Сложность задачи обнаружения современных диктофонов заключается в том, что, с одной стороны, требуется регистрировать очень слабое электромагнитное излучение работающего диктофона. Для этого необходим чувствительный измеритель электромагнитного поля. С другой стороны, необходимо не реагировать на промышленные помехи и на излучение других приборов, которое может быть очень сильным. Причем частотный диапазон, характер и форма электромагнитных колебаний от диктофона и от мешающих источников одинаковы.
Терминология:
Аналоговый сигнал - такой электрический сигнал, амплитуда которого в произвольный момент времени может принимать множество значений в некотором диапазоне уровней, называемом динамическим диапазоном.
Цифровой сигнал - такой электрический сигнал, амплитуда которого в произвольный момент времени может принимать два некоторых значения, один из которых является уровнем логической "1", а другой - уровнем логического "0". Отсюда, цифровая форма записи сигнала - это последовательность нулей и единиц, записываемых в микросхему памяти, на магнитный или оптический носитель.
Спектр сигнала - такое представление электрического сигнала, взятого за некоторый промежуток времени, которое представлено набором амплитуд, полученных на выходе группы полосовых фильтров, через которые пропущен этот сигнал. Причем полосовые фильтры имеют одинаковую полосу пропускания, эти полосы не пересекаются и расстояние между центральными частотами равно полосе пропускания. Количество фильтров определяет число гармоник в спектре.
Помеха, спектр помехи - в рамках этой статьи - это все сигналы и их спектральные составляющие, которые не являются результатом работы диктофона.
С точки зрения пользователя, обнаружитель современных диктофонов должен решать три задачи:
- обеспечивать приемлемую дальность обнаружения для большинства диктофонов;
- минимизировать вероятность пропуска сигнала;
- минимизировать вероятность ложного срабатывания.
Для того чтобы оценить объем работ по созданию такого обнаружителя, необходимо рассмотреть все группы современных диктофонов на предмет создаваемого ими электромагнитного излучения, так как оно может явиться единственным демаскирующим признаком для записывающего диктофона.
По создаваемому электромагнитному излучению диктофоны могут быть разделены на две группы: имеющие в своей конструкции электродвигатель и имеющие микросхемы памяти для записи информации.
К первой группе относятся следующие аппараты:
- построенные на классическом принципе записи электрических сигналов на магнитную ленту в аналоговом виде и подразумевающие наличие лентопротяжного механизма, плюс не имеющие генератора стирания и подмагничивания (ГСП);
- тоже что п.1, но имеющие ГСП.
- построенные на принципе записи электрических сигналов на магнитную ленту в цифровом виде на DAT-кассету и имеющие более сложный лентопротяжный механизм, аналогичный механизму видеомагнитофона;
- построенные на принципе записи электрических сигналов на магнитный или оптический дисковый носитель в цифровом виде, например на минидиск, разработанный фирмой SONY (магнитный носитель), или на лазерный перезаписываемый диск (оптический носитель). Также имеют электродвигатель.
В дальнейшем эта группа диктофонов будет называться - "кинематические".
Характер создаваемого электромагнитного излучения этой группы диктофонов одинаков. Источником максимального излучения являются электродвигатель и ГСП (только для подгруппы 2). Форма сигнала от электродвигателя носит импульсный характер с основной гармоникой в диапазоне от 80 до 300 Гц. С меньшими амплитудами в этот диапазон попадают другие гармонические составляющие этого сигнала. Излучение от ГСП приближено к синусоидальному и находится в пределах от 20 до 60 КГц.
Другая группа диктофонов построена на принципе записи электрических сигналов в кристалл микросхемы памяти в цифровом виде. Причем может использоваться энергонезависимая память (флэш-память) или реже динамическая или статическая память, требующая постоянно подключенного источника питания. В дальнейшем эта группа диктофонов будет называться - "цифровые" [4].
Конструктивно "цифровые" диктофоны могут быть выполнены в двух вариантах:
- функция диктофона является основной;
- функция диктофона является дополнительной.
Ко второй подгруппе относятся устройства:
- некоторые модели сотовых телефонов;
- большинство "карманных" миникомпьютеров, например PocketPC;
- MP3-плейеры с возможностью записи.
Необходимо отметить, что теоретически понятием "цифровой" диктофон определено устройство, осуществляющее запись речевой информации на некоторый носитель в цифровом виде. Причем носителем может являться диск или лента. Такие устройства имеют кинематический механизм и в рамках этой статьи относятся к "кинематическим" диктофонам.
Что же является источником излучения в "цифровых" диктофонах? По характеру излучения, "цифровые" диктофоны можно разделить на подгруппы:
- имеющие импульсный преобразователь напряжения, например, если в качестве источника питания использована одна батарея напряжением 1,5 вольта;
- имеющие съемную конструкцию флэш-памяти;
- осуществляющие сжатие речевой информации посредством специализированного сигнального процессора;
- имеющие жидкокристаллический дисплей;
- имеющие различные подключенные аксессуары, такие, как выносной микрофон, пульт дистанционного управления и т.д.;
- имеющие корпус, способный экранировать излучение диктофона.
Исследования показали, что максимальный уровень излучения "цифровых" диктофонов для всех подгрупп, как правило, лежит в диапазоне от 20 до 120 кГц. Для диктофонов с импульсным преобразователем напряжения наиболее сильный уровень наблюдается на частоте преобразования. Такие диктофоны могут обнаруживаться на максимальной дальности - более метра.
В диктофонах со съемной флэш-памятью неизбежно присутствует шлейф из нескольких десятков проводников, длиной несколько сантиметров. По нему передаются сигналы адреса и данных для записи в память. Эти сигналы цифровые, а значит, имеют крутые фронты и амплитуду, равную напряжению питания (обычно 3 вольта). Такое количество длинных проводников с такими сигналами дает шумоподобные всплески в некоторых частотных областях. Если использован сигнальный процессор, что характерно для техники западных производителей, спектральные всплески усиливаются, так как такой процессор потребляет более 50% энергии, необходимой для работы диктофона. Диктофоны этих двух подгрупп могут обнаруживаться на расстоянии от 50 см до 1 метра.
В диктофонах с жидкокристаллическим дисплеем последний тоже является источником образования электромагнитного поля. Причем энергия его растет с размерами дисплея, а также в случае, если он графический, и особенно цветной. Наличие таких дисплеев более характерно для приборов, у которых функция диктофона является дополнительной - сотовые телефоны, миникомпьютеры и т.д. Дальность обнаружения таких устройств может превысить 1 метр.
Для диктофонов с подключенным выносным микрофоном или пультом дистанционного управления, соединительный кабель является дополнительным относительно мощным источником излучения.
Для диктофонов в металлических корпусах дальность обнаружения резко падает, так как излучение экранируется корпусом и в зависимости от качества экранировки составляет от нескольких единиц до 30 см. Однако существует вероятность образования низкочастотных субгармоник, от излучения которых такая экранировка малоэффективна. В любом случае, диктофоны в металлических корпусах относятся к классу спецтехники и специально разрабатываются с целью минимизации излучения.
С точки зрения электротехники диктофон состоит из набора замкнутых электрических цепей, причем некоторые из них обладают значительной индуктивностью, что приводит к образованию вокруг работающего диктофона электромагнитного излучения с определенной диаграммой направленности и интенсивностью. Отсюда следует, что любой диктофон может быть обнаружен некоторым электронным устройством на определенном расстоянии.
Какие пути дальнейшего повышения эффективности обнаружителя диктофонов могут быть обозначены? С одной стороны - это улучшение шумовых характеристик аналогового тракта путем использования современных и специализированных микросхем усиления сигналов. С другой стороны, перевод анализа спектральных характеристик электромагнитного поля в плоскость нейронных сетей. Математическое обеспечение нейронных сетей является развитием теории адаптивной фильтрации. Обнаружение диктофонов является плохо алгоритмизуемой задачей. Для решения таких задач необходима либо постоянная работа квалифицированных экспертов, либо адаптивные системы автоматизации, каковыми являются нейронные сети. Нейросети способны генерировать нелинейную модель процесса на основе результатов адаптивного обучения сети.
Также, дальность обнаружения может увеличить перевод анализируемого частотного диапазона в более высокочастотную область до 300 МГц [5] и, дополнительно, регистрация электрической составляющей излучаемого электромагнитного поля. Но реализация всех этих методов приведет к существенному удорожанию прибора.
telefonchik.net
