ГЕНЕРАТОР ВИБРОАКУСТИЧЕСКОЙ ПОМЕХИ Российский патент 2005 года по МПК H03B29/00 G10K3/00 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для создания акустических и вибрационных шумовых сигналов в системах виброакустической маскировки, предназначенных для защиты конфиденциальной речевой информации в выделенных (защищаемых) помещениях.

Известны генераторы акустического (виброакустического) шума, содержащие формирователи шумового сигнала, усилители мощности и акустические (вибрационные) излучатели [1, 2, 3].

Эти генераторы могут формировать один из следующих видов помех:

- "белый" шум (шум с постоянной спектральной плотностью в речевом диапазоне частот);

- "розовый" шум (шум с тенденцией спада спектральной плотности 3 дБ на октаву в сторону высоких частот);

- шум с тенденцией спада спектральной плотности 6 дБ на октаву в сторону высоких частот;

- шумовая "речеподобная" помеха (шум с огибающей амплитудного спектра, подобной речевому сигналу).

Из речеподобных помех наибольшей эффективностью обладают речеподобные помехи, формируемые из фрагментов скрываемого речевого сигнала при многократном их наложении с различными уровнями [4, 5].

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к заявляемому изобретению является генератор акустической речеподобной помехи, описанный в [3]. Генератор акустической речеподобной помехи содержит последовательно соединенные микрофон, микрофонный усилитель, блок обработки сигнала, усилитель мощности и излучатель.

В данном генераторе реализован способ формирования речеподобной помехи путем умножения и деления частотных составляющих скрываемого речевого сигнала и многократного наложения принимаемых переотраженных акустических сигналов (эффекта реверберации).

Микрофон принимает акустические речевые колебания, возникающие при ведении переговоров, и преобразовывает их в электрические сигналы, которые усиливаются микрофонным усилителем и по соединительному кабелю подаются в блок обработки сигнала.

В блоке обработки эти сигналы путем умножения и деления частотных составляющих преобразовываются в шумовые “речеподобные”, усиливаются и излучаются через акустические колонки. Излучаемые шумовые “речеподобные” акустические сигналы отражаются от ограждающих конструкций помещения (стен, оконных стекол, потолка, пола), предметов мебели и интерьера и через некоторое время после излучения (время задержки) принимаются микрофоном и так же, как скрываемые речевые сигналы, обрабатываются и излучаются через акустические колонки. Этот процесс многократно повторяется.

Таким образом, устройством излучается “речеподобная” помеха, являющаяся результатом многократного наложения смещенных на различное время задержки разноуровневых сигналов, получаемых путем умножения и деления частотных составляющих скрываемого речевого сигнала.

Недостатком данного устройства является значительная зависимость эффективности формируемой помехи от акустических параметров помещения, условий размещения звуковых колонок и качества настройки системы. Кроме того, данный способ формирования помехи нельзя использовать в системах виброакустической маскировки при подключении к генератору виброизлучателей, вследствие невозможности получения эффекта реверберации.

Требуемый технический результат изобретения заключается в обеспечении эффективности помехового сигнала независимо от места установки генератора, акустических свойств помещения, вибрационных свойств ограждающих конструкций и инженерных коммуникаций, а также типа подключаемых к генератору излучателей.

Требуемый технический результат достигается тем, что в устройство, состоящее из последовательно соединенных микрофона, микрофонного усилителя, блока обработки сигнала, усилителя мощности и излучателей, дополнительно введены логарифмический усилитель, разветвитель, n полосовых фильтров, n скремблеров, n генераторов случайных импульсов и сумматор, при этом выход микрофона соединен с входом микрофонного усилителя, выход которого соединен с входом логарифмического усилителя, выход которого соединен со входом разветвителя, выходы которого соединены с входами полосовых фильтров, выходы которых соединены с основными входами аналоговых скремблеров, к управляющим входам которых подсоединены выходы генераторов случайных импульсов, выходы аналоговых скремблеров соединены с входами сумматора выход которого соединен с усилителем мощности, выход которого соединен с излучателями.

Заявляемое техническое решение отличается от прототипа наличием новых блоков: логарифмического усилителя, разветвителя, n полосовых фильтров, n скремблеров, n генераторов случайных импульсов, сумматора и их связями с остальными элементами схемы. Эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию “новизна”.

Требуемый результат достигается всей вновь введенной совокупностью существенных признаков, которые в известной патентной и научной литературе не обнаружены на дату подачи заявки. Следовательно, техническое решение соответствует “изобретательскому уровню”.

На чертеже представлена структурная схема генератора виброакустической помехи.

Генератор виброакустической помехи содержит микрофон 1, микрофонный усилитель 2, логарифмический усилитель 3, разветвитель 4, n полосовых фильтров 5, n скремблеров 6, n генераторов случайных импульсов 7, сумматор 8, усилитель мощности 9 и излучатели 10.

При этом выход микрофона 1 соединен с входом микрофонного усилителя 2, выход которого соединен с входом логарифмического усилителя 3, выход которого соединен со входом разветвителя 4, выходы которого соединены со входами полосовых фильтров 5, выходы которых соединены с основными входами аналоговых скремблеров 6, к управляющим входам которых подсоединены выходы генераторов случайных импульсов 7, выходы аналоговых скремблеров 6 соединены со входами сумматора 8, выход которого соединен с усилителем мощности 9, выход которого соединен с излучателями 10.

Генератор виброакустической помехи работает следующим образом.

Скрываемый акустический сигнал преобразуется микрофоном 1 в электрический и подается на микрофонный усилитель 2. Усиленный сигнал с микрофонного усилителя 2 поступает на логарифмический усилитель 3, а затем через разветвитель 4 - на n полосовых фильтров 5. С выхода каждого полосового фильтра 5 сигнал подается на соответствующий аналоговый скремблер 6, который производит инверсию спектра сигнала. Управление работой аналоговых скремблеров 6 осуществляется генераторами случайных импульсов 7, при этом частота точки инверсии каждого скремблера 6 изменятся по случайному закону в пределах частот от f_n1 до f_n2 через интервал времени t_u. Далее сигналы с аналоговых скремблеров 6 подаются на сумматор 8. На сумматоре 8 n шумовых сигналов складываются и поступают на усилитель мощности 9, который усиливает их до заданного уровня. Далее шумовой сигнал поступает на излучатели 10 (звуковые колонки или виброизлучатели).

Вследствие изменения точки инверсии по случайному закону нельзя выделить скрываемый сигнал из помехового.

Таким образом, предложенный генератор виброакустической помехи в сравнении с прототипом позволяет сформировать речеподобную виброакустическую шумовую помеху независимо от условий расположения генератора и характеристик помещения.

Источники, принятые во внимание

1. Андрианов В.И., Бородин В.А., Соколов А.В. “Шпионские штучки” и устройства для защиты объектов информации. - Лань, СПб., 1996. - С.146.

2. Цифровые генераторы шума. Радио, 1990, №8. - С.68.

3. Устройство акустической защиты “Эхо”. Инструкция по эксплуатации. - М.: НПП “Энсанос”, 1999. – 4 с.

4. Бортников А.Н., Губин С.В., Комаров И.В., Майоров В.И. Результаты экспериментальной оценки эффективности защиты речевой информации от утечки по техническим каналам при использовании различных видов помех.// Информация и безопасность. - Воронеж, 1999. - Выпуск №4. - С.4-8.

5. Хорев А.А., Макаров Ю.К. К оценке эффективности защиты акустической (речевой) информации// Специальная техника. - М.: 2000. - №5 - С.46-56.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах защиты информации для создания акустического шумового сигнала, обеспечивающего противодействие техническим средствам перехвата речевой информации из помещений, предназначенных для ведения конфиденциальных переговоров. Генератор виброакустической помехи содержит микрофон, микрофонный усилитель, логарифмический усилитель, разветвитель, n полосовых фильтров, n скремблеров, n генераторов случайных импульсов, сумматор, усилитель мощности и излучатели. Результатом является повышение эффективности помехового сигнала независимо от места установки генератора, акустических свойств помещения, вибрационных свойств ограждающих конструкций и инженерных коммуникаций, а также типа подключаемых к генератору излучателей. 1 ил.

Генератор виброакустической помехи, содержащий последовательно соединенные микрофон, микрофонный усилитель, усилитель мощности и излучатели, отличающийся тем, что в него дополнительно введены логарифмический усилитель, разветвитель, n полосовых фильтров, n скремблеров, n генераторов случайных импульсов и сумматор, при этом выход микрофонного усилителя соединен с входом логарифмического усилителя, выход которого соединен с входом разветвителя, выходы которого соединены с входами полосовых фильтров, выходы которых соединены с основными входами аналоговых скремблеров, к управляющим входам которых подсоединены выходы генераторов случайных импульсов, выходы аналоговых скремблеров соединены со входами сумматора, выход которого соединен с усилителем мощности, выход которого соединен с излучателями.