2 Процесс нелинейной локации
В настоящее время среди специалистов в области защиты информации развернулась серьезная дискуссия по поводу оптимальных характеристик нелинейных локаторов. Представленная на рынке широкая номенклатура этих приборов иногда вызывает у потребителей трудности в выборе аппаратуры.
Нелинейные локаторы используются в поисковых работах в течение многих лет. Часть специалистов в области технической безопасности имеют высокое мнение об этой аппаратуре, некоторые (из-за неудачного опыта использования) относятся к ним скептически. Не линейный локатор очень полезный инструмент для проведения поисковых работ.
Многие, кто незнаком с техническим шпионажем, думают о подслушивающих устройствах в основном как о передатчиках. Однако на практике используются разнообразные электронные устройства съема информации, не являющиеся радиопередатчиками. В этом и заключается сильная сторона нелинейного локатора, который может обнаруживать и определять местоположение любых электронных устройств, независимо от того, работают они или нет.
2.1 Модель радиолокационного наблюдения в условиях нелинейной локации и основные параметры нелинейного объекта.
На основе накопленных экспериментальных и физических представлений процесс наблюдения в условиях нелинейной локации полностью аналогичен традиционной локации для случая наблюдения объектов с активным ответом в режиме опознавания, при этом уравнение нелинейной радиолокации будет иметь вид [5]:
(2.1)
Где
– мощность отклика обьекта на N-й
гармонике в месте расположения приёмной
антенны локатора ; 
– мощность излучения локатора, 
- коэффициент усиления излучающей антены
локатора; 
– коэфициент излучения приёмной антенны
локатора на N-й
гармонике; 
– длина волны излучения локатора ; 
– расстояние до обьекта; 
– номер принимаемый локатором гармоники;
– коэффициент усиления эквивалентной
приёмной антенны нелинейного обьекта;
– коэффициент излучения эквивалентной
излучающей антенны нелинейного обьекта;
– частотно зависимый коэффициент
затухания зондирующего сигнала локатора
в среде распространения; 
- коэффициент нелинейного преобразования
для N-й
гармоники , который , как будет показано
ниже, зависит от частоты и мощности
излучения локатора.
Анализ выражения (2.1) показывает, что мощность на гармониках, излучаемая объектом (а значит, и эффективность обнаружения при прочих равных условиях), возрастает при увеличении мощности излучения локатора Ризл., снижении частоты его излучения f и номера принимаемой гармоники N. Кроме того, чем ниже частота излучения локатора, тем меньшие значения имеют коэффициенты затухания К1, K2, что также ведёт к увеличению мощности сигнала от объекта.
Существенным отличием нелинейной локации от классического обнаружения объектов с активным ответом является прямое преобразование падающей на объект энергии зондирующего сигнала в энергию высших гармоник. В связи с этим модель радиолокационного наблюдения (обнаружения) в условиях нелинейной локации можно классифицировать как наблюдение с полуактивным ответом, что связано с отсутствием потребления энергии объектом от специального источника питания. Его особенностями являются очень малое значение коэффициента нелинейного преобразования (ξN << 1) и зависимость от частоты и мощности зондирующего сигнала локатора.
Определим понятие нелинейного объекта. Таковым называется объект, обладающий нелинейной вольтамперной характеристикой (ВАХ), - диоды, транзисторы, микросхемы, контакты металл-окисел-металл (МОМ-диод). К простейшему нестабильному MOM-диоду относится и классическая двуокись железа - ржавчина.
Специально созданные MOM-диоды до середины 60-х годов использовались как детекторные диоды сантиметрового и миллиметрового диапазонов.
Как известно, например, из работы [6], ВАХ , а точнее её математическое преставление любого нелинейного элемента разлагается в ряд Тейлора в виде апроксимирующего степенного полинома. Тогда выходной ток на воздействие гармонического входного сигнала будет иметь вид:
′′′
(2.2)
Из
(2.2) следует, что из-за нелинейности ВАХ
в выходном сигнале за счёт детектирования
появляется постоянная составляющая
е0, основная гармоника с амплитудой,
умноженной на коэффициент α, и высшие
гармоники основной частоты, амплитуды
которых пропорциональны соответствующим
коэффициентам. Определим физическое
понятие этих коэффициентов. Из работы
[6] следует, что α есть крутизна ВАХ в
рабочей точке
(2.3)
(2.4)
(2.5)
Коэффициенты β, γ уявляются соответственно первой и второй производными от крутизны ВАХ в рабочей точке Е0.
Пусть входной сигнал представляет собой монохроматическое (одночастотное) колебание вида:
(2.6)
где А0 - амплитуда сигнала, ω = 2πf - круговая частота сигнала, рад/с, f - частота сигнала, Гц. Подставляя (2.2) в (2.6) и проводя тригонометрические преобразования над степенными функциями Cosωt, получим отклик нелинейного элемента в виде:
(2.7)
Из (4) следует, что появление дополнительной постоянной составляющей е0 добавляется к основному напряжению Е0 в рабочей точке, смещая её в сторону увеличения крутизны, если элемент находится в активном режиме (то есть включено питание). Если питание отсутствует (выключенный - пассивный режим), рабочая точка находится на начале ВАХ, где крутизна минимальна.
Так, в [6] показано, что от этих зависимостей все производные чётного порядка в выражении (2) равны нулю и его можно записать в виде:
iвых.(t) = i0 + αes(t) + γe3s(t) + ζe5s(t) + ...
где, таким образом, присутствуют только нечётные гармоники.
Большинство полупроводниковых приборов, используемых в радиоэлектронных устройствах съёма информации - транзисторы, диоды, микросхемы, - обладают характеристиками, близкими к квадратичной. Что касается естественных МОМ-диодов - ржавых частей металла или их контактов, - идентификация строится на предположении кубической зависимости их ВАХ, когда в (2) отсутствуют производные чётного порядка. Данное предположение не имеет под собой физических оснований, поскольку даже искусственными технологическими приёмами невозможно создать идеальную квадратичную или кубическую зависимость ВАХ.
Естественный контакт двух металлов или ржавчина представляют собой элемент с механически нестабильным «р-п-переходом», а следовательно, и с нестабильной ВАХ, которая в данном случае сильно зависит от всех параметров окружающей среды, что автоматически влечёт за собой такую же чувствительность к внешним параметрам крутизны и её производных. Однако речь может идти только о превалировании нечётных составляющих производных, но здесь следует говорить об абсолютных значениях этих величин, которые будут зависеть уже не только от вида ВАХ и параметров внешней среды, но и от мощности и частоты зондирующего сигнала локатора.