Информационная безопасность

основным характеристикам микрофонов относятся: чувствительность, частотная характеристика, характеристика направленности (коэффициент направленности) и уровень собственного шума.

Чувствительность — это отношение напряжения U на входе микрофона к звуковому давлению P, действующему на микрофон:

E = U/P

Чувствительность определяется или по напряжению холостого хода, или по напряжению на номинальной нагрузке, за которую обычно принимают внутреннее сопротивление микрофона на частоте 1000 Гц.

Звуковое давление в системе СИ измеряется в Ньютонах на квадратный метр (Н/м). А единица измерения получила название Паскаль (Па):

1 Í/ì = 1 Ïà.

Чувствительность микрофона зависит от частоты, поэтому вводится понятие средней чувствительности — среднеквадрати- ческое значение в номинальном диапазоне частот. Причем усредняют чувствительность, измеренную на частотах распределенных равномерно в логарифмическом масштабе.

Чувствительность, выраженная в децибелах относительно величины 1 В/Па, называется уровнем чувствительности.

Стандартным уровнем чувствительности называется выраженное в децибелах отношение напряжения Uí, развиваемого на номинальном сопротивлении нагрузки Rí при звуковом давлении 1 Па к напряжению, соответствующему мощности Ðî = 1 ìÂò.

Зависимость уровня чувствительности от частоты называется частотной характеристикой. Ее неравномерность определяют в номинальном частотном диапазоне для данного типа микрофона.

Характеристика направленности — зависимость чувствительности микрофона в свободном поле от угла между рабочей осью микрофона (направлением, по которому микрофон имеет наибольшую чувствительность) и направлением на источник звука. Эту характеристику определяют на ряде частот или для полосы частот. Обычно приводят нормированную характеристику направленности, то есть зависимость отношения чувствительности Eq, измеренной под углом q, к осевой чувствительности Eo:

R(q) = Eq/Eo.

– 71 –

Большинство микрофонов имеет осевую симметрию. По характеристике направленности микрофоны, используемые для ведения акустической разведки, делятся на ненаправленные (односторонне направленные) и остронаправленные. Графическое представление характеристик направленности называют диаграммой направленности, которую часто дают в полярных координатах. Для учета величины уменьшения чувствительности под различными углами относительно осевого направления вводится коэффициент направленности G — отношение квадрата осевой чувствительности микрофона в свободном поле Eo к среднему из квадратов чувствительности по всем радиальным направлениям Eqs, òî åñòü

G = Eo/Eqs.

Коэффициент направленности определяют на ряде частот или для полосы частот.

Даже в отсутствии какого—либо акустического сигнала около микрофона напряжение на его выходе не равно нулю. Наличие напряжения является следствием флюктуации частиц в окружающей среде, а также тепловых шумов сопротивлений в электри- ческой части микрофона.

Уровень собственного шума микрофона L, приведенный к акустическому входу, определяют как уровень эквивалентного звукового давления Ðø, при воздействии которого на микрофон получилось бы выходное напряжение, равное выходному напряжению микрофона Uø, развиваемого им в отсутствии звуковых колебаний, то есть

L = 20 ½ Lg (Pø/Pî),

ãäå Pø = Uø/Eø; Pî = 2 ½10 Ïà.

Микрофоны по принципу электромеханического преобразования делятся на электродинамические, электростатические, электромагнитные и релейные. Электродинамические микрофоны по конструкции механической системы делятся на катушеч- ные (динамические) и ленточные. Электростатические — на конденсаторные, в том числе и электретные, и пьезомикрофоны. Электромагнитные — на односторонние и дифференцированные. Релейные — на угольные и транзисторные.

По акустическим характеристикам микрофоны делятся на приемники давления, приемники градиента давления, комбинированные и групповые.

– 72 –

зацией одного из электродов, изготовляемого из полимеров или керамических поляризующихся материалов. Такой электрод имеет металлическое покрытие, которое, по существу, и является электродом конденсатора, а электрет служит лишь источником поляризующего напряжения. Поляризация электрета постепенно уменьшается и через несколько лет требуется или его заменить, или повторная поляризация. В этом недостаток электретного микрофона по сравнению с конденсаторными, но и достоинство, так как для него не требуется источник напряжения. По механическим, акустическим характеристикам, а также по конструкции электретный микрофон ничем не отличается от конденсаторного.

 пьезомикрофонах используется явление пьезоэффекта: при деформации пластинки, вырезанной из кварца, сегнетовой соли или других кристаллов, а также пьезокерамик (титана бария и др.) происходит ее поляризация, то есть выделение зарядов на плоскостях. Если пластину вырезать под определенным углом к оси кристалла, то можно получить поляризацию при деформации пластинки от ее поперечного изгиба. При наклеивании металли- ческих электродов на две противоположные грани пластинки между ними получают разность потенциалов, пропорциональную величине деформации пластинки от поперечного изгиба. Для получения небольшого механического сопротивления при изгибе пластинку берут очень тонкой, а для получения наибольшего электрического сопротивления длину и ширину пластинки выбирают сравнительно большими.

Пьезомикрофоны относятся к электростатическому типу микрофонов, поскольку основные соотношения, управляющие процессами преобразования колебаний, сходны с происходящими в электростатических преобразователях, например, типа электретных. Разница между ними заключается в том, что пьезоэлектрические преобразователи не требуют электрической поляризации: электрический заряд у них образуется при деформации. У электретных преобразователей имеющийся заряд как бы пульсирует в такт изменению емкости преобразователя, вызываемой деформацией электрета [5, 6].

– 74 –

Средства акустической разведки

Закладные устройства

Рис. 23. Классификация закладных устройств

Микрофоны, портативные диктофоны и электронные стетоскопы

Для перехвата и регистрации разговоров, ведущихся как на открытой местности, так и в помещениях и автомобилях, используются средства акустической разведки: микрофоны, направленные микрофоны, контактные микрофоны (стетоскопы), акустические закладки, лазерные системы акустической разведки и т. д. (см. рис. 23).

Те или иные средства акустической разведки выбираются в зависимости от возможности доступа в контролируемое помещение или к лицам, ведущим разговоры на интересующую тему.

В том случае, если имеется постоянный доступ в контролируемое помещение, то оно заранее может быть оборудовано миниатюрными микрофонами, соединительные линии которых выводятся в специальные помещения, где находится агент и установлена регистрирующая или передающая аппаратура. Причем длина соединительного кабеля может достигать 5000 м, например, в системе PK 1055-SS.

Чтобы микрофоны не были обнаружены, они выпускаются

âсверхминиатюрном исполнении (диаметр менее 2,5 мм) и ка-

–75 –

системы освещения, кондиционирования или уборки помещения, для ведения акустической разведки могут использоваться портативные магнитофоны и диктофоны, закамуфлированные под предметы повседневного обихода, например, книги, письменные приборы, пачки сигарет и т. д. Они скрытно устанавливаются в помещении, как правило, непосредственно перед закрытым мероприятием. После окончания мероприятия магнитофоны (диктофоны) из помещения убираются.

Âнастоящее время зарубежными фирмами выпускается огромное количество портативных диктофонов, легко умещающихся

âкарманах пиджака или брюк и обеспечивающих время непрерывной записи от 30 минут до нескольких часов.

Âтом случае, если не удается проникнуть даже на короткое время в контролируемое помещение, но есть возможность доступа

âсоседние помещения, для ведения разведки используются электронные стетоскопы, которые преобразуют акустические колебания

âтвердых телах (стенах, потолках, полах и т. д.) в электрические. Чувствительным элементом электронных стетоскопов явля-

ется контактный микрофон (чаще всего пьезоэлемент), соединенный с усилителем.

Современные электронные стетоскопы имеют коэффициент усиления порядка 80—90 дБ (в 20 000—30 000 раз) и способны улавливать слабые звуковые колебания (шорохи, тиканье ча- сов и т. д.) через бетонные стены толщиной до 50—100 см, а также двери и оконные рамы с двойными стеклами. Съем информации может осуществляться не только непосредственно со стен, потолков, стекол, но и металлоконструкций зданий, труб систем отопления и водоснабжения и т. д.

Датчики электронных стетоскопов могут быть установлены в стенах зданий на этапах строительства или реконструкции. Например, в новом здании посольства США в СССР датчики были установлены в металлоконструкциях здания и технологически были выполнены так, что их было невозможно обнаружить даже с использованием рентгеновской аппаратуры [5].

Для перехвата акустической (речевой) информации наряду с портативными диктофонами используются специальные миниатюрные электронные устройства перехвата акустической (ре- чевой) информации, несанкционированно и скрытно устанавливаемые в помещениях или автомашинах и часто называемые

акустическими закладками.

– 77 –

Акустические закладки можно классифицировать по виду исполнения, месту установки, источнику питания, способу передачи информации и ее кодирования, способу управления и т. д.

Закладки могут быть выполнены в виде отдельного модуля обычно в форме параллелепипеда или закамуфлированы под предметы повседневного обихода: пепельницы, электронные калькуляторы, электролампочки, зажигалки, наручные часы, авторучки, вазы, поясные ремни и т. п.

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, в предметах повседневного обихода, радиоаппаратуре, в розетках электросети и электрических приборах, в технических средствах связи и их соединительных линиях и т. п. Они также могут быть скрыты в одежде и личных вещах агента, находящегося в помещении.

Перехватываемая акустическими закладками информация может передаваться по радиоили оптическому каналу, электросети переменного тока, соединительным линиям ВТСС (например, телефонной линии), а также по металлоконструкциям зданий, трубам систем отопления и водо-снабжения и т. д.

Наиболее широко используются акустические закладки, передающие информацию по радиоканалу. Такие устройства часто называют радиозакладками.

В зависимости от среды распространения акустических колебаний перехватываемые радиозакладки можно подразделить на акустические и радиостетоскопы.

Акустические радиозакладки предназначены для перехвата акустических сигналов по воздушному каналу утечки информации и чувствительным элементом в них является, как правило, электретный микрофон. По-этому акустические радиозакладки иногда называют радиомикрофонами, но среди специалистов по разведке этот термин используется редко. Подобные средства позволяют улавливать негромкую речь на дальности 5—10 м.

Радиостетоскопы (контактные микрофоны, конструкционно объединенные с микропередатчиками) перехватывают акус-

– 78 –

тические сигналы по вибрационному каналу утечки информации и в качестве чувствительных элементов в них обычно используются пьезомикрофоны, электретные микрофоны или дат- чики акселерометрического типа.

Радиостетоскопы способны улавливать звуковые колебания через бетонные стены толщиной 0,3—0,5 м, а также через двери и оконные рамы.

Питание акустических закладок осуществляется от автономных источников питания (аккумуляторов, батарей), электросети переменного тока, телефонной сети, а также от источников питания РЭА, в которой они устанавливаются.

При электропитании от сети переменного тока или телефонной линии время работы неограниченно.

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 следующие частоты: 88—108 МГц; 108—174 МГц; 400—512 МГц; 1100—1300 МГц. Однако не исключено использование и других поддиапазонов. 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.

В случае необходимости передачи информации на большие расстояния используются специальные ретрансляторы.

Для увеличения времени работы закладки оборудуются системой управления включения передатчиком 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, то есть передавать информацию.

Использование системы VAS позволяет значительно (в несколько раз) увеличить время работы закладки.

– 79 –

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 «аудиотранспондерами» («audio transponder»). К таким закладкам относятся, например, SIM-ATP-16, SIM-TР-40, PK-500 и т. п. Транспондеры начинают работать только при облучении их мощным узкополосным высокочастотным зондирующим (опорным) сигналом. Приемники транспондеров выделяют зондирующий сигнал и подают его на модулятор, где, как правило, осуществляется узко-полосная частотная модуляция сигнала. В качестве модулирующего используется сигнал, поступающий или непосредственно с микрофона, или с микрофонного усилителя. Промодулированый ВЧ-сигнал переизлучается, при этом его частота смещается относительно несущей частоты зондирующего сигнала. Время работы транспондеров составляет несколько месяцев, так как потребляемый ток незначителен.

Аудиотранспондеры SIM-ATP-16 и SIM-TР-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 (для отечественных приемников УКВ-2) диапазон. В этом заключается как преимущество, не надо покупать специальный приемник, так и недостаток — 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 обо-

– 80 –