМ-диод ведет себя иначе, создавая сильное переотражение на 3-й и слабое на 2-й гармониках.

В качестве второго шага по идентификации МОМ-диодов и ПП в ряде НРЛ предусмотрена возможность «прослушивания» демодулированных сигналов гармоник, позволяющая идентифицировать объект, используя эффект изменения уровня шума. По мере приближения НРЛ к ПП отмечается значительное понижение уровня шума, достигающего минимума непосредственно над объектом. При облучении МОМ-диодов этот эффект практически не наблюдается (рис. 3).

Рис. 3. Изменение уровня шума в месте расположения объекта

Однако существуют ложные соединения, так же снижающие уровень шума, как ПП. Поэтому, в качестве третьего шага по идентификации ПП (МОМ-диода) рекомендуется произвести механическое воздействие на подозрительное место. На практике механическое воздействие осуществляется методом «простукивания». Любое механическое воздействие приводит к изменению геометрии МОМ-диода и его преобразующих свойств. При этом в преобразованном сигнале ясно прослушивается частота простукивания. Уровень сигнала при простукивании может быть минимальным, поэтому достаточно легкого постукивания рукой по обследуемой поверхности. Данная операция позволяет более точно идентифицировать объект.

В некоторых моделях импульсных НРЛ предусмотрен четвертый метод идентификации — режим «20К», предусматривающий выделение огибающей переизлученного сигнала, получивший название по частоте следования зондирующих импульсов, равной 20 кГц. При этом звуковой сигнал, полученный при детектировании переизлучений от ПП, лежит за пределами восприятия человеческого уха. При неустойчивом МОМ-контакте не все зондирующие импульсы переотражаются, т.е. выделяется огибающая, соответствующая более низкой частоте, слышимой в наушниках.

Основные тенденции совершенствования нелинейных радиолокаторов

Изучение мнения пользователей НРЛ показывает, что для успешной работы с НРЛ не последнее место занимает изучение основных тенденций совершенствования НРЛ и правильный выбор аппаратуры для работы. Современные виды НРЛ включают в себя достаточно много новых инженерных решений, которые делают поиск более точным и эффективным. Назовем основные тенденции по совершенствованию НРЛ:

— применение автоматической регулировки мощности передающего устройства НРЛ, которое может обеспечивать динамичное регулирование уровня выходного сигнала, не допуская перегрузки приемного тракта;

— применение цифровых приемопередающих устройств НРЛ с синтезаторами, которое обеспечивает стабильность частоты и автоматический поиск «чистых» рабочих частот в широком диапазоне рабочих частот;

— применение в НРЛ конструкции с круговой поляризацией антенны, которое устраняет необходимость нескольких проходов над исследуемой поверхностью и снижает риск пропустить ЗУ из-за неправильной ориентации антенны;

— применение единой эргономичной облегченной конструкции НРЛ, включающей приемопередающее устройство, антенну и дисплей, объединенные с раздвижной штангой; при этом желательно, чтобы конструкция легко складывалась, обеспечивая ее компактность и мобильность.

— передача по одному кабелю всех сигналов передачи, приема и цифрового управления дисплеем с прокладкой кабеля внутри конструкции НРЛ, что устраняет необходимость каких-либо дополнительных соединений компонентов НРЛ перед началом работы;

— применение легких и компактных аккумуляторных батарей и быстрых зарядных устройств;

— применение в НРЛ беспроводных наушников, обеспечивающих прослушивание принимаемых сигналов без проводного подключения к НРЛ.

Данная статья не претендует на полное освещение всех проблем, связанных с применением НРЛ, но лишь акцентирует внимание на вопросах, которые, с точки зрения автора, являются наиболее важными для повышения эффективности поиска ЗУ.

Литература

1. Хорев А.А. Защита информации от утечки по техническим каналам. ч. 1. Технические каналы утечки информации. Учебное пособие. – М.: Гостехкомиссия России, 1998.
2. уков В.С. Блокирование технических каналов утечки информации. / Jet Info. Информационный бюллетень, 1998, № 5 – 6, с. 4 — 12.
3. Хорев А.А. Классификация и характеристика технических каналов утечки информации, обрабатываемой ТСПИ и передаваемой по каналам связи. / Специальная техника, 1998, № 2, с. 41 — 46.
4. Хорев А.А. Технические каналы утечки акустической (речевой) информации. / Специальная техника, 1999, № 1, с. 48 — 55.
5. «Шпионские штучки» и устройства для защиты объектов и информации: Справочное пособие. — СПб.: Лань, 1996.
6. НПО «Защита информации». Каталог 2005 г.
7. НПО «НЕЛК». Каталог 2005 г.
8. НПО «Смерш Техникс». Каталог 2004 г.
9. ЦБИ «МАСКОМ». Каталог 2005 г.
10. Лобашев А.К., Лосев Л.С. Современное состояние и тактические возможности применения индикаторов электромагнитных излучений. / Специальная техника, 2004, № 6.
11. Бузов Г.А., Лобашев А.К., Лосев Л.С. «Легальные жучки»: суровая реальность и меры противодействия. / Специальная техника, 2005, № 1.
12. Бузов Г.А., Лобашев А.К., Лосев Л.С. Современный взгляд на решение проблемы применения «легальных жучков». / Защита информации. Инсайд, 2005, № 2.
13. Бузов Г.А., Лобашев А.К., Щербаков Д.А. Особенности обнаружения и идентификации закладных устройств с помощью «OSCOR-5000». / Специальная техника, 2005, № 4.
14. Бузов Г.А., Лобашев А.К., Щербаков Д.А. Применение «OSCOR-5000» — проблемы и решения. / Защита информации. Инсайд, 2005, № 4.
15. Бузов Г.А., Лобашев А.К. Практика применения универсальных технических средств для предотвращения утечки акустической информации из помещений. / Специальная техника, 2005, № 5.
16. Бузов Г.А., Лобашев А.К. Концептуальные основы подготовки специалистов по информационной безопасности». / Защита информации. Инсайд, 2005, № 6.
17. Лобашев А.К. Дифференциация поисковых подходов при выявлении службами безопасности закладных устройств. / Защита информации. Инсайд, 2006, № 5.