СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ АКУСТОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2008 года по МПК G01S13/74 G01S13/88 G01V3/12 

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к области радиолокационной техники, и преимущественно может быть использовано для поиска, обнаружения и локализации скрытых акустоэлектрических преобразователей, например закладных микрофонов, в целях противодействия техническим средствам негласного перехвата аудиоинформации.

Известны способы обнаружения электронной аппаратуры с нелинейными электронными элементами, в том числе акустоэлектрических преобразователей, которые основаны на нелинейной радиолокации (RU 2205419, 2003; RU 2219669, 2003; RU 2002114011, 2003; RU 2257012, 2005), Указанные известные способы в общей для них части включают облучение зондирующим радиосигналом области возможного размещения электронной аппаратуры, прием радиосигнала, переизлученного электронной аппаратурой на второй гармонике зондирующего радиосигнала, детектирование принятого радиосигнала, усиление его и принятие решения о наличии электронной аппаратуры с нелинейными элементами на основании величины радиосигнала, переизлученного на второй гармонике зондирующего радиосигнала.

Данные известные способы обеспечивают обнаружение исключительно только нелинейных электронных элементов, но не позволяют обнаруживать акустоэлектрические преобразователи, включающие только линейные электронные или электротехнические элементы, например резистивные акустоэлектрические преобразователи, в частности угольные микрофоны.

Кроме того, устройства, реализующие данные известные способы, реагируют на посторонние нелинейные элементы в зоне поиска, например на диоды, транзисторы и интегральные схемы в составе электронной аппаратуры различного назначения, находящихся в зоне поиска, а также на окисленные участки металлических поверхностей арматуры строительных конструкций, например стен и потолков. Это приводит к многочисленным ложным тревогам в процессе поиска и затрудняет обнаружение акустоэлектрических преобразователей.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу обнаружения акустоэлектрического преобразователя является способ обнаружения акустоэлектрического преобразователя (Каторин Ю.Ф., Куренков Е.В., Лысов А.В., Остапенко А.В. Большая энциклопедия промышленного шпионажа. - СПб.: Полигон, 2000, с.618-637), который реализован в нелинейном локаторе типа «Родник-ПМ» и включает облучение зондирующим радиосигналом области возможного размещения акустоэлектрического преобразователя, прием радиосигнала, переизлученного акустоэлектрическим преобразователем, детектирование принятого радиосигнала, преобразование его в акустические колебания и принятие решения о наличии акустоэлектрического преобразователя по наличию в полученных акустических колебаниях акустических сигналов, действующих в зоне контроля. Например, наличие акустоэлектрического преобразователя может определяться по скачкам громкости акустических колебаний, образованных после приема, детектирования и преобразования радиосигнала в акустические колебания, при постукивании молотком по конструкциям обследуемого помещения.

Данный известный способ обнаружения акустоэлектрического преобразователя, являющийся ближайшим аналогом, позволяет обнаруживать акустоэлектрический преобразователь только при значительной глубине модуляции акустическим сигналом переизлученного радиосигнала.

Однако при обнаружении акустоэлектрического преобразователя в реальных условиях обнаружение, прием и обработка переизлученного акустоэлектрическим преобразователем сигнала ведется на фоне большого числа аддитивных и мультипликативных помех. При этом аддитивные помехи обусловлены естественными шумами окружающей среды, работающими на излучение радиоэлектронными средствами и индустриальными помехами (например, грозовыми разрядами, средствами сотовой связи, компьютерами, электросварочным оборудованием и многим другим). Данные помехи создают помеховый фон, который не связан с применением устройства для обнаружения акустоэлектрического преобразователя. Мультипликативные помехи образуются в результате переотражения зондирующего радиосигнала устройства для обнаружения акустоэлектрического преобразователя от внешних линейных и нелинейных элементов различных объектов, в том числе от элементов электронной аппаратуры различного назначения, находящейся в зоне поиска, но не имеющей отношения к скрытым акустоэлектрическим преобразователям. Наличие описанных выше помех приводит к значительному повышению вероятности ложной тревоги при обнаружении акустоэлектрического преобразователя. Попытка повышения порога обнаружения акустоэлектрического преобразователя в условиях помех при осуществлении способа, являющегося ближайшим аналогом, неизбежно вызовет повышение вероятности пропуска акустоэлектрического преобразователя и снижение вероятности его обнаружения.

Кроме того, данный известный способ обнаружения акустоэлектрического преобразователя, являющийся ближайшим аналогом, не позволяет обнаруживать акустоэлектрические преобразователи, содержащие только линейные электронные или электротехнические элементы.

Среди устройств для обнаружения акустоэлектрического преобразователя известны устройства для обнаружения электронной аппаратуры с нелинейными электронными элементами, в том числе акустоэлектрических преобразователей, которые основаны на нелинейной радиолокации (RU 2265230, 2005; RU 2251708, 2005; US 6765527, 1988; RU 2166769, 2001; RU 2205429, 2003) и линейной радиолокации (GB 2238201, 1991; US 4270127, 1981; US 4725842, 1988; US 4458246, 1984; US 5517187, 1996). Указанные известные устройства в общей для них части содержат последовательно соединенные блок передачи и приема радиосигнала, снабженный, по меньшей мере, одной антенной, детектор, усилитель и преобразователь электрического сигнала в акустические колебания. При этом блок передачи и приема радиосигнала обеспечивает прием второй или третьей гармоник излучаемого данным блоком радиосигнала при нелинейной радиолокации и первой гармоники при линейной радиолокации.

Данные известные устройства, использующие нелинейную радиолокацию, реагируют на посторонние нелинейные элементы в зоне поиска, например на диоды, транзисторы и интегральные схемы в составе электронной аппаратуры различного назначения, находящейся в зоне поиска, а также на окисленные участки металлических поверхностей арматуры строительных конструкций, например стен и потолков. Это приводит к многочисленным ложным тревогам в процессе поиска и затрудняет обнаружение акустоэлектрических преобразователей. При этом указанные известные устройства, использующие как нелинейную, так и линейную радиолокацию, не содержат средств выявления связи переизлученного сигнала с существующими в области контроля акустическими колебаниями. Поэтому данные устройства не позволяют эффективно обнаруживать акустоэлектрический преобразователь на фоне различных нелинейных и линейных отражателей и переизлучателей, создающих помехи.

Кроме того, данные известные нелинейные радиолокационные устройства для обнаружения акустоэлектрического преобразователя не позволяют обнаруживать акустоэлектрические преобразователи, включающие только линейные электронные и электротехнические элементы.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству для обнаружения акустоэлектрического преобразователя является нелинейный локатор типа «Родник-ПМ» (Каторин Ю.Ф., Куренков Е.В., Лысов А.В., Остапенко А.В. Большая энциклопедия промышленного шпионажа. - СПб.: Полигон, 2000, с.618-637). Указанный известный нелинейный локатор содержит последовательно соединенные блок передачи и приема радиосигнала, снабженный приемо-передающей антенной, детектор, усилитель и преобразователь электрического сигнала в акустические колебания.

Данный нелинейный локатор, выбранный за ближайший аналог, позволяет обнаруживать акустоэлектрический преобразователь за счет наличия в акустических колебаниях, которые прослушивает оператор, акустических сигналов, действующих в зоне поиска. Например, наличие акустоэлектрического преобразователя может определяться по скачкам громкости акустических колебаний, образованных после приема, детектирования и преобразования радиосигнала в акустические колебания, при постукивании молотком по ограждающим конструкциям обследуемого помещения.

Однако ввиду низкого уровня таких сигналов и малой глубины модуляции радиосигнала акустическими колебаниями в акустоэлектрических преобразователях оказывается достаточно высокой вероятность пропуска акустоэлектрического преобразователя при попытке его обнаружения, а вероятность обнаружения недостаточной. Наличие внешних шумов и помех, а также элементов в различных посторонних предметах, обладающих нелинейными свойствами, приводит к повышению вероятности ложной тревоги. Поэтому данное устройство не позволяет эффективно обнаруживать акустоэлектрические преобразователи в реальных условиях.

Кроме того, данный известный нелинейный локатор, являющийся ближайшим аналогом, не позволяют обнаруживать акустоэлектрические преобразователи, содержащие только линейные электронные или электротехнические элементы.

Поэтому недостатками способа и устройства для обнаружения акустоэлектрического преобразователя, являющихся ближайшими аналогами настоящего изобретения, являются недостаточная вероятность обнаружения акустоэлектрического преобразователя, высокая вероятность ложной тревоги, а также недостаточно широкие функциональные возможности, ограниченные способностью обнаруживать только такие акустоэлектрические преобразователи, которые содержат нелинейные элементы.

Задачей настоящего изобретения является повышение вероятности обнаружения акустоэлектрического преобразователя и снижение вероятности ложной тревоги в условиях помех, а также расширение функциональных возможностей способа обнаружения акустоэлектрического преобразователя и устройства для его осуществления, заключающееся в обеспечении возможности обнаружения акустоэлектрического преобразователя как с нелинейными, так и только с линейными электронными и электротехническими элементами.

Поставленная задача решается согласно настоящему изобретению, во-первых, тем, что предлагаемый способ обнаружения акустоэлектрического преобразователя, включающий в соответствии с ближайшим аналогом облучение зондирующим радиосигналом области возможного размещения акустоэлектрического преобразователя, прием радиосигнала, переизлученного акустоэлектрическим преобразователем, детектирование принятого радиосигнала и преобразование его в акустические колебания, отличается от ближайшего аналога тем, что излучают полученные акустические колебания в направлении области, облучаемой зондирующим радиосигналом, принимают радиосигнал, промодулированный акустоэлектрическим преобразователем в соответствии с излученным акустическим колебанием и переизлученный акустоэлектрическим преобразователем, детектируют принятый сигнал, преобразуют его в акустические колебания и принимают решение о наличии акустоэлектрического преобразователя по изменению полученных акустических колебаний.

При этом перед облучением зондирующим радиосигналом области возможного размещения акустоэлектрического преобразователя в зоне, заведомо свободной от акустоэлектрического преобразователя, устанавливают величину коэффициента усиления тракта приема и преобразования радиосигнала, обеспечивающую возможность работы тракта приема и преобразования радиосигнала на пороге самовозбуждения. При наилучшем, по мнению автора, варианте осуществления способа в процессе установки величины коэффициента усиления тракта приема и преобразования радиосигнала, обеспечивающей возможность работы тракта приема и преобразования радиосигнала на пороге самовозбуждения, облучают зондирующим радиосигналом тестовый акустоэлектрический преобразователь.

Осуществляют облучение зондирующим радиосигналом с частотой f_o и осуществляют прием переизлученного акустоэлектрическим преобразователем радиосигнала с частотой f_o, 2f_o или 3f_o.

Осуществляют облучение зондирующим радиосигналом с двумя частотами f₁ и f₂ и осуществляют прием переизлученного акустоэлектрическим преобразователем радиосигнала на одной из комбинационных частот |mf₁+nf₂|, где m, n=±1, ±2, ±3 ....

Детектирование принятого радиосигнала выполняют путем амплитудного, частотного или фазового детектирования.

При этом принимают решение о наличии акустоэлектрического преобразователя по изменению интенсивности или тональности акустических колебаний.

Излучение полученных акустических колебаний в направлении области, облученной зондирующим радиосигналом, прием радиосигнала, промодулированного акустоэлектрическим преобразователем в соответствии с излученным акустическим колебанием и переизлученного акустоэлектрическим преобразователем, детектирование принятого сигнала, преобразование его в акустические колебания и принятие решения о наличии акустоэлектрического преобразователя по изменению полученных акустических колебаний обеспечивает при осуществлении способа возникновение контура положительной обратной связи. Данный контур положительной обратной связи включает приемную антенну и тракт приема и преобразования радиосигнала, переизлученного акустоэлектрическим преобразователем, блока передачи и приема радиосигнала, детектор, усилитель и преобразователь электрического сигнала в акустические колебания, среду распространения акустических колебаний от преобразователя электрического сигнала в акустические колебания до акустоэлектрического преобразователя, элементы акустоэлектрического преобразователя, переизлучающие зондирующий радиосигнал, промодулированный акустическими колебаниями, и среду распространения переизлученного радиосигнала от акустоэлектрического преобразователя до приемной антенны.

Для формирования контура положительной обратной связи зондирующий радиосигнал и акустические колебания излучают в направлении возможного размещения акустоэлектрического преобразователя. Включение акустоэлектрического преобразователя в контур обратной связи осуществляется за счет переизлучения наведенных на токоведущих цепях акустоэлектрического преобразователя токов. Наличие таких наведенных токов определяется протяженностью и конфигурацией токоведущих цепей акустоэлектрического преобразователя и не зависит от его функционального состояния. Это позволяет надежно обнаруживать акустоэлектрический преобразователь в различных режимах его работы и даже в выключенном состоянии, если при этом токоведущие цепи акустоэлектрического преобразователя не разрываются.

В результате образования замкнутого контура обратной связи в нем под воздействием шумовых акустических колебаний (вызванных естественными шумами эфира и собственными шумами тракта приема и преобразования радиосигнала) для какой-то из частот акустических колебаний обеспечивается условие возникновения именно положительной обратной связи. Возникновение положительной обратной связи приводит к эффекту самовозбуждения в указанном замкнутом контуре и значительному усилению сигналов, циркулирующих в данном контуре. В результате в контуре положительной обратной связи при его замыкании через акустоэлектрический преобразователь возникает явление самовозбуждения, которое проявляется в изменении характера звукового сигнала в непосредственной близости устройства для осуществления заявляемого способа к акустоэлектрическому преобразователю.

Значительное усиление сигнала возникает при образовании контура с положительной обратной связью. Это обеспечивает повышение вероятности обнаружения акустоэлектрического преобразователя. Снижение вероятности ложных тревог обеспечивается тем, что при наличии в облучаемой зоне нелинейных или линейных элементов, но при отсутствии именно акустоэлектрического преобразователя, способного воспринимать акустические колебания, замкнутый контур положительной обратной связи не образуется и изменения полученных акустических колебаний не происходит.

Возможность приема сигнала не только на второй или третьей гармониках с частотами 2f_o или 3f_o зондирующего радиосигнала с частотой f_o, но и на первой гармонике с частотой f_o, обеспечивает возможность приема переизлученного акустоэлектрическим преобразователем радиосигнала без изменения частоты, что позволяет обнаруживать акустоэлектрический преобразователь, содержащий только линейные электронные и электротехнические элементы.

Данные обстоятельства подтверждают повышение вероятности обнаружения акустоэлектрического преобразователя в условиях помех и снижение вероятности ложной тревоги, а также расширение функциональных возможностей способа обнаружения акустоэлектрического преобразователя, заключающееся в обеспечении возможности обнаружения акустоэлектрического преобразователя как с нелинейными, так и только с линейными электронными и электротехническими элементами.

Поставленная задача решается согласно настоящему изобретению, во-вторых, также тем, что предлагаемое устройство для обнаружения акустоэлектрического преобразователя, содержащее в соответствии с ближайшим аналогом последовательно соединенные блок передачи и приема радиосигнала, снабженный, по меньшей мере, одной антенной, детектор, усилитель и преобразователь электрического сигнала в акустические колебания, отличается от ближайшего аналога тем, что блок передачи и приема радиосигнала и преобразователь электрического сигнала в акустические колебания установлены с возможностью одновременного облучения радиосигналом и акустическими колебаниями одной и той же области пространства, а также приема радиосигнала от облучаемой области.

При этом усилитель выполнен с возможностью регулирования коэффициента усиления.

При наилучшем, по мнению автора, осуществлении изобретения блок передачи и приема радиосигнала и преобразователь электрического сигнала в акустические колебания установлены с обеспечением соосного и одинаково направленного расположения диаграммы направленности излучения радиосигнала блока передачи и приема радиосигнала и характеристики направленности преобразователя электрического сигнала в акустические колебания.

При этом блок передачи и приема радиосигнала выполнен с возможностью излучения зондирующего радиосигнала с частотой f_o и приема радиосигнала, переизлученного акустоэлектрическим преобразователем, с частотой f_o, 2f_o или 3f_o. Кроме того, блок передачи и приема радиосигнала может быть выполнен с возможностью излучения зондирующего радиосигнала с двумя частотами f₁ и f₂ и приема радиосигнала, переизлученного акустоэлектрическим преобразователем, на одной из комбинационных частот |mf₁+nf₂|, где m, n=±1, ±2, ±3 ....

В качестве детектора может быть использован амплитудный, частотный или фазовый детектор. Блок передачи и приема радиосигнала может быть снабжен одной приемо-передающей антенной или передающей антенной и приемной антенной. В качестве преобразователя электрического сигнала в акустические колебания использован пьезоэлектрический динамик.

Установка блока передачи и приема радиосигнала и преобразователя электрического сигнала в акустические колебания с возможностью одновременного облучения радиосигналом и акустическими колебаниями одной и той же области пространства, а так же приема радиосигнала от облучаемой области наряду с признаками, общими с ближайшим аналогом, при функционировании устройства обеспечивает возникновение контура положительной обратной связи.

Данный контур положительной обратной связи включает приемную антенну и тракт приема и преобразования радиосигнала, переизлученного акустоэлектрическим преобразователем, блока передачи и приема радиосигнала, детектор, усилитель и преобразователь электрического сигнала в акустические колебания, среду распространения акустических колебаний от преобразователя электрического сигнала в акустические колебания до акустоэлектрического преобразователя, элементы акустоэлектрического преобразователя, переизлучающие зондирующий радиосигнал, модулированный акустическими колебаниями, и среду распространения переизлученного радиосигнала от акустоэлектрического преобразователя до приемной антенны. В результате образования замкнутого контура обратной связи в нем под воздействием шумовых акустических колебаний для какой-то из частот акустических колебаний обеспечивается условие возникновения положительной обратной связи. Возникновение положительной обратной связи приводит к эффекту самовозбуждения в замкнутом контуре и значительному усилению сигналов, циркулирующих в данном контуре. В результате в контуре положительной обратной связи при его замыкании через акустоэлектрический преобразователь возникает явление самовозбуждения, которое проявляется в изменении характера звукового сигнала в непосредственной близости устройства к акустоэлектрическому преобразователю.

Значительное усиление сигнала возникает при образовании контура с положительной обратной связью. Это обеспечивает повышение вероятности обнаружения акустоэлектрического преобразователя. Снижение вероятности ложной тревоги обеспечивается тем, что при наличии в облучаемой зоне нелинейных или линейных элементов, но при отсутствии именно акустоэлектрического преобразователя, замкнутый контур положительной обратной связи не образуется и поэтому изменения полученных акустических колебаний не происходит.

Возможность приема сигнала не только на второй или третьей гармониках зондирующего радиосигнала с частотами 2f_o или 3f_o, но и на первой гармонике с частотой f_o, обеспечивает возможность приема переизлученного акустоэлектрическим преобразователем радиосигнала без изменения частоты, что позволяет обнаруживать акустоэлектрический преобразователь, содержащий только линейные электронные и электротехнические элементы.

Указанные сведения подтверждают повышение вероятности обнаружения акустоэлектрического преобразователя в условиях помех и снижение вероятности ложной тревоги, а также расширение функциональных возможностей устройства для обнаружения акустоэлектрического преобразователя, заключающееся в обеспечении возможности обнаружения акустоэлектрического преобразователя как с нелинейными, так и только с линейными электронными и электротехническими элементами,

На фиг.1 приведена схема, поясняющая процесс возникновения контура положительной обратной связи при осуществлении заявляемого способа обнаружения акустоэлектрического преобразователя, где 1 - блок передачи и приема радиосигнала, 2 - детектор, 3 - усилитель, 4 - преобразователь электрического сигнала в акустические колебания, 5 - акустоэлектрический преобразователь, 6 - зондирующий радиосигнал, 7 - переизлученный радиосигнал, 8 - акустические колебания и 9 - контур положительной обратной связи.

На фиг.2 приведена структурная схема устройства для обнаружения акустоэлектрического преобразователя в случае, по мнению автора, наилучшего осуществления настоящего изобретения при соосности диаграммы направленности излучения приемо-передающей антенны и характеристики направленности излучения преобразователя электрического сигнала в акустические колебания, где 10 - генератор радиосигналов, 11 - приемо-передающая антенна, 12 - входные цепи, 13 - усилитель высокой частоты, 14 - диаграмма направленности излучения приемо-передающей антенны 11 и 15 - характеристика направленности излучения акустических колебаний преобразователя 4 электрического сигнала в акустические колебания. Данная конструкция устройства для обнаружения акустоэлектрического преобразователя позволяет обнаруживать акустоэлектрический преобразователь 5 при наибольшем интервале дальностей.

На фиг.3 приведена структурная схема устройства для обнаружения акустоэлектрического преобразователя при разнесенном размещении приемо-передающей антенны 11 и преобразователя 4 электрического сигнала в акустические колебания, которое позволяет осуществить заявляемый способ и обнаруживать акустоэлектрический преобразователь 5 на ограниченном интервале дальностей.

Способ обнаружения акустоэлектрического преобразователя осуществляют (см. фиг.1) следующим образом:

- облучают зондирующим радиосигналом 6 область возможного размещения акустоэлектрического преобразователя 5;

- принимают радиосигнал 7, переизлученный акустоэлектрическим преобразователем 5. При этом осуществляют облучение зондирующим радиосигналом 6 с частотой f_o и осуществляют прием переизлученного акустоэлектрическим преобразователем 5 радиосигнала 7 с частотой первой, второй или третьей гармоники зондирующего радиосигнала f_o, 2f_o или 3f_o соответственно. Выбор частоты приема выполняется оператором последовательным перебором непосредственно в процессе поиска, что обусловлено априорной неопределенностью характеристик переизлученного акустоэлектрическим преобразователем 5 радиосигнала 7. Это позволяет обеспечить лучшие условия приема промодулированного сигнала для акустоэлектрических преобразователей 5, имеющих различные характеристики нелинейности в микрофонной цепи. При поиске акустоэлектрического преобразователя 5 известного типа выбор частоты приема может осуществляться до начала поиска, например по результатам облучения тестового акустоэлектрического преобразователя. В том случае, когда в процессе конструирования устройства для обнаружения акустоэлектрического преобразователя не удается создать генератор 10 зондирующего радиосигнала с приемлемым уровнем собственных излучений на второй и третьей гармониках, может использоваться облучение зондирующим радиосигналом 6 с двумя частотами f₁ и f₂. При этом осуществляют прием переизлученного акустоэлектрическим преобразователем 5 радиосигнала 7 на одной из комбинационных частот |mf₁+nf₂|, где m, n=±1, ±2, ±3 ... На практике целесообразно использовать при приеме гармоники, для которых абсолютные значения m и n не превышают трех. При этом гармоники собственного излучения генератора 10 не попадают в полосу частот приема. Однако при применении комбинационных частот возможно обнаружение только акустоэлектрических преобразователей, содержащих нелинейные элементы;

- детектируют принятый радиосигнал детектором 2, усиливают полученный низкочастотный сигнал усилителем 3 и преобразуют его в акустические колебания преобразователем 4 электрического сигнала в акустические колебания. Детектирование принятого радиосигнала выполняют путем амплитудного, частотного или фазового детектирования. Выбор типа детектора 2 выполняют оператором последовательным подключением амплитудного, частотного и фазового детекторов непосредственно в процессе поиска, что обусловлено априорной неопределенностью характеристик модуляции переизлученного акустоэлектрическим преобразователем 5 радиосигнала 7. Подключение того или иного детектора выполняется непосредственно в процессе поиска, что позволяет подобрать детектор, обеспечивающий наилучшее качество демодуляции промодулированного акустоэлектрическим преобразователем 5 радиосигнала 7. При поиске акустоэлектрического преобразователя 5 известного типа выбор детектора может осуществляться до начала поиска, например по результатам облучения тестового акустоэлектрического преобразователя;

- излучают полученные акустические колебания 8 в направлении области, облученной зондирующим радиосигналом 6;

- принимают радиосигнал 7, промодулированный акустоэлектрическим преобразователем 5 в соответствии с излученным акустическим колебанием 8 и переизлученный акустоэлектрическим преобразователем 5;

- детектируют принятый сигнал детектором 2, усиливают его усилителем 3 и преобразуют его в акустические колебания преобразователем 4 электрического сигнала в акустические колебания;

- принимают решение о наличии акустоэлектрического преобразователя 5 по изменению полученных акустических колебаний. При этом принимают решение о наличии акустоэлектрического преобразователя 5 по изменению интенсивности или тональности акустических колебаний.

Для обеспечения наибольшей вероятности обнаружения акустоэлектрического преобразователя 5 перед выполнением перечисленных действий в зоне, заведомо свободной от акустоэлектрических преобразователей, устанавливают величину коэффициента усиления тракта приема и преобразования радиосигнала, обеспечивающую возможность работы тракта приема и преобразования радиосигнала на пороге самовозбуждения, путем изменения коэффициента усиления усилителя 3. Это обеспечивает надежное возникновение самовозбуждения в контуре положительной обратной связи при приближении к акустоэлектрическому преобразователю 5 устройства, осуществляющего заявляемый способ.

Для обнаружения акустоэлектрического преобразователя 5, тип или физические принципы работы которого априорно известны, установку величины коэффициента усиления тракта приема и преобразования радиосигнала осуществляют с применением тестового акустоэлектрического преобразователя. При этом обеспечение работы тракта приема и преобразования радиосигнала на пороге самовозбуждения достигают облучением зондирующим радиосигналом тестового акустоэлектрического преобразователя и регулировкой величины коэффициента усиления тракта приема и преобразования радиосигнала. Кроме того, при облучении зондирующим радиосигналом тестового акустоэлектрического преобразователя выбирают частоту приема переизлученного тестовым акустоэлектрическим преобразователем радиосигнала 7 и вид детектора 2, которые обеспечивают наилучшие условия обнаружения данного типа акустоэлектрического преобразователя. При этом убеждаются в соблюдении условий возникновения самовозбуждения при фиксированной дальности от устройства для обнаружения акустоэлектрического преобразователя до тестового акустоэлектрического преобразователя. Выполнение этих операций позволяет зафиксировать дальность обнаружения акустоэлектрического преобразователя 5, которая при фиксированном уровне внешних аддитивных и мультипликативных помех определяется как видом и особенностями конструкции акустоэлектрического преобразователя 5, так и коэффициентом усиления тракта приема и преобразования радиосигнала.

Заявляемый способ обнаружения акустоэлектрического преобразователя может быть осуществлен с использованием заявляемого устройства для обнаружения акустоэлектрического преобразователя, возможные структурные схемы которого приведены на фиг.2 и 3.

Заявляемое устройство для обнаружения акустоэлектрического преобразователя содержит блок 1 передачи и приема радиосигнала, который включает последовательно соединенные приемо-передающую антенну 11 (или приемную антенну, которая на чертежах не показана), входные цепи 12 и усилитель 13 высокой частоты, а также генератор 10 радиосигналов, подключенный к приемо-передающей антенне 11 (или к передающей антенне, которая на чертежах не показана). К выходу усилителя 13 высокой частоты блока 1 передачи и приема радиосигнала подключены последовательно соединенные детектор 2, усилитель 3 и преобразователь 4 электрического сигнала в акустические колебания.

Приемо-передающая антенна 11 блока 1 передачи и приема радиосигнала и преобразователь 4 электрического сигнала в акустические колебания установлены с возможностью одновременного облучения зондирующим радиосигналом 6 и акустическими колебаниями 8 одной и той же области пространства, а также приема переизлученного радиосигнала 7 от облучаемой области.

При этом на фиг.2 относительное расположение приемо-передающей антенны 11 и преобразователя 4 электрического сигнала в акустические колебания показано условно, чтобы подчеркнуть, что преобразователь 4 электрического сигнала в акустические колебания не относится к блоку 1 передачи и приема радиосигнала. По мнению автора, в случае наилучшего осуществления настоящего изобретения с точки зрения максимального интервала дальностей обнаружения акустоэлектрического преобразователя 5 преобразователь 4 электрического сигнала в акустические колебания должен быть установлен позади и в непосредственной близости от приемо-передающей антенны 11. Этим обеспечивается уменьшение влияния самого преобразователя 4 электрического сигнала в акустические колебания на переизлученный радиосигнал 7. При этом для прохождения акустических колебаний 8 от преобразователя 4 электрического сигнала в акустические колебания к акустоэлектрическому преобразователю 5 приемо-передающая антенна 11 должна быть выполнена перфорированной или сетчатой.

Относительное положение приемо-передающей антенны 11 и преобразователя 4 электрического сигнала в акустические колебания может быть разнесенным в пространстве, как это показано на фиг.3, с обеспечением при этом перекрытия диаграммы 14 направленности излучения приемо-передающей антенны 11 и характеристики 15 направленности преобразователя 4 электрического сигнала в акустические колебания. В случае такого расположения интервал дальностей обнаружения акустоэлектрического преобразователя 5 окажется меньшим, но это позволит приблизительно оценивать дальность до обнаруженного акустоэлектрического преобразователя 5. Данное свойство важно в случае скрытного размещения акустоэлектрического преобразователя 5, например, внутри строительных конструкций.

Блок 1 передачи и приема радиосигнала выполнен с возможностью излучения зондирующего радиосигнала 6 с частотой f_o и приема переизлученного акустоэлектрическим преобразователем 5 радиосигнала 7 с частотой первой, второй или третьей гармоник зондирующего радиосигнала, f_o, 2f_o или 3f_o соответственно. В этом случае блок 1 передачи и приема радиосигнала может быть выполнен по аналогии с таким же узлом, используемым в выбранном за ближайший аналог нелинейном локаторе типа «Родник-ПМ» (Каторин Ю.Ф., Куренков Е.В., Лысов А.В., Остапенко А.В. Большая энциклопедия промышленного шпионажа. - СПб.: Полигон, 2000, с.618-637).

Кроме того, для устранения влияния на обнаружение акустоэлектрического преобразователя 5 гармоник зондирующего радиосигнала 6, возникающих в блоке 1 передачи и приема радиосигнала, последний может быть выполнен с возможностью излучения зондирующего радиосигнала 6 с двумя частотами f_i и f₂ и приема переизлученного акустоэлектрическим преобразователем 5 радиосигнала 7 на одной из комбинационных частот |mf₁+nf₂|, где m, n=±1, ±2, ±3 ....

Вместе с тем, наиболее предпочтительным, по мнению автора настоящего изобретения, является прием переизлученного акустоэлектрическим преобразователем 5 радиосигнала 7 с частотами первой и второй гармоник зондирующего радиосигнала, f_o и 2f_o соответственно.

В качестве детектора 2 может быть использован амплитудный, частотный или фазовый детектор в зависимости от характеристик модуляции переизлученного акустоэлектрическим преобразователем 5 радиосигнала 7. Детекторы 2 могут быть выполнены в соответствии с известными техническими решениями (Терещук P.M., Терещук К.М., Седов С.А. Полупроводниковые приемно-усилительные устройства: Справочник радиолюбителя. - Киев: Наукова думка, 1982, с.471, рис.VII.36, с.472, рис.VII.37, с.474, рис.VII.39, с.476, рис.VII.42, с.477, рис.VII.43). Наиболее предпочтительным, по мнению автора настоящего изобретения, является использование набора детекторов 2, последовательно подключаемых оператором в тракт приема и преобразования радиосигнала непосредственно в процессе поиска акустоэлектрического преобразователя 5.

Усилитель 3 также может быть выполнен в соответствии с известными техническими решениями (Терещук P.M., Терещук К.М., Седов С.А. Полупроводниковые приемно-усилительные устройства: Справочник радиолюбителя. - Киев: Наукова думка, 1982, с.365, рис.VI.17, с.369, рис.VI.21).

В качестве преобразователя 4 электрического сигнала в акустические колебания может быть использован отдельный динамик или акустическая система, имеющие известную типовую конструкцию (Терещук P.M., Терещук К.М., Седов С.А. Полупроводниковые приемно-усилительные устройства: Справочник радиолюбителя. - Киев: Наукова думка, 1982, с.526, рис.IX.3, с.532, рис.IX.8, с.538, рис.IX. 17). Наиболее предпочтительным, по мнению автора настоящего изобретения, является использование пьезоэлектрической динамической головки, не имеющей в своем составе соленоидов. Это снижает уровень мультипликативных помех, вносимых таким преобразователем 4 электрического сигнала в акустические колебания, и облегчает обнаружение акустоэлектрического преобразователя 5.

Наиболее предпочтительным, по мнению автора настоящего изобретения, является размещение блока 1 передачи и приема радиоизлучения с совмещенной приемо-передающей антенной 11 в непосредственной близости от преобразователя 4 электрического сигнала в акустические колебания, причем диаграмма 14 направленности антенны 11 и характеристика 15 направленности преобразователя 4 электрического сигнала в акустические колебания сосны и направлены в одну сторону (см. фиг.2). Такое расположение приемо-передающей антенны 11 и преобразователя 4 электрического сигнала в акустические колебания позволяет обнаруживать акустоэлектрический преобразователь 5 на максимальном интервале дальностей.

В тех случаях, когда акустоэлектрический преобразователь 5 находится в глубине ограждающей конструкций помещения, например стены, потолка или пола либо внутри мебели или какого-либо крупногабаритного устройства, может использоваться раздельное размещение совмещенной приемо-передающей антенны 11 и преобразователя 4 электрических звуковых сигналов в акустические колебания (см. фиг.3). Такое расположение приемо-передающей антенны 11 и преобразователя 4 электрического сигнала в акустические колебания позволяет не только обнаруживать акустоэлектрический преобразователь 5, но и приблизительно определить удаленность до него, так как образование обратной связи возможно только в области пересечения диаграммы 14 направленности приемо-передающей антенны 11 и характеристики 15 направленности преобразователя 4 электрических звуковых сигналов в акустические колебания.

Заявляемое устройство для обнаружения акустоэлектрического преобразователя, позволяющее осуществить заявляемый способ обнаружения акустоэлектрического преобразователя, работает следующим образом.

В процессе поиска акустоэлектрического преобразователя 5 генератор 10 радиосигнала блока 1 передачи и приема радиосигнала формирует радиосигнал, который поступает на приемо-передающую антенну 11, в результате чего приемопередающая антенна 11 облучает зондирующим радиосигналом 6 область возможного размещения акустоэлектрического преобразователя 5. В случае наличия в облучаемой зондирующим радиосигналом 6 области акустоэлектрического преобразователя 5 на его токоведущих цепях наводятся высокочастотные токи, которые, протекая по этим цепям, создают переменное электромагнитное поле, являющееся переизлученным радиосигналом 7. Приемо-передающая антенна 11 блока 1 передачи и приема радиосигнала принимает переизлученный радиосигнал 7. При этом блок 1 передачи и приема радиосигнала осуществляет облучение зондирующим радиосигналом 6 с частотой f_o и прием переизлученного акустоэлектрическим преобразователем 5 радиосигнала 7 с частотой первой, второй или третьей гармоники зондирующего радиосигнала, f_o, 2f_o или 3f_o соответственно. Выбор частоты приема обеспечивает лучшие условия приема переизлученного радиосигнала 7 для акустоэлектрических преобразователей 5, имеющих различные характеристики нелинейности в микрофонной цепи. Облучение зондирующим радиосигналом 6 с двумя частотами f₁ и f₂ обеспечивает возможность снизить влияние гармоник излучения генератора 10 радиосигнала. В этом случае осуществляют прием переизлученного акустоэлектрическим преобразователем 5 радиосигнала на одной из комбинационных частот |mf₁+nf₂|, где m, n=±1, ±2, ±3 ...

После преобразования переизлученного радиосигнала 7 приемо-передающей антенной 11 в электрический сигнал, прохождения его через входные цепи 12, согласующие выход приемо-передающей антенны 11 с входом усилителя 13 высокой частоты и ограничивающие полосу частот тракта приема и усиления, и усиления усилителем 13 высокой частоты происходит детектирование электрического сигнала детектором 2. Детектирование выполняют путем амплитудного, частотного или фазового детектирования в зависимости от характеристик модуляции переизлученного акустоэлектрическим преобразователем 5 радиосигнала 7. Выбор детектора 2 осуществляет в процессе обнаружения оператор для обеспечения наилучшей демодуляции принятого радиосигнала 7. Детектированный сигнал усиливается по мощности усилителем 3 и преобразуется в акустические колебания 8 преобразователем 4 электрического сигнала в акустические колебания, который излучает их в направлении области возможного размещения акустоэлектрического преобразователя 5, облучаемой зондирующим радиосигналом 6.

В случае наличия в области, облучаемой зондирующим радиосигналом 6 и акустическими колебаниями 8, акустоэлектрического преобразователя 5 наведенные в его токоведущих цепях высокочастотные токи протекают через чувствительный к акустическим колебаниям элемент акустоэлектрического преобразователя 5 и подвергаются модуляции в соответствии с акустическими колебаниями 8 вследствие изменения резистивных, емкостных или индуктивных свойств данного элемента. В результате переизлученный радиосигнал 7 оказывается промодулированным акустическими колебаниями 8.

Благодаря тому, что блок 1 передачи и приема радиосигнала и преобразователь 4 электрического сигнала в акустические колебания установлены с возможностью одновременного облучения радиосигналом 6 и акустическими колебаниями 8 области возможного размещения акустоэлектрического преобразователя 5, а также приема радиосигнала из указанной области, происходит образование контура 9 обратной связи, включающего акустоэлектрический преобразователь 5. За счет образования положительной обратной связи на одной из частот в полосе рабочих частот устройства происходит возрастание усиления сигнала в контуре 9 положительной обратной связи. Возникновение положительной обратной связи приводит к изменению интенсивности или тональности акустических колебаний 8, формируемых преобразователем 4 электрического сигнала в акустические колебания, на основании которых оператор принимает решение об обнаружении акустоэлектрического преобразователя 5.

Для обеспечения наибольшей вероятности обнаружения акустоэлектрического преобразователя 5 перед облучением зондирующим радиосигналом 6 области возможного размещения акустоэлектрического преобразователя 5 в зоне, заведомо свободной от акустоэлектрического преобразователя, устанавливают величину коэффициента усиления тракта приема и преобразования радиосигнала, обеспечивающую возможность работы тракта приема и преобразования радиосигнала на пороге самовозбуждения. Это обеспечивает надежное возникновение самовозбуждения в контуре положительной обратной связи при приближении устройства к акустоэлектрическому преобразователю 5. С этой целью перед осуществлением поиска выполняют регулировку коэффициента усиления тракта приема и преобразования радиосигнала за счет регулировки коэффициента усиления усилителя 13 высокой частоты блока 1 передачи и приема радиосигнала или усилителя 3.

Для поиска акустоэлектрического преобразователя 5, тип или физические принципы работы которого априорно известны, установку величины коэффициента усиления тракта приема и преобразования радиосигнала осуществляют за счет регулировки коэффициента усиления усилителя 13 высокой частоты блока 1 передачи и приема радиосигнала или усилителя 3 при облучении зондирующим радиосигналом тестового акустоэлектрического преобразователя. Кроме того, в этом случае при облучении зондирующим радиосигналом тестового акустоэлектрического преобразователя выбирают частоту приема переизлученного акустоэлектрическим преобразователем радиосигнала 7 и вид детектора 2, при использовании которых обеспечиваются наилучшие условия обнаружения данного акустоэлектрического преобразователя. При этом убеждаются в соблюдении условий возникновения самовозбуждения при фиксированной дальности от устройства для обнаружения акустоэлектрического преобразователя до акустоэлектрического преобразователя 5. Выполнение этих операций позволяет обеспечить надежное обнаружение акустоэлектрического преобразователя 5 и зафиксировать дальность обнаружения.

Автором изобретения был создан макет заявляемого устройства для обнаружения акустоэлектрического преобразователя и проведены его испытания, которые подтвердили возможность осуществления заявляемого способа обнаружения акустоэлектрического преобразователя, а также работоспособность устройства. В ходе эксперимента подтверждена возможность образования положительной обратной связи при приеме переизлученного сигнала на первой и второй гармониках частоты зондирующего радиосигнала. Макет устройства обеспечивает надежное выявление акустоэлектрического преобразователя, который скрытно установлен даже в корпусе устройства, имеющего значительное количество нелинейных электронных элементов, например такого, как телевизор или компьютер.

Таким образом, настоящее изобретение обеспечивает повышение вероятности обнаружения акустоэлектрического преобразователя в условиях помех и снижение вероятности ложной тревоги, а также расширение функциональных возможностей, заключающееся в обеспечении возможности обнаружения акустоэлектрического преобразователя как с нелинейными, так и только с линейными электронными или электротехническими элементами.

Изобретение может быть использовано в целях противодействия техническим средствам негласного перехвата аудиоинформации для поиска, обнаружения и локализации скрытых акустоэлектрических преобразователей (АЭП). Достигаемым техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение вероятности обнаружения АЭП. Сущность заявляемого способа заключается в том, что облучают зондирующим радиосигналом (ЗР) область возможного размещения АЭП, принимают радиосигнал, переизлученный АЭП, детектируют принятый радиосигнал, преобразуют его в акустические колебания, излучают полученные акустические колебания в направлении области, облученной ЗР, принимают радиосигнал, промодулированный АЭП в соответствии с излученным акустическим колебанием, и переизлученный АЭП, детектируют принятый сигнал, преобразуют его в акустические колебания и принимают решения о наличии АЭП по изменению полученных акустических колебаний. Устройство, реализующее способ, содержит последовательно соединенные блок передачи и приема радиосигнала, снабженный, по меньшей мере, одной антенной, детектор, усилитель и преобразователь электрического сигнала в акустические колебания, причем блок передачи и приема радиосигнала и преобразователь электрического сигнала в акустические колебания установлены с возможностью одновременного облучения радиосигналом и акустическими колебаниями одной и той же области пространства, а также приема радиосигнала от облучаемой области. 2 н. и 23 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ обнаружения акустоэлектрического преобразователя, включающий облучение зондирующим радиосигналом области возможного размещения акустоэлектрического преобразователя, прием радиосигнала, переизлученного акустоэлектрическим преобразователем, детектирование принятого радиосигнала и преобразование его в акустические колебания, отличающийся тем, что излучают полученные акустические колебания в направлении области, облучаемой зондирующим радиосигналом, принимают радиосигнал, промодулированный акустоэлектрическим преобразователем в соответствии с излученным акустическим колебанием и переизлученный акустоэлектрическим преобразователем, с обеспечением образования замкнутого контура положительной обратной связи и эффекта самовозбуждения в нем, детектируют принятый сигнал, преобразуют его в акустические колебания и принимают решение о наличии акустоэлектрического преобразователя по изменению полученных акустических колебаний.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед облучением зондирующим радиосигналом области возможного размещения акустоэлектрического преобразователя в зоне, заведомо свободной от акустоэлектрического преобразователя, устанавливают величину коэффициента усиления тракта приема и преобразования радиосигнала, обеспечивающую возможность работы тракта приема и преобразования радиосигнала на пороге самовозбуждения.3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что при установке величины коэффициента усиления тракта приема и преобразования радиосигнала, обеспечивающей возможность работы тракта приема и преобразования радиосигнала на пороге самовозбуждения, выбор частоты приема и типа используемого детектора осуществляют до начала поиска акустоэлектрического преобразователя по результатам облучения зондирующим радиосигналом тестового акустоэлектрического преобразователя.4. Способ по п.1, отличающийся тем, что осуществляют облучение зондирующим радиосигналом с частотой f_o и осуществляют прием переизлученного акустоэлектрическим преобразователем радиосигнала с частотой f_o.5. Способ по п.1, отличающийся тем, что осуществляют облучение зондирующим радиосигналом с частотой f_o и осуществляют прием переизлученного акустоэлектрическим преобразователем радиосигнала с частотой 2f_o.6. Способ по п.1, отличающийся тем, что осуществляют облучение зондирующим радиосигналом с частотой f_o и осуществляют прием переизлученного акустоэлектрическим преобразователем радиосигнала с частотой 3f_o.7. Способ по п.1, отличающийся тем, что осуществляют облучение зондирующим радиосигналом с двумя частотами f₁ и f₂ и осуществляют прием переизлученного акустоэлектрическим преобразователем радиосигнала на одной из комбинационных частот |mf₁+nf₂|, где m, n=±1, ±2, ±3....8. Способ по п.1, отличающийся тем, что детектирование принятого радиосигнала выполняют путем амплитудного детектирования.9. Способ по п.1, отличающийся тем, что детектирование принятого радиосигнала выполняют путем частотного детектирования.10. Способ по п.1, отличающийся тем, что детектирование принятого радиосигнала выполняют путем фазового детектирования.11. Способ по п.1, отличающийся тем, что принимают решение о наличии акустоэлектрического преобразователя по изменению интенсивности акустических колебаний.12. Способ по п.1, отличающийся тем, что принимают решение о наличии акустоэлектрического преобразователя по изменению тональности акустических колебаний.13. Устройство для обнаружения акустоэлектрического преобразователя, содержащее последовательно соединенные блок передачи и приема радиосигнала, снабженный, по меньшей мере, одной антенной, детектор, усилитель и преобразователь электрического сигнала в акустические колебания, отличающееся тем, что блок передачи и приема радиосигнала и преобразователь электрического сигнала в акустические колебания установлены с возможностью одновременного облучения радиосигналом и акустическими колебаниями одной и той же области пространства, а также приема радиосигнала от облучаемой области, и с возможностью образования замкнутого контура положительной обратной связи и эффекта самовозбуждения в нем.14. Устройство по п.13, отличающееся тем, что усилитель выполнен с возможностью регулирования коэффициента усиления.15. Устройство по п.13, отличающееся тем, что блок передачи и приема радиосигнала и преобразователь электрического сигнала в акустические колебания установлены с обеспечением соосного и одинаково направленного расположения диаграммы направленности излучения радиосигнала блока передачи и приема радиосигнала и характеристики направленности преобразователя электрического сигнала в акустические колебания.16. Устройство по п.13, отличающееся тем, что блок передачи и приема радиосигнала выполнен с возможностью излучения зондирующего радиосигнала с частотой f_o и приема радиосигнала, переизлученного акустоэлектрическим преобразователем, с частотой f_o.17. Устройство по п.13, отличающееся тем, что блок передачи и приема радиосигнала выполнен с возможностью излучения зондирующего радиосигнала с частотой f_o и приема радиосигнала, переизлученного акустоэлектрическим преобразователем, с частотой 2f_o.18. Устройство по п.13, отличающееся тем, что блок передачи и приема радиосигнала выполнен с возможностью излучения зондирующего радиосигнала с частотой f_o и приема радиосигнала, переизлученного акустоэлектрическим преобразователем, с частотой 3f_o.19. Устройство по п.13, отличающееся тем, что блок передачи и приема радиосигнала выполнен с возможностью излучения зондирующего радиосигнала с двумя частотами f₁ и f₂ и приема радиосигнала, переизлученного акустоэлектрическим преобразователем, на одной из комбинационных частот |mf₁+nf₂|, где m, n=±1, ±2, ±3 ....20. Устройство по п.13, отличающееся тем, что в качестве детектора использован амплитудный детектор.21. Устройство по п.13, отличающееся тем, что в качестве детектора использован частотный детектор.22. Устройство по п.13, отличающееся тем, что в качестве детектора использован фазовый детектор.23. Устройство по п.13, отличающееся тем, что блок передачи и приема радиосигнала снабжен совмещенной приемопередающей антенной.24. Устройство по п.13, отличающееся тем, что блок передачи и приема радиосигнала снабжен передающей антенной и приемной антенной.25. Устройство по п.13, отличающееся тем, что в качестве преобразователя электрического сигнала в акустические колебания использован пьезоэлектрический динамик.