Оптическое устройство с телескопической астигматической системой

. Телескопическая система Λ ₁, Λ ₂ проецирует в плоскости первого главного сечения восстановленные одномерными голограммами изображения полосок местности на "плоскость промежуточных изображений". Наклон этой плоскости относительно плоскости П ₁ во втором главном сечении связан с тем, что различные одномерные голограммы восстанавливают изображения на различных расстояниях от плоскости П ₁. Цилиндрические линзы Λ ₃ и Λ ₄ установленные за телескопической системой, образуют астигматическую систему, которая переносит изображение с наклонной плоскости "промежуточных изображении", на плоскость П ₂, ориентированную перпендикулярно к оптической оси системы. В плоскости П главного сечения репродукционный цилиндрический объектив Λ _r проецирует плоскость первичной фотопленки на вторичную фотопленку.

Возможно формирование двухмерных радиоголограмм, когда РЛС имеет приемную антенную решетку, расположенную поперек линии пути самолета. Такая РЛС позволяет получить детальное изображение местности непосредственно под самолетом.

2.4 Радиотепловая разведка

2.4.1. Общие сведения

Радиотепловая разведка ведется путем приема естественного теплового излучения (электромагнитного) объектов и местности (целей) в радиодиапазоне и анализа полученного за счет этого излучения изображения. К главным задачам радиотепловой разведки относится обнаружение и определение координат наземных, надводных, подводных, воздушных и космических целей, путем разведки из космоса ведется обзорное наблюдение за окружающей средой и земной поверхностью.

Кроме того специфические особенности радиотеплолокации позволяют решать и такие задачи, которые принципиально неразрешимы средствами радиолокации и ИК техники: всепогодная астронавигация; всепогодное обнаружение источников тепловой энергии; неконтактное измерение распределения температур объектов и исследование их внутренней структуры. РТЛС могут применяться в системах скрытой связи и сигнализации охраняемых территорий. Наблюдение и измерение СВЧ излучения Земли со спутников методами радиотеплолокации имеет большое значение для метеорологии, океанологии и физических исследований и т.д.

С точки зрения применения в военной области весьма ценно сочетание абсолютной скрытности РТЛС и, как следствие малой уязвимости, со всепогодностью. Дальность действия РТЛС в сильной степени зависит от размеров цели и ее контраста с фоном. При работе по контрастным целям больших размеров РТЛС превосходят по дальности радиолокационные и инфракрасные средства. Хотя при обнаружении хорошо отражающих слабоизлучающих объектов бесспорное преимущество принадлежит радиолокации.

Радиотеплолокационные станции (РТЛС), во многом схожи с РЛС. Различие РТЛС и РЛС связано лишь с природой используемых радиоизлучений. По мере приближения РТЛ к диапазону субмиллиметровых волн РТЛС получают большее сходство с инфракрасной техникой, чем с РЛС в их современном виде.

Радиотеплолокаторы работающие, например, в диапазоне между 90 и 110 ГГц (3.33мм >λ>2.72мм) позволяют получать изображение местности весьма близкое по качеству к фотографии в оптическом диапазоне. Основным недостатком РТЛС является возможность лишь приближенного определения угловых координат и дальности до цели.

2.4.2. Сущность теплового радиоизлучения

Радиотепловое излучение присуще всем телам, имеющим температуру выше абсолютного нуля. Характеристики этого излучения (интенсивность, спектральный состав, степень поляризации) зависят от физических свойств излучающего тела, в силу чего РТЛС не только обнаруживают и определяют координаты большинства естественных и искусственных объектов, но и обеспечивают исследование их физических свойств.

Физическая сущность радиотеплового излучения заключается в преобразовании внутренней тепловой энергии излучающего тела в энергию электромагнитного поля, распространяющегося за пределы излучающего тела. Это преобразование выполняется множеством элементарных осциляторов, возбуждаемых тепловым движением микроскопических частиц вещества. Такими осциляторами могут быть атомы, электроны, ионы, а также молекулы обладающие свойствами электрической или магнитной полярности.

Важнейшим законом теплового радиоизлучения является закон, определяющий связь спектральной плотности излучения абсолютно черного тела с температурой и длиной волны выражаемый формулой Планка. Для большинства энергетических расчетов в радиотеплолокации используют приближенную формулу Релея-Джинса

где R _АЧТ (f,t) – плотность излучения абсолютно черного тела на частоте f при заданной абсолютной температуре Т, Вт/(м²∙Гц); с = 3·10⁸ м/с – скорость распространения электромагнитных волн; k =1,38х10ˉ²³ Дж/град- постоянная Больцмана; λ- длина волны, м.

Отсюда следует, что для радиотеплолокации выгоднее использовать волны миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов, чем волны сантиметрового и дециметрового диапазонов, на которых излучение значительно слабее.

Излучение реальных тел в большинстве случаев значительно отличается от излучения абсолютно черного тела не только интенсивностью, но и пространственным распределением, спектральной плотностью и поляризацией. Спектральная плотность зависит от длины волны. Однако в пределах полосы пропускания измерительного устройства спектральную плотность можно считать практически постоянной. Это обстоятельство позволяет пользоваться представлениями теории теплового излучения и характеризовать интенсивность излучения яркостной температурой Т _я, которая определяется как температура абсолютно черного тела, имеющего на данной частоте в данном направлении такую же яркость как рассматриваемый источник.

Полное излучение реальных целей определяется не только их собственным излучением, но и наличием «подсветки», создаваемой рядом «подсвечивающих» излучателей. Для радиотеплолокации наиболее характерен случай, когда подсветка создается одновременно сплошной средой (атмосферой, космическим фоном) и рядом источников с малыми угловыми размерами (Солнце, Луна и пр.).

Мощность радиотеплового излучения Р _изл является функцией температуры Т _и, площади S _ц объекта и т.д. Для объектов простой конфигурации наиболее существенны их температура и площадь. При этом

где Δ f – полоса частот, в которой оценивается излучаемая мощность.

Возможность обнаружения целей определяется наличием между ними температурного контраста, под которым понимается разность кажущихся температур объектов. При наличии температурного контраста объекты различаются по интенсивности поступающих от них излучений.

Чтобы оценивать возможность обнаружения радиотепловых излучений, нужно знать их энергетические характеристики и диаграммы направленности. В отличие от диаграмм направленности радиолокационного переизлучения, имеющего для большинства объектов изрезанную лепестковую структуру, диаграммы направленности радиотеплового излучения обладают большей равномерностью. В диаграммах собственного теплового излучения принципиально не может быть нулевых провалов, поскольку излучение объекта складывается из совершенно независимых друг от друга излучений отдельных его участков. Поэтому в первом приближении можно полагать, что радиояркостная температура объектов несложной формы, выполненных из однородного материала, не связана с направлением. Совершенно таким же образом обстоит дело для площадных (фоновых) излучателей с мелкими по сравнению с длиной волны неровностями поверхности.

2.4.3. Прием теплового радиоизлучения

Радиотепловые сигналы обладают рядом специфических особенностей. Основными из них являются широкополосность, отсутствие регулярных составляющих и очень низкая спектральная плотность. В целом тепловое радиоизлучение по своей структуре и статистическим свойствам, аналогично собственным шумам приемника, в силу чего выделение в нем слабого радиотеплового сигнала затруднительно.

В теории обнаружения шумового сигнала на фоне случайных шумов показывается, что для оптимальной обработки таких сигналов может применяться либо корреляционный приемник с двумя независимыми каналами приема, либо одноканальный приемник, осуществляющий квадратичное детектирование с последующей компенсацией постоянной составляющей мешающих шумов на выходе.

Радиоприемные устройства, применяемые в радиотеплолокации и предназначенные для регистрации радиотепловых сигналов, называют радиометрами или радиометрическими приемниками.

Основная функция радиометра сводится к обнаружению и измерению параметров радиотепловых сигналов, мощность которых на входе не превышает 10ˉ¹º÷10ˉ¹³ Вт.

В связных и радиолокационных приемниках влияние собственных шумов уменьшают путем частотной селекции и временного стробирования; при этом уже на выходе высокочастотной части приемника можно достичь превышения мощности сигнала над мощностью шума. При приеме радиотепловых сигналов подобные методы неприменимы, поскольку сигналы сами шумоподобные. Поэтому приемники радиотепловых сигналов выполняют в виде точных измерителей уровня шума.

Для увеличения мощности радиотеплового сигнала полосу пропускания УВЧ стремятся сделать возможно более широкой. Выходное напряжение детектора, кроме постоянной составляющей, содержит интенсивную шумовую составляющую, для подавления которой служит ФНЧ.

Отношение мощности сигнала к мощности шума на входе радиометра qвх равно:

Это отношение не изменится и после усиления на высокой частоте. Поскольку, как правило, Т _с< Т _ш, отношение сигнал / шум на входе детектора меньше единицы. В детекторе происходит подавление сигнала шумом и отношение мощности (постоянной составляющей) продетектированного сигнала к мощности шумов на выходе детектора определяется соотношением

Шум на выходе детектора сохраняет свой широкополосный характер, но спектр его переносится в область нижних частот (см. рис.). Мощность шума на выходе ФНЧ в Δ f _р / Δ F раз меньше мощности шума на его входе.

Следовательно, выходное отношение сигнал / шум:

В современных радиометрах отношение Δ f _р/Δ F составляет 10⁷ – 10⁹, что обеспечивает получение большого выходного отношения сигнал / шум при входном отношении сигнал / шум, меньше единицы.

Функциональная схема компенсационного радиометра полностью повторяет схему оптимального обнаружителя и в качестве части содержит высокочувствительный радиолокационный приемник с достаточно широкой полосой пропускания.

Для компенсации напряжения, существующего на выходе радиометра при отсутствии сигнала и пропорционально температуре собственных шумов, после приемника, выходным каскадом которого является детектор, включается компенсирующее устройство. Оно представляет собой мостовую двухплечевую схему. На одно плечо схемы подается напряжение с выхода детектора приемника, а на другое – от источника постоянного напряжения. Сопротивление во втором плече подбирается так, что напряжение в диагонали моста, обусловленное шумом приемника сводится к нулю. В диагональ моста включается регистрирующий фильтр низкой частоты и индикатор. При воздействии сигнала баланс моста нарушается, что регистрируется индикатором. Аналогично работают схемы, построенные на малошумящих операционных усилителях.

В данной схеме R ₁-приемный элемент, R ₂-компенсационный элемент, а R ₃ и R ₄- плечи моста, измерительная диагональ которого включена через ФНЧ на вход измерительного усилителя.

Существенными преимуществами компенсационного радиометра являются высокая чувствительность и простота. Основной недостаток такого радиометра, ограничивающий сферу его применения, подверженность дрейфу коэффициента усиления. При изменениях коэффициента усиления и коэффициента шума компенсация нарушается. Это вызывает паразитный сигнал на выходе радиометра, регистрируемый индикатором так же, как и полезный сигнал.

Кроме приведенных примеров существуют модуляционные, корреляционные и др. радиометры.

В модуляционных радиометрах используется принцип периодического сравнения мощности сигнала, поступающего из антенны, с мощностью сигнала антенного эквивалента или генератора шума с весьма стабильной шумовой температурой.

Корреляционный радиометр представляет собой приемник с одинаковыми параллельными каналами, сигналы в которых равны. Так как шумы каналов приемника не коррелированны, а напряжения сигнала в каналах сильно коррелированны, выходное напряжение системы будет содержать постоянную составляющую и относительно небольшую флуктуационную составляющую, соответствующую собственным шумам приемного тракта. Полученные составляющие интегрируются НЧ фильтром с очень узкой полосой пропускания и подаются на усилитель постоянного тока, связанный с индикатором.

2.4.4. Станции радиотепловой разведки

РТЛС разделяют на обзорные и следящие.

Обзорные РТЛС включают те же элементы, что и обзорные РЛС, за исключением передатчика, антенного переключателя и синхронизатора. В обзорных РТЛС наиболее часто применяются диаграммы направленности антенны игольчатого типа, и осуществляется строчный (растровый), спиральный или циклоидный обзор. Возможности электронного сканирования обеспечивают антенны поверхностного типа: зеркальные параболические и линзовые антенны, а также многоэлементные синфазные антенны.

При однострочном обзоре, применяемом в бортовых обзорных РТЛС, игольчатый луч сканирует в плоскости, перпендикулярной продольной оси летательного аппарата, обеспечивая обзор по обеим сторонам от траектории полета. Обзор вдоль направления осуществляется за счет движения летательного аппарата.

Следящие РТЛС предназначены для автоматического сопровождения одиночных радиотепловых целей по угловым координатам. Формируемые напряжения пропорциональны угловому рассогласованию между осью вращения диаграммы направленности антенны и направлением на пеленгуемый источник. Эти напряжения используются для управления приводными механизмами антенны, т.е. обеспечивают автоматическое сопровождение пеленгуемого источника.

2.5. Разведка побочных электромагнитных излучений и наводок

2.5.1. Общие сведения

К побочным электромагнитным излучениям и наводкам (ПЭМИН) относят электромагнитные излучения в пространство технических средств обработки, передачи и хранения информации, не предназначенные для передачи, приема или преднамеренного искажения информации, а также наводки от этих технических средств в окружающих предметах и проводах. Данные нежелательные излучения и наводки, проявляющиеся в виде побочных, внеполосных, шумовых и наводимых сигналов, потенциально образуют неконтролируемые каналы утечки информации.

ПЭМИН можно подразделить следующим образом:

Излучения информативного сигнала от технических средств и линий передачи информации в пространство, превышающие допустимые для обеспечения разведзащищенности уровни, что может быть естественным явлением, сопровождающим работу технического средства, а также следствием неисправностей схем, нарушением целостности экрана и (или) заданного режима эксплуатации названных средств.

Радиоизлучения, модулированные информативным сигналом на нелинейных элементах электронных схем, возникающие при работе различных генераторов, как входящих в состав технических средств, так и при самовозбуждении электронных схем из-за паразитных связей в генераторных и усилительных трактах.

Наводки информативного сигнала, обрабатываемого техническими средствами, на провода, линии, цепи питания, заземления, прочие токопроводящие коммуникации и системы жизнеобеспечения и аппаратуру, расположенные совместно с названными средствами и выходящие (излучающие) за пределы охраняемой территории.

Изменения тока потребления, обусловленные обрабатываемыми в технических средствах информативными сигналами, возникающие при отсутствии в цепях питания технических устройств стабилизирующих потребление тока.

Электрические сигналы и радиоизлучения, обусловленные воздействием на технические средства внешних высокочастотных сигналов через пространство и провода, как целенаправленно, так и при случайном воздействии излучений посторонних радиотехнических устройств.

Электрические сигналы возникающие, за счет микрофонного эффекта, в окружающих технических средствах при воздействии на них информативных акустических сигналов и распространяющиеся по проводам и линиям.

Отдельно можно отметить радиоизлучения и сигналы от внедряемых в технические средства и устанавливаемых на линиях связи специальных электронных устройств перехвата информации.

Разведка ПЭМИН ведется в основном агентурно-техническим способом. Перехват информации может вестись: непосредственно с охраняемой, или прилегающей, территории объекта с помощью скрытно устанавливаемой на объектах и линиях связи автономно работающих автоматических устройств технической разведки (АУТР); организацией замаскированных постов слежения и (или) при посещениях территорий охраняемых объектов агентами с помощью носимой аппаратуры разведки.

Для дальнейшей обработки информация может передаваться, например, по радиоканалам, на удаленные наземные стационарные посты слежения, которые могут быть организованы, например, в зданиях представительств иностранных государств обладающих экстерриториальностью, приемо-передающие станции, устанавливаемые на летательных аппаратах и космических объектах и т.д. Возможно использование устройств оборудованных накопителями информации, периодическая выемка которых обеспечивается агентурным путем.

2.5.2. Перехват информации с кабельных линий связи

Перехват информации с кабельных линий связи может осуществляться путем непосредственного гальванического подключения и (или) с установкой на кабели аппаратуры обеспеченной датчиками, регистрирующими электромагнитное излучение информативного сигнала. В некоторых случаях возможен перехват информации с не информативных линий и проводов, на которые информативный сигнал наводится в результате совместного пробега названных линий с информативным кабелем.

На рисунке показано направление силовых линий результирующих магнитного Н и электрического Е полей относительно симметричной пары проводов с током I. Как видно из рисунка результирующие составляющие различны в каждых точках пространства. Существуют выраженные максимумы и минимумы.

В реальных линиях на распределение электрического и магнитного полей влияет различие (асимметрия) физических характеристик (индуктивность, проводимость) проводов. Напряженность электрического поля вдоль участка провода с током пропорциональна падению напряжения на данном участке. Из-за разницы сопротивлений проводов на отдельных участках и при одинаковых токах падения напряжения на каждом проводе участка могут значительно отличаться, соответственно результирующая напряженность электрического поля, на данном участке, может быть направлена с преобладанием в одну сторону независимо от точки пространства.

Для различных типов подземных и подводных кабелей разработаны разные типы устройств съема информации:

-для симметричных высокочастотных кабелей - устройства с индукционными датчиками;

-для коаксиальных и низкочастотных кабелей - устройства с приспособлениями для непосредственного подключения.

Индукционный датчик предназначен для регистрации слабого электромагнитного излучения информативного сигнала (в данном случае перехват осуществляется по магнитной составляющей).

Предварительный усилитель приводит уровни перехваченного сигнала, по мощности, к величине удобной для дальнейшей обработки.

Анализатор-демодулятор применяется в случаях перехвата информации с многоканальных кабелей. Определяет виды модуляции, восстанавливает из группового тракта каждый канал для дальнейшей обработки и записи.

Накопитель и радиопередатчик могут применяться вместе и раздельно, в зависимости от задачи перехвата. Накопление информации производится на магнитных носителях. Накопители могут быть съемными, когда периодическая замена производится агентом, либо информация может передаваться на пункт слежения (наземный, спутниковый и т.п.) по радиоканалу по заданной программе. Одно устройство позволяет вести разведку одновременно нескольких десятков и даже сотен каналов связи.

Применяемые в современных устройствах ядерные (плутониевые) источники питания рассчитаны на обеспечение автономной работы устройства в течение десятков лет.

Съем информации с обычных телефонных линий связи может осуществляться путем непосредственного контактного подключения или также с использованием простых малогабаритных индуктивных датчиков. Сигналы, снимаемые с телефонной линии, могут записываться на магнитофон или передаваться по радиоканалу с использованием микропередатчиков. Перехватываться может речевая, факсимильная и др. информация. Питание устройств может быть автономным или от линий передач.

2.5.3. Перехват информации по побочным излучениям со средств ЭВТ

Информативными ПЭМИ для средств ВТ являются сигналы представляющие собой ВЧ несущую, модулированную обрабатываемой информацией (например, изображением, выводимым на монитор, данными, обрабатываемыми на устройствах ввода-вывода, и т.д.).

Откуда берутся ВЧ несущие которые делают информацию, обрабатываемую на СВТ, доступной противнику на большом расстоянии.

Путем нехитрых расчетов можно определить, например, что для стандартного режима VGA-монитора в DOS-режиме частота регенерации отображаемых данных будет равна: v =(640х480х60Гц х 1,36)/2=12,53 МГц; где 640х480-количество точек, которые отображаются на экране монитора за один кадр в этом режиме; 60Гц-частота кадровой развертки;1,36- потери времени на кадровую и строчную синхронизацию.

Очевидно, что ПЭМИ стали возможны на тактовой частоте, а также на кратных гармониках тактовой частоты (согласно теории - только на нечетных гармониках).

Наиболее мощным источником информативного излучения в составе объекта ЭВТ является усилитель видеосигнала. Наиболее мощным источником узкополосного излучения является система синхронизации. Излучение видеосигнала имеет достаточно простую, по сравнению, например, с излучаемым шинами данных много разрядным цифровым сигналом, структуру. Соответственно достаточно просто восстанавливается, без применения сложных технических устройств.

Рассмотрим пример восстановления информации отображаемой на мониторе компьютера с помощью телевизионного приемника.

ТВ приемник обрабатывает лишь небольшую часть спектра шириной около 8 МГц на частотах метровых и дециметровых волн (обычный ТВ приемник имеет полосу пропускания 4,5 МГц и демодулятор сигнала с частично подавленной боковой полосой эквивалентной АМ детектору с полосой пропускания 8 МГц).

Пусть ТВ приемник обрабатывает один «лепесток» энергетического спектра излучения т.е. частота его настройки совпадает с серединой одного из «лепестков», а полоса пропускания равна его ширине.

где Т _б—длительность одного бита видеосигнала, Sr≈ sin²(π fТ _б).

Временные диаграммы сигнала обрабатываемого ТВ приемником, представлены на рисунках.

Усиление НЧ сигнала над порогом, определяющим уровень яркости, задается уровнем контрастности. В первом приближении уровень контрастности определяет крутизну фронтов видеосигнала в приемнике. В отличие от дисплея максимум видеосигнала в ТВ приемнике определяет уровень черного, а минимум уровень белого. Т.о. изображение на экране ТВ приемника будет представлять собой копию – негатив. Если видеосигнал представляет собой длинный импульс, то лучше всего будут излучены в пространство его фронты, которые и дадут в приемнике точки.

Как видно из рисунка, одна светящаяся точка изображения на мониторе порождает две точки на экране телевизора (соответствующие фронту и спаду видеоимпульса). Светящиеся подряд точки, наоборот, дадут меньшее количество точек при восстановлении. Однако, учитывая, что точки на экране телевизора намного крупнее, чем в мониторе, подряд светящиеся точки могут сливаться в одну линию.

В ТВ приемнике сигнал ПЧ может быть представлен как:

,

где ω₀ – круговая промежуточная частота.

Если принятый узкополосный сигнал является гармоникой частоты повторения светящихся точек изображения, то его частота после УПЧ также будет ω₀ и суммарный принятый сигнал:

где b и φ – постоянные величины.

При φ=0 и a (t)> b сигнал на выходе АМ детектора приемника будет E (t) = a (t)+ b.

По сравнению с приемом в отсутствие узкополосного сигнала имеем два преимущества: мощность сигнала увеличилась, динамический диапазон несколько сузился.

Отличия в спектре излучения цветного монитора будут состоять в следующем. Теперь количество видеосигналов будет 3- по числу основных цветов. Очевидно, максимум излучения будет тогда, когда перепады видеоимпульсов во всех трех видеосигналах для одной точки изображения будут максимальны. Величина этих перепадов будет зависеть от выбранных цветов фона и текста.

Излучения дисплея не содержат информацию о синхросигнале, поэтому изображение на экране ТВ приемника перемещается в горизонтальном и вертикальном направлениях. Качество приема может быть улучшено с помощью внешнего генератора синхросигналов, подаваемых на приемник. На выходе генератора должны быть частоты обеспечивающие синхронизацию строк 15-20 КГц и кадров 40-80 Гц (для современных мониторов соответственно выше).

2.5.4. Перехват информации за счет наводок

На побочных излучениях проводных линий связи и технических средств основан перехват информации по наводкам.

При этом возможны наводки информативного сигнала на кабели и линии, выходящие за пределы охраняемой территории, например при большом совместном пробеге защищаемых и не защищаемых кабелей, наводки на токопроводящие элементы строительных конструкций и коммуникации. В этом случае говорят о наводках на распределенные антенны.

Возможны наводки на не защищаемые технические средства, расположенные в близи защищаемых технических средств и кабелей, с последующим переизлучением информативного сигнала через пространство или линии за пределы охраняемой территории. В этом случае говорят о наводках на сосредоточенные антенны.

Способ перехвата защищаемой информации зависит от структуры созданного канала утечки. Перехват может осуществляться при гальваническом подключении к отходящим кабелям и коммуникациям, либо непосредственно из пространства.

2.5.5. Перехват информации методом высокочастотного навязывания

Перехват информации методом высокочастотного навязывания идентичен перехвату информации по радио излучениям, возникающим в технических средствах при работе различных генераторов, при самовозбуждении схем и т.п., и модулированных информативным сигналом. Разница в том, что высокочастотные возбуждения в электронных схемах и линия, в данном случае, создаются умышленно.

Перехват информации о ведущихся в помещении разговорах, например, через линии ГТС выходящие за пределы охраняемой территории методом высокочастотного навязывания осуществляется следующим образом.

Сигналом для занятия абонентского комплекта и подачи напряжения питания в телефонный аппарат является появление со стороны абонента шлейфа. Шлейф (подключение схемы телефонного аппарата) создается в момент снятия трубки путем замыкания соответствующих контактов рычажного переключателя. В режиме «ожидания вызова» названные контакты разомкнуты, питание на схему аппарата не подается. По своей физической сути контакты рычажного переключателя представляют обкладки конденсатора, в зависимости от конструкции большей или меньшей емкости. Т.е. обладают бесконечным сопротивлением для постоянного тока и конечным, в зависимости от емкости и проходной частоты, сопротивлением (реактивным) для переменного тока.

Таким образом, для переменного высокочастотного сигнала существует реальный путь прохождения в схему телефонного аппарата. Модуляция высокочастотного сигнала происходит в микрофоне, сопротивление которого изменяется под воздействием акустических колебаний вызванных ведущимися в помещении разговорами.

Чем выше частота навязываемого сигнала, тем меньше реактивное сопротивление контактов. Однако в реальных линиях присутствуют распределенные индуктивная и емкостная составляющие. С увеличение частоты навязываемого сигнала и увеличением длины линии индуктивная составляющая обеспечивает затухание ВЧ сигнала за счет увеличения последовательного реактивного сопротивления, а емкостная составляющая обеспечивает затухание ВЧ сигнала за счет уменьшения параллельного реактивного сопротивления. Кроме того, дополнительные затухания вносят радиоэлементы схемы телефонного аппарата. Поэтому бесконечное увеличение частоты сигнала навязывания не представляется возможным. В каждом конкретном случае существуют оптимальные разведывательные частоты. Диапазон частот реально используемых для навязывания по телефонным проводам лежит в пределах 100кГц-30МГц.

Примером перехвата информации с помощью высокочастотного зондирования пространства может служить способность того же телефонного аппарата переизлучать в пространство наведенные высокочастотные сигналы после модуляции их информативным сигналом.

Рассмотрим пример резонанса обычной телефонной трубки. Так как микрофон имеет меньшее сопротивление по сравнению с телефонным капсюлем, то (для простоты восприятия излагаемого материала) представим эквивалентную схему в виде короткозамкнутой линии с проводами длиной L и суммирующей паразитной емкостью C.

Условие резонанса может быть представлено как равенство нулю суммы сопротивлений емкости C и входного сопротивления линии. Основной резонанс имеет место при частоте ω0. Зная длину провода между микрофоном и телефоном в телефонной трубке можно легко рассчитать ее резонансную частоту.

Из графика распределения U и I видно, что ток на микрофоне максимален, когда напряжение стремится к нулю. Ток протекает через микрофон и модулируется по закону низкой частоты, а так как линия в трубке далеко не идеальна, то основная часть энергии из линии, преобразуясь в электромагнитные колебания, излучается в пространство.

Явление возбуждения происходит при облучении этой резонансной системы на частоте ω0 внешним источником высокочастотного сигнала. «Наведенный» сигнал модулируется по амплитуде и излучается в пространство на той же резонансной частоте.

Следует отметить, что излучаемый модулированный сигнал значительно слабее облучающего ВЧ сигнала, поэтому коэффициент модуляции, по отношению к частоте модуляции оказывается очень малым.

Из теории радиоприема известно, что для нормального приема необходимо «обрезать» несущую частоту так, чтобы коэффициент модуляции стал около 30%. Это является трудной, но технически разрешимой задачей.

Возможности перехвата могут быть благоприятнее, если в облучаемых технических устройствах или линейных трактах имеются усилительные элементы. В таком случае перехват может вестись на основной частоте, излучаемой с большей мощностью, или на ее гармониках, что упрощает выделение информативного сигнала.

22.5.7. Перехват информации за счет микрофонного эффекта

В простейшем случае перехват разговоров, ведущихся в защищаемых помещениях, может быть осуществлен через телефонные линии, выходящие за пределы охраняемой территории, за счет микрофонного эффекта звонковой цепи телефонных аппаратов.

Принцип работы электромеханического звонка основан на следующем.

При поступлении со стороны линии тока индукторного вызова происходит намагничивание, с переменной сменой полярности, сердечника электромагнита. Якорь намагничен постоянным магнитом с определенной полярностью. В зависимости от полярности электромагнитного поля якорь притягивается к той или другой стороне сердечника. Закрепленный на якоре молоточек ударяет по чашечкам, вызывая их звон.

Съем информации за счет микрофонного эффекта основан на законе обратимости. При акустическом воздействии, вызванном разговорами и другими шумами, на телефонный аппарат (звонок) происходят слабые колебания молоточка и якоря. Колебания намагниченного якоря создают переменное магнитное поле, под действием которого в обмотке электромагнита наводится электрический ток по закону акустических колебаний. Уровень наведенного сигнала незначителен, однако позволяет, с применением чувствительных усилительных устройств, регистрировать его на расстояния в несколько десятков и даже (в зависимости от конструкции аппарата) сотни метров.

При перехвате информации с динамика (громкоговорителя) сети радиотрансляции также используется закон обратимости. Электродинамическая головка радиоприемника, служащая для электроакустических преобразований, превращается в электродинамический микрофон, осуществляющий акустоэлектрические преобразования. В отсутствие линейного сигнала и буферных устройств (например, усилителей) и при благоприятной электромагнитной обстановке (минимальном уровне помех) возможен качественный перехват информации с расстояния несколько сотен метров.

При определенных условиях возможен перехват информации с любого бытового и специализированного устройства, в конструкцию которого входит электроакустическая система (динамик, микрофон, телефонный капсюль). Акустический сигнал (разговоры, ведущиеся в помещении) после акустоэлектрических преобразований, попадая в электронные схемы, может модулировать, например, для телевизионных и радио приемников частоты гетеродинов и их гармоники, которые, в свою очередь, при благоприятных условиях, могут излучаться в пространство.

2.5.8. Перехват информации за счет паразитных излучений устройств, не имеющих электроакустических систем

В данном случае рассматривается возможность модуляции излучаемых в пространство сигналов на частотах гетеродинов и их гармониках, паразитных генераций и т.п. Особенностью является то, что модуляция названных частот осуществляется в радиоэлементах и блок схемах. Например, под воздействием акустических колебаний может изменяться взаимное расположение элементов резонансных контуров, могут резонировать поверхности изделий, которые вызывают изменения, по акустическому закону, электромагнитного поля в окружающем радиоэлементы пространстве и т.п.

2.5.9. Перехват информации с волоконно-оптических линий связи

Приемопередающая пара (ПОМ-ПРОМ) имеет энергетический потенциал Е, который зависит от мощности ПОМ, спектральной плотности шума ПРОМ и скорости передачи В. Заданный энергетический потенциал Е ограничивает длину волоконно-оптического тракта L, затухание которого (с учетом эксплуатационного запаса) не должно превосходить энергетический потенциал Е.

В современных ВОСП энергетический потенциал достигает 40 дБ. При этом информационный оптический сигнал в начале волоконно-оптического тракта на 4 порядка больше, чем сигнал в конце волоконно-оптического тракта (то есть сигнал, необходимый для нормальной работы ПРОМ). Это обстоятельство и позволяет надеяться на успешную реализацию несанкционированного доступа. Чем больше энергетический потенциал ВОСП, тем лучше условия для НСД.

Несанкционированный доступ в ВОСП возможен в двух вариантах.

Первый вариант, без внешнего воздействия на волоконный световод (информационный сигнал), то есть пассивный НСД с использованием «естественных» утечек оптического сигнала в ВОТ. При НСД выполняются две основные функциональные операции: сбор информационного оптического сигнала на фотодиод фотоприемного устройства и преобразование-обработка сигнала.

В этом случае для сбора оптического сигнала на разведывательный приемник можно использовать вытекающие моды волоконного световода ВОТ в особых локальных точках, либо собирать рассеянное в ВС излучение с достаточно протяженного участка.

В процессе вывода оптического информационного сигнала используется локальное воздействие на ВС, при котором изменяются его оптические свойства, что и приводит к вытеканию данного сигнала из ВС. Для вывода используются, как правило, следующие основные варианты:

- изгиб ВС;

- изменение диаметра ВС (технология сварных разветвителей);

- микроизгибы ВС;

- акустическое воздействие на ВС.

Можно отметить два основных варианта сбора: при помощи линзовых систем и дополнительным волоконным световодом.

Популярным вариантом является изгиб ВС ВОТ со сбором выведенного излучения фотоприемником с относительно большой площадкой, который может быть дополнен линзовой системой. Такие системы широко используются в сварочных аппаратах для контроля оптического сигнала в ВС и оптических переговорных устройствах, используемых при монтаже ВОТ ВОСП. Но при больших скоростях передачи появляются ограничения на фотоприемное устройство – диаметр (а, следовательно и емкость) фотодиода должен быть малым. Коэффициент сбора резко падает, а линзовые системы неэффективны и не стабильны.

Для реальных устройств НСД на больших скоростях передачи сбор выведенного сигнала можно проводить при помощи дополнительного ВС. При этом наиболее перспективным является вариант сварной технологии, когда используется технология изготовления оптических разветвителей.

Основное достоинство пассивных методов - возможность реализации режима прозрачности НСД, когда ВОСП «не замечает» отбор достаточно большого оптического сигнала от ВОТ. Основной недостаток, что ввиду ограниченного и известного числа, а также расположения локальных участков на трассе ВОТ обеспечение безопасности информации относительно просто достигается организационно-техническими мероприятиями (охраной, наблюдением и т.п.). Использование метода сбора рассеянного излучения ограничено тем, что при малых затуханиях в ВОТ потенциально опасный участок может достигать десятков, а то и сотен метров.

Второй вариант съема информации с ВОЛС при внешнем воздействии на волоконный световод и оптический сигнал, то есть. активный локальный НСД, когда добавляется еще одна функциональная операция – усиление выведенного оптического сигнала и возвращение его в ВОТ.

Основным достоинством этого метода может быть независимость от качественных характеристик ВОТ. НСД производится с выводом сигнала, усилением и возвращением обратно в ВОТ для обеспечения прозрачности НСД. Основным недостатком можно назвать сложность технологии подключения к ВОТ, громоздкость и сложность устройства перехвата. Кроме того выявление устройств используемых активного НСД легко осуществляется при диагностике состояния ВОТ.

Дата добавления: 2014-01-11