proxy  статьи  библиотека  softice  free_юр.консультация  hard  iptv

Локаторы нелинейностей (ЛН) используются для проведения поисковых мероприятий уже много лет. Часть специалистов в этой области дают очень высокую оценку данной технике, в то время как другие (возможно, из-за небольшого опыта применения ЛН) отзываются о них весьма сдержанно. Цель этой статьи — помочь техническим специалистам в понимании ряда вопросов, которые могут возникнуть при использовании или приобретении локатора нелинейностей. После того как технические проблемы становятся понятными для пользователя, ЛН может стать весьма полезным инструментом в поисковых мероприятиях.

Для чего нужен локатор нелинейностей?

Большинство людей, которые не знакомы с возможностями технического шпионажа, представляют себе подслушивающие устройства в основном как передатчики. Однако специалисты в данной области используют массу электронных устройств, не имеющих ничего общего с радиопередатчиками. Именно в этих случаях ЛН просто незаменим, так как может обнаруживать и определять местоположение любого электронного устройства, независимо от того, включено оно или нет.

Ложные срабатывания ЛН

Наиболее распространенная проблема, возникающая при использовании ЛН, — ложные срабатывания. Их способны вызвать обычные бытовые электронные приборы, такие как телефон или электронные часы, так как они состоят из электронных компонентов. На практике подобные срабатывания, вызванные бытовыми приборами, легко различимы визуально, однако ложные срабатывания могут возникать из-за металлических объектов, не содержащих никаких электронных компонентов. Следовательно, качественный ЛН должен отличать полупроводниковые соединения от ложных. В этой статье будут рассмотрены технические возможности и решения, позволяющие свести ложные срабатывания к минимуму.

В основном из-за неудачных попыток применения ЛН многие специалисты уверены, что для уменьшения ложных срабатываний подобные приборы необходимо использовать совместно с рентгеновской техникой или аппаратурой, позволяющей получить визуальные изображения исследуемых объектов. Применение рентгеновской техники часто связано со множеством сложностей. В частности, необходим доступ к обеим сторонам стен, существует опасность облучения, возникают проблемы, связанные с транспортировкой.

В большинстве случаев я бы рекомендовал использовать эндоскоп, поскольку для того, чтобы заглянуть внутрь исследуемого объекта, необходимо лишь проделать маленькое, легко заделываемое отверстие. Воплощением одной из достаточно перспективных технологий, о которых мне известно, является прибор поверхностной локации. Это малогабаритное устройство, использующее радиоизлучение для получения изображения внутренней поверхности, однако его разрешающая способность составляет всего около 2 см.

Теоретические основы локации нелинейностей

Антенна ЛН облучает объект для того, чтобы определить наличие в нем электронных компонентов. Когда ВЧ-сигнал облучает полупроводниковые соединения (диоды, транзисторы и т.д.), он возвращается на гармонических частотах с определенными уровнями благодаря нелинейным характеристикам соединения. Однако ложные срабатывания также могут возникать в коррозионных металлических конструкциях или местах соединения двух различных металлов, которые вызывают гармонический отраженный сигнал из-за своих нелинейных характеристик. Такие соединения мы будем называть ложными. Графики вольтамперных характеристик для полупроводникового и ложного соединений показаны на рис. 1.

Рис. 1. Графики вольтамперных характеристик для полупроводникового и ложного соединений

Сравнение 2-ой и З-ей гармоник

Из-за различия в нелинейных характеристиках полупроводникового и ложного соединений, отклики 2-ой и З-ей гармоник будут иметь различную интенсивность. Когда ЛН облучает полупроводник, отклик на второй гармонике сильнее, чем на З-ей. При облучении ложного соединения наблюдается обратный эффект: отклик на З-ей гармонике сильнее, чем на 2-ой (рис. 2).

Рис.2. Сравнение уровней сигналов 2-ой и 3-ей гармоник при работе с ЛН; (А-полупроводник, В - ложное соединение)

Хороший ЛН должен обладать возможностью сравнивать интенсивность откликов на 2-ой и З-ей гармониках. Это позволяет пользователю отличить полупроводник от ложного соединения. Такая функциональная возможность приводит к увеличению стоимости прибора, так как в этом случае он имеет два приемника. Для ЛН, анализирующего 2-ю и 3-ю гармоники, также очень важно, чтобы приемные тракты были хорошо частотно изолированы и не влияли друг на друга. В результате сравнения большого числа ЛН из разных стран мира оказалось, что у большинства из них нет хорошей радиочастотной изоляции в приемных трактах. Это означает, что чистый полупроводник может иметь более сильный отклик на З-ей гармонике, в то время как ложное соединение —на 2-ой. Следовательно, даже если прибор способен принимать отклик обеих гармоник, достаточно трудно отличить настоящий полупроводник от ложного соединения. Если ЛН анализирует 2-юиЗ-ю гармоники, очень важно, чтобы его приемные тракты были откалиброваны и не оказывали влияния на работу друг друга.

Эффект затухания

Большинство специалистов основываются на «эффекте затухания» при распознавании полупроводникового и ложного соединения. Этот эффект иллюстрирует кривая на рис. 3.

Рис. 3. Кривая аудиошума для полупроводника и ложного соединения

Если вы слышите демодулированный аудиоотклик от настоящего полупроводника, то по мере приближения к нему уровень шумов будет значительно понижаться. И напротив, по мере удаления от него уровень шума начнет возрастать постепенно вернется к кормальному.

Демодулированный аудиосигнал достигает наименьшего значения непосредственно над полупроводниковым соединением и увиличивается до нормы в стороне от него.

При приближении антенны ЛН к ложному соединению аудиошум может усилиться и достигнуть своего максимального значения непосредственно над ним или, в некоторых случаях, слегка уменьшиться.

По мере удаления антенны ЛН аудиошум вернется к обычной норме.

Очень важно понимать, что фундаментальная теория "эффекта затухания" достаточно проста. Если ЛН излучает немодулированный сигнал, то сигнал отклика на частотах гармоники также немодулированный, кроме того, будет наблюдаться эффект затухания.

Аудиодемодуляция, необходимая для «эффекта затухания», может быть реализована в ЛН как с непрерывным, так и с импульсным излучением (об этом будет сказано далее)..

Существует несколько моделей ЛН российского производства, в которых реализован режим «20К», основанный на «эффекте затухания» и использующийся для распознавания типов соединений. Опираясь на собственный опыт, я не считаю данный метод достаточно надежным для селектирования полупроводника и ложного соединения. Большинство ложных соединений легко распознаются, проявляя «эффект затухания». В ЛН «ORION» реализован режим «20К», но фактически обычная частотная модуляция непрерывного излучения является более эффективным способом, использующим «эффект затухания».

Другие возможности применения аудиодемодуляции в ЛН

При использовании ЛН в поисковых мероприятиях возможно не только обнаружение электронных устройств, но и их классификация при помощи аудиомодуляции. Так, например, при поиске некоторых записывающих устройств можно услышать аудиосигнал записывающей головки.

Более того, если ЛН дает хорошую аудиодемодуляцию, это зачастую обеспечивает прослушивание синхронизирующих импульсов при обнаружении видеокамер. Использование частотной демодуляции иногда позволяет прослушать характерные аудиосигналы в электронных устройствах, возникающих изза фазовых сдвигов, поэтому очень важно иметь достаточный опыт работы с ЛН для распознавания электронных устройств по характерным аудиосигналам.

Кроме того, при обнаружении ложного соединения можно без особого труда отличить его от полупроводника, прослушивая демодулированный аудиосигнал и одновременно производя на него физическое вибрационное воздействие, постукивая по стене кулаком или резиновым молотком. Ложное соединение отреагирует на подобное воздействие треском в наушниках. Чистый полупроводник при этом будет «молчать». Таким образом, локатор нелинейностей должен иметь хорошее качество аудиодемодуляции как в AM, так и в FM режимах, чтобы полностью использовать возможности аудиоселекции.

В ряде ЛН есть режим непрерывного излучения сигнала с 1 кГц частотной модуляцией. В этом режиме достигается наибольшая зона обнаружения, так как он дает возможность пользователю обнаруживать электронные приборы, прослушивая тональный сигнал через высококачественный приемник.

Если барографический дисплей отображает незначительный отклик, который может быть воспринят как шум, то прослушиваемый тональный сигнал позволяет безошибочно распознать нелинейное соединение. Использование FM-модулированного тона способно значительно расширить пространственный диапазон обнаружения ЛН в том случае, если его приемный тракт обладает качественным аудиомодулятором и хорошей изоляцией от передающего канала. Однако этот режим тональной модуляции не позволяет отличать полупроводники от ложных соединений.

Импульсное или непрерывное излучение

Большинство производимых в мире моделей ЛН используют непрерывное излучение (CW — continuous wave), то есть излучают непрерывный узкополосный сигнал. Однако существуют ЛН, работающие в импульсном режиме, что дает ряд преимуществ, среди которых — меньшее потребление тока аккумуляторных батарей при хорошей конструкции передатчика. Приемник принимает сигналы с частотой, доступной для восприятия человеческим слухом и зрением, в то время как передатчик выключается на значительные интервалы времени. Это позволяет уменьшить габариты и энергоемкость аккумуляторных батарей и источников питания.

Кроме того, для использования эффекта затухания, описанного выше, ЛН непрерывного излучения обязательно должен иметь высококачественные малошумящие усилители в приемном тракте и хороший демодулятор для обеспечения качественного звука.

Еще один метод аудиодемодуляции сигналов — импульсное излучение. Если частота следования импульсов выше порога частотного диапазона слышимости, то в этом случае для качественной демодуляции аудиосигнала достаточно простейшего АМ-демодулятора.

Если ЛН прост в обращении и обеспечивает хорошую аудиодемодуляцию, не имеет значения, какой тип излучения он использует: импульсный или непрерывный.

Ряд ЛН позволяет прослушать AM- и ЧМ-сигнал, используя импульсное излучение для амплитудной демодуляции и непрерывное для частотной, что максимально реализует «эффект затухания».

Частотная совместимость

Большинство ЛН имеют фиксированную частоту излучения, однако в некоторых реализована возможность выбора частоты из нескольких каналов. Из-за все возрастающего числа средств радиосвязи и правительственного регулирования радиодиапазона ЛН с ограниченным частотным диапазоном часто конфликтуют с другими электронными средствами. Если частоты, на которых работает ЛН, уже используются другими передатчиками, то показания ЛН будут случайными и ненадежными.

Это общая проблема для большинства крупных городов, и, по моему мнению, решена она лишь в ЛН «ORION».

Таким образом, ЛН должен работать в широком частотном диапазоне и автоматически находить свободный рабочий канал во избежание частотного наложения от других передатчиков.

Уровень мощности и чувствительность

При сравнении ЛН многие берут за основу мощность передатчика, так как данная характеристика относительно легка для восприятия. Однако чувствительность приемника является не менее важной сравнительной характеристикой при оценке обнаружительной способности вообще. Также необходимо уяснить, что ЛН с небольшой мощностью, но качественным приемником может обладать более высокими обнаружительными характеристиками и проявлять себя в работе гораздо эффективнее, чем прибор с большей мощностью и плохим приемником. Важно иметь в виду, что мощный ЛН может вывести из строя другие электронные приборы и нанести вред человеческому здоровью. Мне объясняли, что многие модели российских импульсных ЛН используют дополнительную мощность для активации полупроводниковых соединений. Это неправильный подход. Диод, например, представляет собой простейшее полупроводниковое соединение, рассматриваемое в большинстве теорий по нелинейной локации. Инженеры-электронщики часто моделируют его как совершенный переключатель, позволяющий течь току только в положенном направлении. Однако это слишком грубое упрощение, чтобы использовать его при анализе теории нелинейной локации.

Полупроводниковое соединение не просто выполняет операцию «вкл/ выкл», это определенная функция, изображенная на рис. 1 и описываемая формулой:

I=I₀(exp(qU/kT)—1),

где I₀ — ток утечки; q — заряд электрона; k — постоянная Больцмана; Т — температура; U — напряжение, приложенное к диоду.

Таким образом, при наличии высокочувствительного приемника ЛН с небольшой мощностью может быть гораздо эффективнее, чем мощный прибор.

По моему мнению, хороший прибор тот, в котором для повышения чувствительности приемника используется цифровая обработка сигнала (DSP processing). Это позволяет значительно повысить эффективность обнаружения за счет хорошего входного тракта приемника и интегрирования результатов измерений. Для оптимизации использования прибора пользователь может вручную устанавливать уровень интеграции цифровой обработки сигнала.

Более того, в ЛН должны быть использованы алгоритмы для автоматического контроля уровня излучения. В том случае если сигнал на входе приемника слишком велик и возникает перегрузка, прибор автоматически снижает мощность излучения для более точных измерений. Когда уровень принимаемого сигнала возвращается к норме, мощность увеличивается до первоначального значения автоматически.

Эти особенности значительно облегчают работу с ЛН при проведении поисковых мероприятий, исключая необходимость постоянной регулировки.

Эргономические характеристики

Работая с ЛН, очень важно иметь хороший обзор его дисплея для более точной оценки показаний. В некоторых приборах дисплей расположен на блоке приемопередатчика, который переносится при помощи ремня на шее или плече пользователя. По-моему, это самый малоэффективный метод отображения информации, поскольку оператор должен одновременно следить за показаниями прибора и перемещать антенну ЛН. В других моделях дисплей расположен на рукоятке прибора. Подобное решение лучше, но если дисплей невыразительный (типа ЖКИ), то достаточно сложно следить за его показаниями во время работы. Наилучший вариант — это достаточно яркий дисплей, размещенный на антенном блоке, следить за показаниями которого можно под разными углами зрения. Дисплей, вмонтированный в антенный блок, позволяет пользователю одновременно следить и за его показаниями, и за положением антенны. Если у оператора нет возможности легко считывать информацию с дисплея, это может плачевно отразиться на эффективности поисковых мероприятий, так как способность оценивать и интерпретировать показания прибора пользователем в данном случае весьма низка.

ЛН всегда были тяжелыми и объемными устройствами. После обсуждения эргономических аспектов со специалистами по проведению поисковых мероприятий из разных стран, я пришел к выводу: если прибор неудобен в работе (трудно считывать информацию, тяжелый, громоздкий и т. д.), то его технические параметры (дальность, мощность и другие) не имеют значения, поскольку с его помощью оператор не сможет провести эффективный поиск. Для проведения поисковых мероприятий на высоком уровне ЛН должен быть прост и удобен в работе.

Заключение

Важно понимать, что при работе с ЛН имеют место два процесса: вопервых, обнаружение нелинейного соединения, во-вторых, распознавание его типа (полупроводник или ложное). Мнение о ЛН складывается из оценки его эффективности обнаружения и селективных возможностей.

На мой взгляд, более важной характеристикой для локатора является дальность обнаружения, то есть глубина проникновения сигнала в предметы, находящиеся в обследуемом пространстве. Однако данная концепция должна пониматься правильно и использоваться лишь для сравнения приборов, работающих в одинаковых условиях. Более того, значительная дальность обнаружения не всегда является положительным качеством для локатора, поскольку вы можете просто обнаруживать электронные устройства, находящиеся в соседней комнате (такие, как компьютеры или телефоны). Большая дальность обнаружения должна сочетаться с возможностью регулировки его основных параметров (как правило, мощности излучения или уровня интеграции цифровой обработки сигнала) для достижения необходимой глубины обнаружения в исследуемом материале.

Американские модели ЛН при определении типа соединения в основном используют сравнение уровней сигналов по 2-ой и З-ей гармоникам.

Однако не менее важно использовать методы анализа демодулированного аудиосигнала, основанные на эффекте затухания и вибрационном физическом воздействии. Для максимальной надежности хороший ЛН должен иметь несколько методов определения различия между настоящим полупроводником и ложным соединением.

Как уже говорилось ранее, существует множество различных мнений по вопросу использования ЛН. В США, например, часть специалистов уверена, что для проведения поисковых мероприятий это просто необходимо, в то время как другая часть уверяет в нецелесообразности применения локаторов из-за большого числа ложных срабатываний и других технических сложностей. Мнения расходятся в основном из-за различного опыта использования ЛН в силу причин, описанных в данной статье.

В ЛН реализованы режимы импульсного и непрерывного излучения, позволяющие достичь максимальной дальности обнаружения, сравнение уровней сигналов 2-ой и З-ей гармоник, а также различные способы, помогающие отличить полупроводник от ложного соединения.

Как автор этой статьи я постарался быть максимально объективным при описании технических особенностей ЛН, играющих роль при его выборе и использовании.