Лазерні канали витоку мовної інформації та параметричні явища в елементах приладів

i. Характеристики взаємодії лазерних променів з відбиваючими поверхнями.

При взаємодії лазерних променів з поверхнею скла разом з загально фізичними явищами (інтерференція, дифракція, поляризація, заломлення, відбиття) спостерігається низка ефектів, таких як подвійне променеве заломлення, нелінійні ефекти з зрушенням частотних складових у спектрі, розсіювання на неоднорідностях та забрудненнях, тощо. Декотрі з таких явищ можна використовувати для розширення можливостей лазерного перехоплення акустичних коливань при використанні лазерних мікрофонів.

При використанні класичної тактики перехоплення приймається до уваги, що кут відбиття променя з поверхні скла співпадає з кутом падіння променя на скло. Тому при опромінюванні лазерним опромінювачем поверхні скла під деяким кутом, потрібно встановлювати приймач у визначеному місці, там, куди буде направлений відбитий промінь. Це різко звужує коло можливостей тому, що ускладнює тактику організації атаки і вимагає наявність двох пунктів спостереження, один з опромінювачем, інший з приймачем. Наразі все більше використовують лазерні мікрофони, котрі здатні отримувати відбитий промінь розсіювання. Таким чином, вимоги до пункту приймання відокремленого від пункту опромінювання зникають. Прилад являє собою моноблок, що поєднує передавач та приймач. Просторове розміщення приладу відносно напрямку поверхні скла стає майже довільним, що спрощує тактику використання приладу.

Лазерні мікрофони дозволяють зчитувати вібрацію віконного скла та відтворювати її в мовний модулюючий сигнал з відстані 300 м. Лазерні мікрофони можна розділити на 2 типи:

- для роботи першого типу необхідно „мітити” скло – наносити на нього пляму спеціальної фарби, котра ефективно відбиває лазерне випромінювання до фотоприймача;

- для роботи пристроїв другого типу ніякого „мічення” не потрібно.

ii. Параметричні явища в елементах та вузлах електричних приладів.

Розглянемо типовий приклад параметричної дії зовнішніх факторів на роботу простих вузлів радіоапаратури.

Схема простішого мультивібратора на транзисторах наведена на Рис.2.2

+E_зм

+Е_ж

R1 R2 R3 R4 R5 R6

V2 C1 C2 V3

l m

V1 V4

Рис. 2.2 Мультивібратор на транзисторах.

Період автоколивань у цій схемі складає Т=(R3C1+R4C2)ln[(E_п+Е_см)/Е_см]. За цієї умови, припустимо, що дія акустичного зовнішнього поля в силу конструктивних особливостей приладу, в основному, направлена на елементи С1 та С2. Ємність конденсаторів С визначається площею їх обкладинок S та відстанню між ними d згідно виразу:

Для найпростішого плаского конденсатора ємність визначається:

С = εε₀ S/d = 0,88• εS/d [пФ]

де: ε₀ = 8,85•10^-12 [Ф/м] – абсолютна діелектрична проникність вакууму;

ε’ – абсолютна діелектрична проникність діелектрика;

ε = ε’/ ε₀ - відносна діелектрична проникність діелектрика (для повітря ε = 1,0006);

S – площа обкладинок конденсатора [cм²];

d – відстань між пластинами [мм].

Якщо кількість паралельних обкладинок дорівнює n, тоді ємність такої системи С_n дорівнює C_n =C•(n-1). Якщо з’єднати паралельно n двопластинних однакових конденсаторів C_n’, тоді загальна ємність становитиме C_n’ = С•n.

Ємність двох паралельно розташованих провідників C_п довжиною l, котрі мають форму циліндрів з радіусом r та розташованих на відстані а один від одного:

C_п = 2π εε₀ l /[ln(a /r)] [Ф].

де: величини l, a та r представлені в [м].

Ємність шару з радіусом r[м] дорівнює С_ш = 4 π εε₀r [Ф].

Для двох металевих сфер з радіусами r₂ та r₁ [м] при r₂>r₁ ємність С_сф [Ф] дорівнює:

С_сф = 4π εε₀r₁r₂/(r₂-r₁).

Для циліндричного конденсатора С_ц з двох циліндрів і довжиною циліндрів l при зовнішньому діаметрі внутрішнього циліндра D₁ та внутрішньому діаметрі зовнішнього циліндра D₂ ємність становить:

С_ц = 0,5 10^-3 ε l /[lg(D₂/D₁)] [пФ],

де: l, D₂, D₁ представлені в [мм].

а для спірального конденсатора з шириною спіралі b [мм] та довжиною розвернутої спіралі L [мм] та кроком намотування d [мм] ємність С_с в [пФ] дорівнює:

С_с = 1,76•10^-3•εbL/d.

Таким чином ємність завжди залежить від геометричних розмірів конструкції. При акустичному впливі на елементи конструкції в таких елементах виникає віброакустична хвиля, котра за рахунок вібраційних коливань змінює відстані між обкладинками, або елементами їх імітуючими, або змінює розмір самих обкладинок синхронно з акустичною хвилею. Оскільки струм через конденсатор визначається прикладеною напругою за законом I=C•dU/dt, то зміна ємності за рахунок зовнішнього акустичного впливу аналогічна модуляції струму I інформативним мовним сигналом при прикладеній змінній напрузі U. Це є типовою характеристикою чутливості конденсаторного мікрофона. Ємність конденсатора є змінним параметром функції зв’язку струму і напруги.

Для перехоплення інформації в даному каналі необхідні спеціальний передавач з направленим променем і приймач.

Перетворення акустоелектричного характеру, як було визначеним вище, полягає у зміні розмірів S та d за рахунок вібраційних коливань та ультразвукових хвиль в конденсаторі, створених зовнішнім акустичним полем. За формулою для періоду Т автоколивань у мультивібраторі зміна періоду (а рівно і частоти) здійснюється пропорційно зміненню ємності.

Аналогічна властивість характерна для автоколивальних схем на цифрових елементах, базовою схемою котрих є послідовний ланцюг з 2-х інверторів, наведений на Рис.2.3

& & &

R1 R2 C

Рис. 2.3 Генератор прямокутних імпульсів на цифрових логічних елементах ТТЛ.

У цьому випадку період коливань приблизно складає величину Т=2•С•R1. Залежність періоду коливань від ємності конденсатора також пропорційна.

Дата добавления: 2014-11-29