Фото 13. Лазерная акустическая система разведки pki 3100 (приемо-передающий блок). Направленные микрофоны и лазерные акустические системы разведки


НАПРАВЛЕННЫЕ МИКРОФОНЫ И ЛАЗЕРНЫЕ АКУСТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ РАЗВЕДКИ — Мегаобучалка

Если требуется организовать прослушивание разговоров в помещении, доступ в которое так же, как и доступ в соседние помещения, невозможен, то используются направленные микрофоны и лазерные акустические локационные системы.

Направленные микрофоны имеют коэффициент усиления более 70...90 дБ и позволяют прослушивать разговоры на расстоянии до 300...500м (в условиях города- до 50...70м) [43,48,51,63].

Основные характеристики направленных микрофонов представлены в Приложении 1.

В основном используются три вида направленных микрофонов: параболические (рефлекторные), трубчатые ("микрофон-труба") и плоские (микрофонные решетки) микрофоны (рис. 2.35 и 2.36).

Параболический микрофон имеет параболический отражатель, в фокусе которого находится обычный высокочувствительный микрофон.

Наиболее простым по конструкции является направленный микрофон "Большое ухо", выпускаемый в ФРГ [38]. Основой устройства является параболоид вращения диаметром 43 см, в фокусе которого помещён электретный микрофон, подключённый ко входу малошумящего усилителя низкой частоты, собранного на четырёх операционных усилителях, конструктивно оформленных в одном корпусе интегральной микросхемы.

"Микрофон-труба" представляет собой трубчатую фазированную приёмную акустическую антенну, нагруженную на высокочувствительный микрофон или решётку микрофонов, включенных последовательно.

Характерным представителем такого типа микрофонов является микрофон"Акустическое ружьё". Микрофон имеет несколько десятков тонких трубок с длинами от нескольких сантиметров до метра и более. Эти трубы собирают в пучок: длинные в центре, короткие по наружной поверхности пучка. Концы трубок с одной стороны образуют плоский срез, входящий в предкапсюльный объём микрофона . Звуковые волны, приходящие к приёмнику по осевому направлению, проходят в трубки и поступают в предкапсюльный объём в одинаковой фазе, и их амплитуды складываются арифметически. Звуковые волны, приходящие под углом к оси, оказываются сдвину-

Рис. 2.35. Направленные микрофоны параболического типа

Рис. 2.36. Направленные микрофоны трубчатого типа

Рис. 2.37. Лазерная акустическая система разведки STG 4510-LASR

 

тыми по фазе, так как трубки имеют разную длину. Следовательно, их суммарная амплитуда будет значительно меньше.

Дальность приёмов сигналов подобных микрофонов может быть увеличена за счёт использования большего числа трубчатых элементов.

"Микрофон-труба" может быть закамуфлирован под зонт или трость или выполнен в обычном исполнении.

Так называемые "плоские" направленные микрофоны появились сравнительно недавно и представляют собой акустическую антенную решётку, включающую несколько десятков микрофонов. Они могут встраиваться в стенку атташе-кейса или вообще носиться в виде жилета под рубашкой или пиджаком. Дальность их действия сравнительно ниже по отношению к первым двум типам направленных микрофонов и составляет 30...50 м.

В том случае, когда требуется прослушать разговоры в закрытом помещении на значительном расстоянии, используютсялазерные акустические локационные системы (ЛАЛС). На практике такие системы часто называютлазерными микрофонами.

ЛАЛС состоит из источника когерентного излучения (лазера) и приёмника оптического излучения, оснащённого фокусирующей оптикой (рис. 2.37). Для обеспечения высокой механической устойчивости передатчика и приёмника, что крайне необходимо для нормальной работы системы, последние устанавливаются на треножных штативах. Передатчик и приёмник переносятся в обычном портфеле-дипломате. Как правило, в таких системах используются лазеры, работающие в ближнем ИК (0,9... 1,1 мкм), невидимом глазу диапазоне длин волн.

Принцип действия системы заключается в следующем. Передатчик осуществляет облучение наружного оконного стекла узким лазерным лучом. Приёмник принимает рассеянное отраженное излучение, модулированное по амплитуде и фазе по закону изменения акустического (речевого) сигнала, возникающего при ведении разговоров в контролируемом помещении. Принятый сигнал демодулируется, усиливается и прослушивается на головных телефонах или записывается на магнитофон.

Для улучшения разборчивости речи в приёмнике используется специальное шумоподавляющее устройство.

Для наведения лазерного луча на цель совместно с передатчиком и приёмником используются специальные устройства - визиры.

Данные системы наиболее эффективны для прослушивания разговоров в помещениях небольшого размера, которые по своим акустическим характеристикам близки к объёмному резонатору Гельмгольца, когда все двери и окна помещения достаточно хорошо герметизированы. Эффективны они и для подслушивания разговоров, ведущихся в салонах автомашин.

Современные ЛАЛС позволяют снимать информацию не только с наружных, но и внутренних оконных стекол, зеркал, стеклянных дверей и других предметов. В ряде случаев оконные стёкла скрытно обрабатывают специальным составом, увеличивающим коэффициент отражения лазерного излучения, а следовательно, и дальность разведки.

Характеристики типовых ЛАЛС представлены в Приложении 4.

Лазерные акустические системы разведки имеют дальность действия при диффузном отражении до 100...300 м без специальной обработки стёкол, до 500 м - при обработке (покрытии) стёкол специальным материалом, значительно увеличивающим мощность диффузно отраженного от них лазерного излучения, и более километра -при установке на оконных стеклах специальных направленных отражателей (триппель-призм).

Средства акустической разведки могут использоваться не только для прослушивания и записи ведущихся разговоров, но и для перехвата акустических колебаний, возникающих при выводе на печать текста, например на принтере. Современные специальные комплексы обработки акустической информации позволяют восстановить текст, выводимый на печать по перехваченным акустическим излучениям.

megaobuchalka.ru

Фото 7. Миниатюрный направленный микрофон uem-88

 

Таблица 4. Характеристики направленных трубчатых микрофонов

Характеристика

Тип микрофона

YKN

AT-89

UEM-88

Частотный диапазон, Гц

500 – 10 000

60 – 12 000

200 – 15 000

Максимальный коэффициент усиления, дБ

66

93

50

Чувствительность, мВ/Па

20

70

-

Размеры, мм

310x30

355x70

229x25x13

Масса, г

130

473

65

Напряжение питания, В

3

9

1xААА

Время работы от аккумулятора, ч

30

4 − 6

100

Дальность перехвата разговоров, м

100

100

-

Таблица 5. Характеристики трубчатых микрофонов

Характеристика

Тип микрофона

AT4071A

MKH 70 P48

KMR 82i

MFC800

Диапазон частот, кГц

0,03 – 20

0,05 – 20

0,02 – 20

0,02 – 20

Чувствительность, мВ/Па

89,1

50

21

18

Размеры, мм

395x21x21

410x25x25

395x21x21

500x25x250

Масса, г

155

180

250

350

Для ведения разведки используются и сверхминиатюрные микрофоны. Например, микрофон UEM-88 (фото 7) имеет размеры 229×2513 мм и массу всего 65 г [9].

Для трубчатого микрофона коэффициент выигрыша в отношении «сигнал-помеха» за счет пространственной селекции Ктм, дБ, рассчитывается по формуле:

Ктм >> 10lg(6,1×10-3×l×f), (2)

где l длина трубки, м.

Предельная максимальная дальность действия трубчатых микрофонов несколько меньше, чем параболических. Но в условиях города их возможности практически одинаковы.

Так называемые «плоские» направленные микрофоныпоявились сравнительно недавно и представляют собой акустическую микрофонную решетку, включающую несколько десятков микрофонных капсюлей. Плоские микрофонные решетки также выпускаются в камуфлированном виде. Наиболее часто они камуфлируются под атташе-кейс, жилет или пояс.

Внешний вид некоторых плоских микрофонов представлен на фото 8 – 10, а их основные характеристики – в табл. 6 [11, 14].

Коэффициент выигрыша в отношении «сигнал-помеха» за счет пространственной селекции для микрофонных решеток , дБ, рассчитывается по формуле, аналогичной (2)

Кплм >> 10lg(1,2×10-4×Sa×f2), (3)

где Sаплощадь приемной апертуры микрофона, м2.

Фото 8. Микрофонная решетка фирмы G.R.A.S

Фото 9. Плоский направленный микрофон 40TA

Фото 10. Микрофонная решетка BSWA-TECH SPS-980

Таблица 6. Основные характеристики микрофонных решеток

Характеристика

Тип микрофона

40TA

SPS-980

Количество микрофонов

64

36

Диапазон частот, кГц

0,05 – 6,6

0,02 – 20

Чувствительность, мВ/Па

50 (4)

50

Динамический диапазон, дБА

32 (40) – 134 (174)

30 – 128

Размеры решетки, мм

175x175

1000

Максимальная дальность действия направленных микрофонов в условиях города не превышает 100 – 150 м, за городом при низком уровне шумов дальность разведки может составлять до 500 м и более.

Лазерные акустические системы разведки

Если окна и форточки в выделенном помещении будут закрыты, прослушать разговоры, ведущиеся в нем, с использованием направленных микрофонов невозможно. Однако в этом случае возможно прослушивание разговоров с использованием лазерных акустических систем разведки (ЛАСР), иногда называемых «лазерными микрофонами».

Существуют несколько схем построения ЛАСР [3, 13].

На рис. 3 изображен простейший вариант подобной системы. Луч лазера падает на стекло окна под некоторым углом. На границе стекло − воздух происходит модуляция луча звуковыми колебаниями. Отраженный луч улавливается фотодетектором, расположенном на оси отраженного луча, и осуществляется амплитудная демодуляция отраженного излучения. Система довольно простая, но требует тщательной юстировки и на практике используется довольно редко.

Рис. 3. Простейший вариант схемы построения ЛАСР

Второй способ, использующий сплиттер (делитель) пучка, несколько сложнее, но он позволяет совместить лазер и детектор (рис. 4). Отпадает необходимость в тщательной юстировке системы. Применение сплиттера позволяет свести падающий и отраженный луч в одну точку.

В целях повышения чувствительности используется интерференционная схема, представленная на рис. 5а. Интерферометр, представленный на этом рисунке, имеет плечи равной длины и называется «Dual Beam LASER Mic».

Рис. 4. Вариант схемы построения ЛАСР с использованием сплиттера (делителя) пучка

Главный принцип этой схемы – дифференциальный метод измерения акустической вибрации. Участок оконного стекла, с которого снимается вибрация, имеет малый размер, следовательно, резко ослабляется синфазная помеха, вызываемая низкочастотными колебаниями стекла, например, из-за ветра или уличных шумов.

Приемник излучения может иметь свою оптическую систему, как показано на рис. 5б.

Принцип работы ЛАСР для систем с разделением луча (Single Split beam) можно представить следующим образом: когерентный луч лазера расщепляется разделительным стеклом (особое стекло со специальным покрытием толщиной в десятки нанометров пропускает 50% и отражает 50% света определенной длины волны) на 2 части: опорный луч и излучаемый. При отражении излучаемого луча от оконного стекла или триппель-призмы, установленной на нем, происходит его модуляция звуковой частотой. Отраженный промодулированный луч направляется на фоторезистор, где интерферирует с опорным лучом. Сигнал с фоторезистора после специальной обработки усиливается и подается для прослушивания на головные телефоны или записывается на цифровой диктофон.

Рис. 5. Варианты интерференционных схем построения ЛАСР

Применение последних интерференционных схем возможно только в том случае, если луч лазера отражается в направлении его источника. А это возможно, если ЛАСР и облучаемое окно находятся на одной высоте и оконное стекло расположено перпендикулярно лучу лазера или на оконном стекле установлена триппель-призма. Во всех остальных случаях в направлении на детектор отражается незначительное количество диффузно рассеянного излучения и дальность ведения разведки резко снижается.

В целях обеспечения скрытности работы в ЛАСР используются лазеры, работающие в ближнем инфракрасном, не видимом глазу диапазоне длин волн (0,75 – 1,1 мкм).

Внешний вид некоторых ЛАСР приведен на фото 11 – 13, а их характеристики – в табл. 7, 8 [6, 8 – 10, 16 – 18].

К типовой лазерной акустической системе разведки относится система SIM-LAMIC (фото 11), которая состоит из передатчика, на основе полупроводникового лазера мощностью 5 мВт, работающего в диапазоне 0,82 мкм (фокусное расстояние объектива 135 мм), и приемника лазерного излучения на основе малошумящего PIN-диода (фокусное расстояние объектива 500 мм), закамуфлированного под стандартную зеркальную камеру. Передатчик и приемник устанавливаются на специальных треногах. При переноске вся система размещается в обычном кейсе [17]. Аналогичная система, но работающая в диапазоне длин волн от 1,75 – 1,84 мкм, представлена на фото 12 [12].

В системе PKI3100 [6, 10] в отличие от SIM-LAMIC лазер и приемник оптического излучения размещены в одном приемо-передающем блоке (модуле) (фото 13). Мощность лазера 10 мВт, длина излучения 0,88 мкм, расходимость луча лазера 0,5 мрад. При такой расходимости размер пятна лазерного излучения на расстоянии 100 м составит 5 см.

Дальность действия лазерных акустических систем разведки при приеме диффузно отраженного излучения не превышает нескольких десятков метров. При приеме зеркально отраженного луча дальность разведки может составлять несколько сот метров, а при использовании триппель-призм она может превышать 500 м.

а – упакованная в кейсе;

 б – в развернутом состоянии Фото 11. Лазерная акустическая система разведки SIM-LAMIC:

Фото 12. Лазерная акустическая система разведки Laser-3500

studfiles.net

7.7 Лазерные акустические системы разведки

Система лазерного подслушивания состоит из лазерного передатчика в инфракрасном диапазоне и оптического приемника.

Существует несколько схем построения ЛАРС.

На рис. 7.25 изображен простейший вариант подобной системы. Луч лазера падает на стекло окна под некоторым углом. На границе стекло-воздух происходит модуляция луча звуковыми колебаниями. Отраженный луч улавливается фотодетектором, расположенном на оси отраженного луча, и осуществляется амплитудная демодуляция отраженного излучения. Система довольно простая, но требует тщательной юстировки и на практике используется довольно редко.

Рисунок 7.25 - Простейший вариант схемы построения ЛАРС

Помимо амплитудной модуляции при отражении лазерного луча имеет место его частотная, угловая и фазовая модуляция.

Лазерный луч с помощью оптического прицела направляется на окно помещения, в котором ведутся интересующие злоумышленника разговоры. При отражении лазерного луча от вибрирующей поверхности происходит его частотная, угловая и фазовая модуляция.

Частотная модуляция обусловлена эффектом Доплера вследствие колебательных движений оконного стекла под воздействием акустического речевого сигнала. Но этот вид модуляции из-за проблемы измерения изменений частоты (длины волны) для добывания информации не используется.

Изменение угла отражения лазерного луча, т.е. угловая модуляция, происходит из-за искривления поверхности стекла во время его колебания. Отраженный луч принимается оптическим приемником, размещаемым в точке приема отраженного луча изменения направления отраженного луча при колебаниях стекла вызывают соответствующие изменения положения пятна света на светочувствительном элементе (фотодиоде, фототранзисторе) оптического приемника. В результате этого изменяется освещенность светочувствительного элемента приемника и амплитудная модуляция электрического сигнала на выходе элемента. Сигнал после усиления прослушивается и записывается на аудиомагнитофон. Юстировка положения светочувствительного элемента оптического приемника производится по оценке оператором разборчивости речи.

Другой вариант построения схемы лазерного подслушивания предусматривает реализацию в оптическом приемнике фазовой демодуляции путем сравнения фаз облучающего и отраженного лучей. С этой целью исходный луч с помощью полупрозрачного зеркала расщепляется на два луча. Одним из них облучается стекло, другой направляется к приемнику в качестве опорного сигнала. В оптическом приемнике создается электрический сигнал с уровнем, соответствующим разности фаз опорного и отраженного лучей или колебаний стекла окна. Этот вариант обеспечивает более высокую чувствительность системы подслушивания, но сложен в реализации.

С целью обеспечения скрытности работы в ЛАРС используются лазеры, работающие в ближнем инфракрасном, невидимом глазу диапазоне длин волн (0,75 – 1,1 мкм).

Внешний вид ЛАРС приведен на рисунке 7.26, а их характеристики – в табл. 7.4.

а)

б)

Рисунок 7.26 - Лазерная акустическая система разведки SIM–LAMIC:

а) упакованная в кейсе; б) в развернутом состоянии

Таблица 7.4 - Основные характеристики лазерных акустических систем разведки

Наименование характеристики

Тип системы

SIM-LAMIC

Laser-3000(PKI 3100)

Лазерный передатчик

Тип лазера

Полупроводниковый

Длина волны, мкм

0,82

0,88

Мощность излучения, мВт

5

10

Расходимость луча, мрад

0,5

Фокусное расстояние объектива, мм

135

135

Питание, В

8*1,5(АА)

4*1,5(АА)

Время работы, ч

50

50

Приемник лазерного излучения

Тип приемника

Малошумящий PIN – диод

Длина волны, мкм

Ближний ИК

Фокусное расстояние объектива, мм

500

135(1:2,8)

Питание, В

12

4*1,5(АА)

Время работы, ч

50-100

50

Примечание

Камуфлируется под стандартную зеркальную камеру. Передатчик и приемник устанавливаются на треноге. Не требует юстировки.

Размеры приемо-передающего блока 130*220*60 мм. Вес 1,6 кг. Усилительный блок (коэффициент усиления: 100 дБ; эквалайзер: 300, 600, 1200, 2400, 4800 Гц; диапазон регулировки 10 дБ; размеры 250*280*50 мм; вес 8,2 кг)

Данные о возможностях систем лазерного подслушивания противоречивые. В рекламных материалах дальность указывается для разных систем от сотен метров до км. Однако без ссылки на уровень внешних акустических шумов эти величины можно рассматривать как потенциально достижимые в идеальных условиях. В городских условиях колебания внешнего стекла окна с двойным остеклением под действием шума улицы могут превышать амплитуду его колебания внешнего стекла окна с двойным остекленением под действием шума улицы могут превышать амплитуду его колебания от акустического речевого сигнала. Следует также иметь в виду сложность практической установки излучателя и приемника, при которой обеспечивается попадание зеркально отраженного от стекла невидимого лазерного луча на фотоприемник. Оптимальный вариант применения – обеспечение перпендикулярности лазерного луча по отношению к поверхности облучаемого стекла. В этом случае отраженный луч вернется к фотоприемнику, установленному рядом (в одном помещении) с излучателем. Однако реализовать такой вариант можно лишь в редких случаях.

Уровни же диффузно отраженных от стекла лучей столь же малы, что их удается принять на фоне городских акустических шумов. Кроме того, следует отметить, что соотношения между стоимостью систем лазерного подслушивания и затрат на эффективную защиту от них не в пользу рассматриваемого метода добывания информации.

Следовательно, системы лазерного подслушивания, несмотря на их достаточно высокие гипотетические возможности, имеют ограниченное применение, в особенности разведкой коммерческих структур.

studfiles.net

Фото 13. Лазерная акустическая система разведки pki 3100 (приемо-передающий блок)

Таблица 7. Основные характеристики лазерных акустических систем разведки

Характеристика

Тип системы

SIM-LAMIC

Laser-3000 (PKI3100)

Лазерный передатчик

Тип лазера

Полупроводниковый

Длина волны, мкм

0,82

0,88

Мощность излучения, мВт

5

10

Рассходимость луча, мрад

-

0,5

Фокусное расстояние объектива, мм

135

135

Питание, В

8х1,5 (АА)

4х1,5 (АА)

Время работы, ч

50

50

Приемник лазерного излучения

Тип приемника

малошумящий PIN-диод

Длина волны, мкм

ближний ИК

Фокусное расстояние объектива, мм

500

135 (1:2,8)

Питание, В

12

4х1,5 (АА)

Время работы, ч.

50 - 100

50

Примечание

камуфлируется под стандартную зеркальную камеру; передатчик и приемник устанавливаются на треноге; не требует юстировки

размеры приемо-передающего блока 130x220x60 мм; масса 1,6 кг; усилительный блок (коэффициент усиления: 100 дБ; эквалайзер: 300, 600, 1200, 2400, 4800 Гц; диапазон регулировки10 дБ; размеры 250x280x50 мм; масса 8,2 кг)

Таблица 8. Основные характеристики лазерных акустических систем разведки

Характеристика

Тип системы

LASR-2000

Laser-3500

МR-7800

Лазерный передатчик

Тип лазера

полупроводниковый

Длина волны, мкм

0,75 - 0,84

1,75 – 1,84

0,77 – 0,84

Мощность излучения, мВт

5

5

25

Фокусное расстояние объектива, мм

135

135

135

Питание, В

8x1,5 (АА)

8x1,5 (АА)

8x1,5 (АА)

Время работы, ч

50

40

40

Приемник лазерного излучения

Тип приемника

малошумящий PIN-диод; ближний ИК

Фокусное расстояние объектива, мм

500

500

500

  • Абалмазов Э.И. Направленные микрофоны: Мифы и реальность http://www.bnti.ru/showart.asp?aid=2&lvl=01.01.01.03.

  • Вахитов Ш. Современные микрофоны и их применение/ М.: Радио, 1998, № 11 и 12 [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://chipinfo.ru/literature/radio/199811/p16_18.html

  • Каталог направленных микрофонов [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.bnti.ru/index.asp?tbl=01.01.01.03.

  • Каторин Ю.Ф., Куренков Е.В., Лысов А.В., Остапенко А.Н. Большая энциклопедия промышленного шпионажа. – Спб.: ООО «Издательство Полигон», 2000. – 856 с.

  • Лазерный микрофон. Опубликовано: 12.07.2001. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://daily.sec.ru.

  • Лысов А.В. Лазерные микрофоны − универсальное средство разведки или очередное поветрие моды? Опубликовано 19.07.2000. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.bnti.ru/showart.asp?aid=29&lvl=01.01.01.05.02.

  • Микрофон направленного действия с биноклем «Супер Ухо – 100». [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.se.455.ru/index.php.

  • Anti terror equipment: catalog. – Germany: PKI Electronic Intelligence, 2008. – 116 р. + [Электронный ресурс]. – Режим доступа:http://www.pki-electronic.com/index.php?Catalogue

  • Audio spy microphones [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.gia-servizi.com/prodotti/indexen.htm

  • Audio Surveillance [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.gcomtech.com/default.aspx.

  • Audio Surveillance [Электронный ресурс]. – Режим доступа: ᄉhttp://www.brickhousesecurity.com/covert-audio-surveillance.html

  • Audio surveillance [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.pki-electronic.com/index.php?Audio_Surveillance

  • BSWA Technology: product Catalogue. − China, BSWA Technology Co., Ltd, 2008. – 29 р. + [Электронный ресурс]. – Режим доступа: ᄉhttp://www.bswa-tech.comᄃ

  • Laser-3500 Laser Room Monitoring System [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.spyzones.com/laser.html

  • Laser microphone [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://cxem.net/ik/ik2.php

  • Microphone array [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.gras.dk/redir/?Id=252&lang=uk.

  • Рarabolic-microphones SME PR-1000 [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://mineroff-nature.comᄃ

  • Ricevitori e Mini Registratori Audio [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.selavio.com/prodotti/ricevitori-audio.

  • Special Equipment.  Germany: SIM Security & Electronic System gmbh, 2006. – 65 р.

  • Spy equipment [электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.brickhousesecurity.com/spy-gear.htmlᄃ.

  • studfiles.net

    СРЕДСТВА АКУСТИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ: НАПРАВЛЕННЫЕ МИКРОФОНЫ И ЛАЗЕРНЫЕ АКУСТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ РАЗВЕДКИ

    • CategoryDocuments

    • View212

    • Download0

    • Posted on06-Apr-2017

    Report
    • 34 Спецтехника и связь № 3 2008 случае если в выделенном помещении открыта (при- открыта) форточка или фрамуга, для прослушивания ведущихся в нем разговоров могут использоваться направ- ленные микрофоны. Разведка может вестись из соседних зданий или автомашин, находящихся на автостоянках, при- легающих к зданию. В основном используются три вида направленных микро- фонов: параболические (рефлекторные), трубчатые (ин- терференционные) и плоские микрофонные решетки. Параболический микрофон (рис. 1) [1] имеет параболичес- кий отражатель, в фокусе которого размещается микро- фонный капсюль с ненаправленной или однонаправленной характеристикой направленности (ХН). Такие микрофоны иногда называют рефлекторными. Звуковые волны, пришедшие с осевого направления пара- болы, отражаются от отражателя и благодаря свойствам параболы после отражения концентрируются в фазе в ее фокусе, где расположен микрофонный капсюль. Звуковые волны, приходящие под углом к оси параболы, рассеива- ются рефлектором, не попадая на микрофон. В рефлектор- ной системе ХН сильно зависит от частоты и изменяется от практически ненаправленной на низких частотах (при диаметре рефлектора меньше длины звуковой волны) до узкого лепестка на высоких частотах. Частотная характе- ристика чувствительности таких микрофонов имеет подъ- ем в сторону высоких частот с крутизной порядка 6 дБ на октаву, который обычно компенсируется или электронным методом (например, эквалайзером), или специальной конс- трукцией капсюля [1, 2]. Внешний вид некоторых параболических микрофонов представлен на фото 1 – 3, а основные характеристики – в табл. 1 − 3 [5 − 7, 9, 15, 17]. Наиболее простым по конструкции является направленный микрофон «Супер Ухо – 100» (фото 1) [5]. Параболический отражатель выполнен из пластика. В фо- кусе отражателя помещен электретный микрофон, подклю- ченный к входу малошумящего усилителя низкой частоты. Встроенный 8-кратный бинокль позволяет точно навести микрофон на цель. Микрофон имеет размеры 290×150×90 мм и массу 1,2 кг. Пи- тание микрофона осуществляется от батарейки типа «кро- на». Время работы от внутренней батарейки – до 60 ч. Прослушивание перехватываемых разговоров осущест- вляется с использованием наушников. Микрофон имеет встроенный диктофон, позволяющий осуществлять запись перехваченных разговоров. Диаграмма направленности микрофона – 10°, коэффици- ент усиления – 70 дБ, что обеспечивает перехват разго- воров на открытой местности при низком уровне шума до 100 м. Частотный диапазон микрофона от 100 до 14 000 Гц. Качество направленного микрофона оценивается коэффи- циентом выигрыша в отношении «сигнал-помеха» за счет пространственной селекции Кнм, дБ. Для параболического микрофона данный коэффициент ХОРЕВ Анатолий Анатольевич, профессор, доктор технических наук СРЕДСТВА АКУСТИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ: НАПРАВЛЕННЫЕ МИКРОФОНЫ И ЛАЗЕРНЫЕ АКУСТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ РАЗВЕДКИ Направленные микрофоны В
    • 35 обзор Кпм, дБ, рассчитывается по формуле: Кпм ≈ 10lg(1,2×10-4×Sотр×f 2), (1) где Sотр − площадь отражателя микрофона, м2; f − частота сигнала, Гц. Как видно из формулы (1), чем больше площадь отражате- ля, тем больше значение коэффициента Кпм. Следовательно, дальность перехвата разговоров во мно- гом зависит от диаметра отражателя. Например, для одних и тех же условий при диаметре отражателя 60 см (микро- фон PKI 2915) дальность перехвата разговора составляет 100 м, а при диаметре 85 см (микрофон PKI 2920) – 150 м. Параболические микрофоны чаще всего маскируются под антенны спутникового телевидения и устанавливаются на балконах домов. Микрофоны «бегущей волны» (интерференционные), час- то называемые трубчатыми микрофонами, состоят из труб- ки с отверстиями или прорезями, на заднем торце которой расположен ненаправленный или однонаправленный мик- рофонный капсюль (рис. 2) [1]. Отверстия (прорези) в трубке закрыты тканью или порис- тым материалом, акустическое сопротивление которого возрастает по мере приближения к капсюлю. Обостре- ние ХН достигается из-за интерференции парциальных звуковых волн, проходящих через отверстия трубки. При движении фронта звука параллельно оси трубки все пар- циальные волны приходят к подвижному элементу одно- временно, в фазе. При распространении звука под углом к оси эти волны доходят до капсюля с различной задерж- кой, определяемой расстоянием от соответствующего от- верстия до капсюля, при этом происходит частичная или полная компенсация давления, действующего на подвиж- ный элемент. Заметное обострение ХН в таких микрофо- нах начинается с частоты, где длина трубки больше поло- вины длины звуковой волны. С увеличением частоты ХН еще больше обостряется. Поэтому даже при значительной длине таких микрофонов, которая может достигать метра и даже более, ХН на частотах ниже 150 − 200 Гц определя- ется только капсюлем и обычно близка к кардиоиде или суперкардиоиде. Трубчатые направленные микрофоны по сравнению с па- раболическими более компактные и используются в основ- ном в случаях, когда необходимо обеспечить скрытность прослушивания разговоров. С использованием таких мик- Рис. 1. Схема параболического направленного микрофона Фото 1. Направленный микрофон «Супер Ухо – 100» Характеристика Тип микрофона PKI 2915 PKI 2920 Диаметр отражателя, м 0,60 0,85 Масса, кг 0,38 0,40 Дальность перехвата разговоров, м 100 150 Питание встроенный аккумулятор 9 В Таблица 1. Основные характеристики направленных параболических микрофонов PKI 2915 и PKI 2920 Характеристика Тип микрофона Super Sound Zoom PR-1000 Размеры, мм 290×150×90 500×500×400 Диапазон частот, кГц 0,5 − 14 0,2 − 14 Чувствительность, мВ/Па 4 20 Масса, кг 1,2 1,5 Таблица 2. Основные характеристики параболических микрофонов Super Sound Zoom и PR-1000
    • 36 Спецтехника и связь № 3 2008 ции Ктм, дБ, рассчитывается по формуле: Ктм >> 10lg(6,1×10-3×l×f), где l − длина трубки, м. Предельная максимальная дальность действия трубчатых микрофонов несколько меньше, чем параболических. Но в условиях города их возможности практически одинаковы. Так называемые «плоские» направленные микрофоны по- явились сравнительно недавно и представляют собой акус- тическую микрофонную решетку, включающую несколько десятков микрофонных капсюлей. Плоские микрофонные решетки также выпускаются в камуфлированном виде. На- иболее часто они камуфлируются под атташе-кейс, жилет или пояс. Внешний вид некоторых плоских микрофонов представлен на фото 8 – 10, а их основные характеристики – в табл. 6 [11, 14]. рофонов разведку можно вести как из автомобиля, так и из окна расположенного напротив здания. Внешний вид некоторых трубчатых микрофонов представ- лен на фото 4 – 7, а основные характеристики – в табл. 4, 5 [6, 9, 16, 17]. К типовым трубчатым микрофонам относится направлен- ный микрофон PKI 2925 (фото 4) [6]. Общая длина микро- фона с трубкой 35 см составляет 85 см, масса – 525 г. Пи- тание микрофона осуществляется от аккумуляторной бата- реи напряжением питания 3,6 В. Микрофон имеет встроен- ные фильтры высоких и низких частот. Для ведения разведки используются и сверхминиатюрные микрофоны. Например, микрофон UEM-88 (фото 7) имеет размеры 229×25×13 мм и массу всего 65 г [9]. Для трубчатого микрофона коэффициент выигрыша в от- ношении «сигнал-помеха» за счет пространственной селек- Фото 3. Внешний вид параболических направленных микрофонов Рис. 2. Схема трубчатого (интерференционного) микрофона Рис. 3. Простейший вариант схемы построения ЛАСР Фото 2. Внешний вид параболических направленных микрофонов а б ба (2)
    • 37 обзор Характеристика Тип микрофона YKN AT-89 UEM-88 Частотный диапазон, Гц 500 – 10 000 60 – 12 000 200 – 15 000 Максимальный коэффициент усиления, дБ 66 93 50 Чувствительность, мВ/Па 20 70 … Размеры, мм 310×30 355×70 229×25×13 Масса, г 130 473 65 Напряжение питания, В 3 9 1×ААА Время работы от аккумулятора, ч 30 4 − 6 100 Дальность перехвата разговоров, м 100 100 … Таблица 3. Основные характеристики параболических микрофонов Spectra G50 и Big Ears BE3K Фото 5. Внешний вид трубчатого направленного микрофона YKN Фото 4. Внешний вид трубчатого направленного микрофона PKI 2925 Характеристика Тип микрофона Spectra G50 Big Ears BE3K Размеры, мм 500×500×400 750×750×400 Диапазон частот, кГц 0,1 – 15 0,1 − 15 Чувствительность, мВ/Па 31 50 Масса, кг 2 2,5 Рис. 4. Вариант схемы построения ЛАСР с использованием сплиттера (делителя) пучка Таблица 4. Характеристики направленных трубчатых микрофонов
    • 38 Спецтехника и связь № 3 2008 ко в этом случае возможно прослушивание разговоров с использованием лазерных акустических систем разведки (ЛАСР), иногда называемых «лазерными микрофонами». Существуют несколько схем построения ЛАСР [3, 13]. На рис. 3 изображен простейший вариант подобной сис- темы. Луч лазера падает на стекло окна под некоторым углом. На границе стекло − воздух происходит модуляция луча звуковыми колебаниями. Отраженный луч улавлива- ется фотодетектором, расположенном на оси отраженного луча, и осуществляется амплитудная демодуляция отра- женного излучения. Система довольно простая, но требу- ет тщательной юстировки и на практике используется до- вольно редко. Второй способ, использующий сплиттер (делитель) пучка, несколько сложнее, но он позволяет совместить лазер и де- Коэффициент выигрыша в отношении «сигнал-помеха» за счет пространственной селекции для микрофонных реше- ток Кплм, дБ, рассчитывается по формуле, аналогичной (2) Кплм >> 10lg(1,2×10-4×Sa×f 2 ), где Sа − площадь приемной апертуры микрофона, м2. Максимальная дальность действия направленных микро- фонов в условиях города не превышает 100 – 150 м, за го- родом при низком уровне шумов дальность разведки может составлять до 500 м и более. Лазерные акустические системы разведки Если окна и форточки в выделенном помещении будут за- крыты, прослушать разговоры, ведущиеся в нем, с исполь- зованием направленных микрофонов невозможно. Одна- Характеристика Тип микрофона AT4071A MKH 70 P48 KMR 82i MFC800 Диапазон частот, кГц 0,03 – 20 0,05 – 20 0,02 – 20 0,02 – 20 Чувствительность, мВ/Па 89,1 50 21 18 Размеры, мм 395×21×21 410×25×25 395×21×21 500×25×250 Масса, г 155 180 250 350 Таблица 5. Характеристики трубчатых микрофонов Фото 7. Миниатюрный направленный микрофон UEM-88 Фото 6. Внешний вид трубчатого направленного микрофона Sennheiser MKH 70 P48 Фото 8. Микрофонная решетка фирмы G.R.A.S Фото 9. Плоский направленный микрофон 40TA (3)
    • 39 обзор вызываемая низкочастотными колебаниями стекла, напри- мер, из-за ветра или уличных шумов. Приемник излучения может иметь свою оптическую систе- му, как показано на рис. 5б. Принцип работы ЛАСР для систем с разделением луча (Single Split beam) можно представить следующим образом: когерентный луч лазера расщепляется разделительным стеклом (особое стекло со специальным покрытием толщи- ной в десятки нанометров пропускает 50% и отражает 50% света определенной длины волны) на 2 части: опорный луч и излучаемый. При отражении излучаемого луча от оконного тектор (рис. 4). Отпадает необходимость в тщательной юс- тировке системы. Применение сплиттера позволяет свести падающий и отраженный луч в одну точку. В целях повышения чувствительности используется интер- ференционная схема, представленная на рис. 5а. Интерфе- рометр, представленный на этом рисунке, имеет плечи рав- ной длины и называется «Dual Beam LASER Mic». Главный принцип этой схемы – дифференциальный ме- тод измерения акустической вибрации. Участок оконного стекла, с которого снимается вибрация, имеет малый раз- мер, следовательно, резко ослабляется синфазная помеха, Фото 11. Лазерная акустическая система разведки SIM-LAMIC: а – упакованная в кейсе; б – в развернутом состоянии Характеристика Тип микрофона 40TA SPS-980 Количество микрофонов 64 36 Диапазон частот, кГц 0,05 – 6,6 0,02 – 20 Чувствительность, мВ/Па 50 (4) 50 Динамический диапазон, дБА 32 (40) – 134 (174) 30 – 128 Размеры решетки, мм 175×175 ∅1000 Таблица 6. Основные характеристики микрофонных решеток а б
    • 40 Спецтехника и связь № 3 2008 Рис. 5. Варианты интерференционных схем построения ЛАСР Фото 10. Микрофонная решетка BSWA-TECH SPS-980 а б
    • 41 обзор Фото 13. Лазерная акустическая система разведки PKI 3100 (приемо-передающий блок) Фото 12. Лазерная акустическая система разведки Laser-3500 Таблица 8. Основные характеристики лазерных акустических систем разведки Характеристика Тип системы LASR-2000 Laser-3500 МR-7800 Лазерный передатчик Тип лазера полупроводниковый Длина волны, мкм 0,75 − 0,84 1,75 – 1,84 0,77 – 0,84 Мощность излучения, мВт 5 5 25 Фокусное расстояние объектива, мм 135 135 135 Питание, В 8×1,5 (АА) 8×1,5 (АА) 8×1,5 (АА) Время работы, ч 50 40 40 Приемник лазерного излучения Тип приемника малошумящий PIN-диод; ближний ИК Фокусное расстояние объектива, мм 500 500 500 Питание, В 9 12 12 Время работы, ч. 15 − 30 15 − 50 40 − 60 Примечание камуфлируется под стандартную зеркальную камеру; габариты 470×380×220 мм; масса 10,5 кг без батарей и треног
    • 42 Спецтехника и связь № 3 2008 Характеристика Тип системы SIM-LAMIC Laser-3000 (PKI 3100) Лазерный передатчик Тип лазера Полупроводниковый Длина волны, мкм 0,82 0,88 Мощность излучения, мВт 5 10 Рассходимость луча, мрад … 0,5 Фокусное расстояние объектива, мм 135 135 Питание, В 8×1,5 (АА) 4×1,5 (АА) Время работы, ч 50 50 Приемник лазерного излучения Тип приемника малошумящий PIN-диод Длина волны, мкм ближний ИК Фокусное расстояние объектива, мм 500 135 (1:2,8) Питание, В 12 4×1,5 (АА) Время работы, ч. 50 − 100 50 Примечание камуфлируется под стан- дартную зеркальную ка- меру; передатчик и прием- ник устанавливаются на треноге; не требует юсти- ровки размеры приемо-передающего блока 130×220×60 мм; масса 1,6 кг; усилительный блок (коэффициент усиления: 100 дБ; эква- лайзер: 300, 600, 1200, 2400, 4800 Гц; диапазон регулировки ±10 дБ; размеры 250×280×50 мм; масса 8,2 кг) Таблица 7. Основные характеристики лазерных акустических систем разведки Применение последних интерференционных схем воз- можно только в том случае, если луч лазера отражается в направлении его источника. А это возможно, если ЛАСР и облучаемое окно находятся на одной высоте и оконное стекло расположено перпендикулярно лучу лазера или на оконном стекле установлена триппель-призма. Во всех ос- тальных случаях в направлении на детектор отражается стекла или триппель-призмы, установленной на нем, про- исходит его модуляция звуковой частотой. Отраженный промодулированный луч направляется на фоторезистор, где интерферирует с опорным лучом. Сигнал с фоторезис- тора после специальной обработки усиливается и подается для прослушивания на головные телефоны или записывает- ся на цифровой диктофон.
    • 43 обзор ки при приеме диффузно отраженного излучения не пре- вышает нескольких десятков метров. При приеме зеркаль- но отраженного луча дальность разведки может составлять несколько сот метров, а при использовании триппель-призм она может превышать 500 м. незначительное количество диффузно рассеянного излу- чения и дальность ведения разведки резко снижается. В целях обеспечения скрытности работы в ЛАСР исполь- зуются лазеры, работающие в ближнем инфракрасном, не видимом глазу диапазоне длин волн (0,75 – 1,1 мкм). Внешний вид некоторых ЛАСР приведен на фото 11 – 13, а их характеристики – в табл. 7, 8 [6, 8 – 10, 16 – 18]. К типовой лазерной акустической системе разведки от- носится система SIM-LAMIC (фото 11), которая состоит из передатчика, на основе полупроводникового лазера мощностью 5 мВт, работающего в диапазоне 0,82 мкм (фокусное расстояние объектива 135 мм), и приемника лазерного излучения на основе малошумящего PIN-диода (фокусное расстояние объектива 500 мм), закамуфлиро- ванного под стандартную зеркальную камеру. Передат- чик и приемник устанавливаются на специальных тре- ногах. При переноске вся система размещается в обыч- ном кейсе [17]. Аналогичная система, но работающая в диапазоне длин волн от 1,75 – 1,84 мкм, представлена на фото 12 [12]. В системе PKI 3100 [6, 10] в отличие от SIM-LAMIC лазер и приемник оптического излучения размещены в одном при- емо-передающем блоке (модуле) (фото 13). Мощность ла- зера 10 мВт, длина излучения 0,88 мкм, расходимость луча лазера 0,5 мрад. При такой расходимости размер пятна ла- зерного излучения на расстоянии 100 м составит 5 см. Дальность действия лазерных акустических систем развед- Литература Вахитов Ш. Современные микрофоны и их применение/ М.: Радио, 1998, № 11 и 12 [Электронный ресурс]. – Режим до-1. ступа: http://chipinfo.ru/literature/radio/199811/p16_18.html. Каторин Ю.Ф., Куренков Е.В., Лысов А.В., Остапенко А.Н. Большая энциклопедия промышленного шпионажа. – Спб.: 2. ООО «Издательство Полигон», 2000. – 856 с. Лазерный микрофон. Опубликовано: 12.07.2001. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: 3. http://daily.sec.ru. Лысов А.В. Лазерные микрофоны − универсальное средство разведки или очередное поветрие моды? Опубликовано 4. 19.07.2000. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://daily.sec.ru. Микрофон направленного действия с биноклем «Супер Ухо – 100». [Электронный ресурс]. – Режим доступа: 5. http:// www.se.455.ru/index.php. Anti terror equipment: catalog. – Germany: PKI Electronic Intelligence, 2008. – 116 р. + [Электронный ресурс]. – Режим 6. доступа:http://www.pki-electronic.com/index.php?Catalogue. Audio spy microphones [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.gia-servizi.com/prodotti/indexen.htm.7. Audio Surveillance [Электронный ресурс]. – Режим доступа: 8. http://www.gcomtech.com/default.aspx. Audio Surveillance [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.brickhousesecurity.com/covert-audio-surveillance.9. html. Audio surveillance [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.pki-electronic.com/index.php?Audio_10. Surveillance. BSWA Technology: product Catalogue. − China, BSWA Technology Co., Ltd, 2008. – 29 р. + [Электронный ресурс]. – Режим 11. доступа: http://www.bswa-tech.com. Laser-3500 Laser Room Monitoring System [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.spyzones.com/laser.12. html. Laser microphone [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://cxem.net/ik/ik2.php.13. Microphone array [Электронный ресурс]. – Режим доступа: 14. http://www.gras.dk/redir/?Id=252&lang=uk. Рarabolic-microphones SME PR-1000 [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://mineroff -nature.com15. Ricevitori e Mini Registratori Audio [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.selavio.com/prodotti/ricevitori-16. audio. Special Equipment. − Germany: SIM Security & Electronic System gmbh, 2006. – 65 р.17. Spy equipment [электронный ресурс]. – Режим доступа: 18. http://www.brickhousesecurity.com/spy-gear.html. Широкий спектр услуг по защите информации ООО «ВАРУС»

    Description
    34 Спецтехника и связь № 3 2008 случае если в выделенном помещении открыта (при- открыта) форточка…

    documents.tips

    7.1 Методы и средства прослушивания

    Лекция 7 Методы и технические средства акустической разведки

    Непосредственное прослушивание ограничено небольшой дальностью от источника звука до подслушивающего (около 10 м).

    Технические средства подслушивания расширяют и дополняют возможности слуховой системы человека за счет:

    • Приема и прослушивания акустических сигналов, распространяющихся в воде и твердых телах;

    • Повышение дальности подслушивания речевой информации по сравнению с непосредственным подслушиванием;

    • Коррекция спектра акустического сигнала, распространяющегося в среде с неравномерной амплитудно-частотной характеристикой коэффициента передачи и затухания;

    • Выделения акустического сигнала из смеси его и шумов;

    • Прослушивание речи, выделяемой из перехваченных радио- и электрических сигналов функциональных каналов связи и из сигналов побочных излучений и наводок;

    • Ретрансляция добываемой речевой информации на сколь угодно большое расстояние.

    Конкретный способ подслушивания реализуется с использованием соответствующих технических средств. Совокупность технических средств, обеспечивающих функции добывания семантической и признаковой акустической информации, представляет собой комплекс средств подслушивания. Структурная схема типового комплекса приведена на рисунке 7.1.

    Рисунок 7.1 - Структурная схема комплекса средств прослушивания

    Основной частью комплекса является акустический приемник. Он производит селекцию по пространству и частоте акустических сигналов, распространяющихся в атмосфере, воде, твердых телах, преобразует их в электрические сигналы, усиливает и обрабатывает электрические сигналы и преобразует их в акустическую волну для обеспечения восприятия информации слуховой системой человека. Акустический приемник содержит акустоэлектрический преобразователь, селективный усилитель и электрический преобразователь (телефон, громкоговоритель).

    Акустические приемники для приема акустической волны, распространяющейся в воздухе, твердой среде (в инженерных конструкциях), в грунте, отличаются видом акустоэлектрического преобразователя. Иногда по виду акустоэлектрического преобразователя называют весь акустический приемник. Акустоэлектрический преобразователь акустической волны, распространяющейся в воздухе, называется микрофоном, преобразователь волны, распространяющейся в твердой среде, - стетоскопом и акселерометром, в земной поверхности – геофоном, а воде – гидрофоном. Основную долю функциональных акустоэлектрических преобразователей акустических приемников составляют микрофоны.

    Так как электрические сигналы на выходе акустоэлектрических преобразователях крайне малы и могут принимать значения единиц мкВ, то для их усиления до необходимых для последующего применения величин (единиц В) используется селективный усилитель. Его селективность обеспечивается регулируемой полосой пропускания, необходимой для устранения помех на частотах вне спектра акустического сигнала. Учитывая, что затухание среды распространения акустического сигнала увеличивается с повышением его частоты, коэффициент усиления селективного усилителя соответственно повышают для более высоких спектральных составляющих принимаемого сигнала. Такая компенсация эквивалентна повышению уровня акустического сигнала в точке приема до 6 дБ.

    Электрический сигнал преобразует в акустический сигнал, воспринимаемый человеком, громкоговорители и телефоны. По способу преобразования электрических сигналов громкоговорители разделяются на электродинамические, электромагнитные, электростатические, пьезоэлектрические и др., по виду излучения – на громкоговорители непосредственного излучения, диффузорные и рупорные, по воспроизводимому диапазону частот – на широкополосные, низкочастотные, средне и высокочастотные. Значения мощности громкоговорителей образуют стандартный ряд в диапазоне 0,1 -50 Вт.

    Чем уже диапазон частот динамической головки громкоговорителя, тем равномернее ее амплитудно – частотная характеристика, тем менее головка искажает сигнал. Для высококачественной электроакустической аппаратуры к выходу усилителя подключают несколько динамических головок с разными диапазонами частот, перекрывающими весь звуковой диапазон (16-20000 Гц). Для воспроизводства речи средствами добывания требования к электродинамическим головкам более чем скромные : единицы Вт мощности и по диапазону частот, соответствующему стандартному телефонному каналу (300-3400 Гц).

    Для консервации акустической информации электрический сигнал с выхода акустического приемника подается нааудиомагнитофон.Для записи акустических сигналов применяют многоканальные стационарные ленточные магнитофоны, портативные лентопротяжные кассетные магнитофоны и специальные вносимые лентопротяжные и цифровые диктофоны.

    Сигнальные демаскирующие признаки определяются с помощью средств технического анализа. Если акустический сигнал на выходе приемника сильно зашумлен, то его электрический аналог подвергают для снижения уровня шума дополнительной обработке. Основу методов очистки электрического сигнала от шума составляют методы адаптивной фильтрации. Суть адаптивной фильтрации состоит в том, что на основе анализа поступающего на фильтрации состоит в том, что на основе анализе поступающего на вход фильтра зашумленного речевого сигнала непрерывно фильтром линейного предсказания «предсказывается» помеховый сигнал, который вычитается затем из смеси речевого сигнала и шума. В результате этого отношения сигнал/шум на выходе фильтра увеличивается.

    Возможности акустического приемника характеризуются набором показателей:

    • Диапазоном частот принимаемого акустического сигнала;

    • Чувствительностью;

    • Динамический диапазоном;

    • Масса-габаритными характеристиками.

    Так как речь является основным видом информации, то большинство акустических приемников для добывания информации работают в речевом диапазоне частот. В отдельных случаях ценной является информация, переносимая акустической волной в инфразвуковом и ультразвуковом диапазонах. К такой информации относятся звуки движущихся объектов (людей, техники, подводных и наводных кораблей и др.), акустические сигналы взрывов новых боеприпасов, разрабатываемых работающих двигателей и других объектов разведки.

    Дальность подслушивания (длина простого акустического канала утечки информации) зависит от ряда факторов, в том числе от чувствительности акустического приемника. Под его чувствительностью понимается минимальная энергия акустической волны или оказываемое ею минимальное давление, при котором обеспечивается определенный уровень электрического или акустического сигналов на выходе акустического приемника.

    Динамический диапазон акустического приемника характеризуется диапазоном в дБ мощности акустического сигнала на его входе (громкости звука), при котором обеспечивается требуемый или допустимый уровень сигнала на выходе акустического приемника.

    Для записи речевой информации широко применяются специальные микрофоны, конструктивно объединяющие акустический приемник и запоминающее устройство (лентопротяжный и цифровой магнитофоны). Основными характеристиками запоминающих устройств являются объем памяти в Мбайтов, время записи речевой информации в минутах или часах, время непрерывной работы в часах.

    studfiles.net

    7.3 Направленные микрофоны

    Микрофоны для дистанционного подслушивания имеют акустическую антенну, сужающую его диаграмму направленности. Эти микрофоны называются остронаправленными микрофонами. Характер увеличения относительной дальности Rм/R0 остронаправленного микрофона от его коэффициента направленного действия Gм иллюстрируется на рисунке 7.4.

    Рисунок 7.4 - Зависимость относительной дальности микрофона от коэффициента его направленного действия

    Величины Rм и R0 на рисунке обозначают дальность подслушивания микрофоном и ушами человека соответственно. В качестве микрофона рассматривается гипотетический микрофон с чувствительностью слуховой системы человека.

    Различают следующие типы остронаправленных микрофонов:

    • Параболические;

    • Плоские акустические фазированные решетки;

    • Трубчатые или микрофоны «бегущей» волны;

    • Градиентные.

    Параболический микрофон состоит из отражателя звука параболической формы, в фокусе которого расположен обычный (ненаправленный) микрофон. Отражатель изготавливается как из оптически непрозрачного, так и прозрачного материала.

    Значение внешнего диаметра параболического зеркала может находиться в пределах от 200 до 500 мм. Принцип работы этого микрофона поясняется на рисунке 7.5. Звуковые волны с осевого направления отражаются от параболического зеркала и суммируются в фазе в фокальной точке А. За счет этого эффекта возникает усиление звукового поля. Чем больше диаметр зеркала, тем большим усилением характеризуется микрофон. Если направление волны звука не осевое, то сложение отраженных от различных частей параболического зеркала звуковых волн в точке А произойдет со сдвигом по фазе и усиление микрофона будет меньшим. Ослабление тем сильнее, чем больше угол прихода звука по отношению к оси. Параболический микрофон является примером высокочувствительного, но слабонаправленного микрофона.

    Рисунок 7.5 - Параболический микрофон

    Плоские фазированные решетки обеспечивают одновременный прием звукового поля в дискретных точках некоторой плоскости,

    Рисунок 7.6 - Плоская фазированная решетка

    перпендикулярной к направлению на источник звука (рисунок 7.6). В этих точках (А1, А2, А3 …) размещаются либо микрофоны с суммированием сигналов электрическим способом, либо открытые торцы звуководов, например трубок достаточно малого диаметра, которые обеспечивают синфазное сложение звуковых волн от источника в некотором акустическом сумматоре.

    В микрофоне со звукодами к выходу сумматора подсоединен микрофон. В случае прихода звуковой волны с осевого направления все сигналы, распространяющиеся по звуководам, будут иметь одинаковые фазы, и сложение звуковых волн в акустическом сумматоре даст минимальное значение. Если направление на источник звука не осевое, то сигналы от разных точек приемной плоскости даст различные фазы и результат их сложения будет меньшим. Чем больше угол прихода звука, тем сильнее его ослабление. Обычно число приемных точек Аiв таких решетках составляет несколько десятков.

    Плоские фазированные решетки обычно встраиваются в переднюю стенку атташе-кейса с последующим камуфляжем или в майку-жилет, которая надевается под пиджак или рубашку. Электронные блоки (усилитель, элементы питания, магнитофон) располагаются соответственно либо в кейсе, либо под одеждой. Плоские фазированные решетки с камуфляжем визуально менее заметны по сравнению с параболическими микрофонами.

    Трубчатые микрофоны, или микрофоны «бегущей» волны, в отличие от параболических микрофонов и плоских акустических решеток, имеют иной принцип действия.Они принимают звук вдоль некоторой линии, совпадающей с направлением на источник звука. Принцип их действия поясняется на рисунке 7.7.

    Рисунок 7.7 - Трубчатый микрофон

    Трубчатый микрофон представляет собой звуковод в форме жесткой полой трубки диаметром 10…30 мм со специальными щелевыми отверстиями, размещенными рядами вдоль оси звуковода, с круговой геометрией расположения для каждого из рядов. При приеме звуковой волны с осевого направления будет происходить сложение в фазе сигналов, проникающих в звуковод через все щелевые отверстия, благодаря равенству скоростей осевого распространения звука вне трубки и внутри нее. Когда же звук приходит под некоторым углом к оси микрофона, то это ведет к неравенству длин путей распространения звуковых волн и фазовому рассогласованию, в результате чего снижается чувствительность приема. Обычно длина трубчатого микрофона находится в пределах от 15…230 мм до 1 м. Чем больше его длина, тем сильнее подавляются помехи с боковых и тыльного направлений.

    Градиентные микрофоны первого порядка в отличие от фазированных приемных акустических решеток, использующих операцию сложения акустических сигналов, обеспечивают операцию вычитания по направлению прихода сигнала.

    В результате они имеют низкую пороговую чувствительность , поскольку вычитание ослабляет сигнал, но статически суммирует внутренние помехи.

    В то же время сама операция вычитания позволяет конструировать направленные сигналы малых размеров. Простейшим градиентным направленным микрофоном является микрофон, реализующий градиент первого порядка (рис. 7.8). Он представляет собой два достаточно миниатюрных и близко расположенных высокочувствительных микрофона М1 и М2, выходные сигналы которых

    Рисунок 7.8 - Простейший градиентный микрофон

    электрически (или акустически) вычитаются друг из друга, реализуя в конечных разностях первую производную звукового поля по оси микрофона и формируя диаграмму вида соsQ, где Q – угол прихода звука. Тем самым обеспечивается относительное ослабление акустических полей с боковых направлений (0-90о) .

    Градиентными микрофонами высоких порядков называют системы, формирующие пространственные производные 2-, 3-го и более старших порядков.

    studfiles.net


    Смотрите также