МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НУ "ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА"
Методичні вказівки
до виконання лабораторної роботи N1
«Ознайомлення з нелінійними радіолокаторами
на прикладі детектора «КАТРАН»
Львів - 2006
Ознайомлення з нелінійними радіолокаторами на прикладі детектора «КАТРАН». Методичні вказівки до виконання лабораторної роботи для студентів спеціальності “Захист інформації з обмеженим доступом та автоматизація її обробки”.
Призначено для студентів спеціальності “Захист інформації з обмеженим доступом та автоматизація її обробки”.
Укладачі: Ю.Л. Пархуць, інж.
А.О. Чорний, інж.
Рецензенти: В.Б. Дудикевич, д.т.н., проф.
Л.Т. Пархуць, к.т.н., доц..
© ІКТАМ Національний університет “Львівська політехніка” 2006
Мета роботи: ознайомитися з нелінійним детектором “КАТРАН” і його складовими компонентами, набути практичних навиків у підготовці приладу до роботи.
Вступ
Проблема протидії промисловому і економічному шпигунству як в приватному бізнесі, так і в державному секторі набула світового масштабу і є вельми гострою. Сучасні передаючі і реєструючі пристрої настільки малі, що їх можна принести і заховати практично в будь-якому місці, закамуфлювавши в найрізноманітніших побутових приладах і предметах інтер'єру. Елементи живлення з підвищеним терміном служби забезпечують їх роботу протягом декількох місяців, а то й років. Знайти закладки по радіовипромінюванню вкрай складно, оскільки багато з них дистанційно вимикаються.
На допомогу приходять нелінійні радіолокатори. Вони здатні знаходити будь-який тип електронних засобів прихованого знімання інформації в будь-якому їх стані - ввімкненому, вимкненому і навіть зруйнованому, в умовах високої насиченості робочих приміщень різними електронними пристроями. Широка номенклатура сучасних нелінійних радіолокаторів, що заповнили світовий і вітчизняний ринок, дозволяє вибрати прилад, оптимально придатний для виконання конкретної задачі.
Процес розвитку спеціальних засобів для виявлення загроз прихованого знімання інформації, до яких в першу чергу відносяться радіоприймальні, рентгенівські системи і прилади нелінійної радіолокації, йде безперервно. Так званий метод нелінійної радіолокації, заснований на опромінюванні об'єкту гармонійним сигналом і аналізі відбитого від нього сигналу, був розроблений ще на початку 70-х років. Декількома роками пізніше його використовували в американській системі виявлення нелінійних з'єднань Superscout, яка стала першим комерційним нелінійним радіолокатором. У склад і першого, і подальших варіантів локаторів входять антена, приймально-передавальний блок, індикаторний пристрій і джерело живлення.
Переваги нелінійних локаторів (НЛ) найвиразніше видно при порівнянні з радіоприймальними системами, що знаходять закладки по радіохвилях, які з певною періодичністю випромінюють деякі типи підслуховуючих пристроїв. Можливості таких систем обмежені, оскільки не всі пристрої випромінюють сигнали, крім того, трансляція може відбуватися в невідомий час і на невідомих частотах. Навпаки, НЛ детектує закладки незалежно від їх активності, навіть якщо в конструкції закладки не передбачена передача інформації за допомогою радіохвиль. Сигнал, випромінюваний антеною нелінійного радіолокатора, примушує практично будь-який відомий на сьогоднішній день електронний пристрій генерувати у відповідь сигнал. На відміну від радіоприймальної системи, якій необхідно контролювати надзвичайно широкий діапазон довжин хвиль, НЛ визначає місцезнаходження будь-якого напівпровідникового приладу незалежно від його робочих частот. І відбувається це автоматично, без підключення додаткових модулів і настройки по частоті.
Якщо виключити можливість випадкового виявлення в результаті фізичного пошуку або за допомогою рентгенівського устаткування, нелінійний радіолокатор - єдиний засіб, здатний визначати місцезнаходження невипромінюючих електронних пристроїв, зокрема в зруйнованому стані або з вигорілими напівпровідниковими переходами.
Нелінійний радіолокатор «КАТРАН»
Портативний детектор напівпровідникових елементів «КАТРАН» призначений для пошуку і виявлення електронних пристроїв, що знаходяться як в активному, так і у виключеному стані.
Робота детектора заснована на властивості напівпровідникових елементів випромінювати другу і третю гармоніки при опроміненні їх зондувальним сигналом надвисокої частоти (НВЧ). Максимальний відгук від напівпровідникових елементів спостерігається на другій гармоніці зондувального сигналу. При опроміненні окісних плівок, утворених природним шляхом, максимальний відгук спостерігається на третій гармоніці зондувального сигналу.
Детектор «КАТРАН» проводить аналіз відгуків об'єктів, що опромінюються, як за другою, так і за третьою гармоніками зондувального сигналу. Це дозволяє надійно ідентифікувати електронні пристрої і природні окісні напівпровідники.
«КАТРАН» проводить автоматичний пошук найкращого частотного каналу прийому, вільного від перешкод, що дозволяє працювати з даним приладом навіть у складній електромагнітній обстановці.
Застосована цифрова обробка сигналу, дозволяє оптимізувати алгоритми обробки сигналів і одержати максимальну чутливість.
У детекторі передбачені різні види модуляції випромінюваних сигналів:
безперервне випромінювання несучої частоти (мал.1 а);
частотна модуляція несучої частоти, FM= 1 кГц (мал.1б).
імпульсна модуляція несучої частоти зі шпаруватістю 3, f= 1 кГц, т = 0,3 мс (мал.1 в).
Це дає можливість не тільки виявляти електронні пристрої, але і, при певних навичках, визначати їх тип при прослуховуванні.
Мал. 1а Мал. 1б Мал. 1в
«КАТРАН» дозволяє прослухувати працюючі радіо-закладні пристрої, у тому числі і з прикриттям переданої інформації, і використовувати ефект акустозав’язки для полегшення пошуку закладок.
1. Технічні параметри
2.1. Види випромінюваного сигналу:
безперервне випромінювання несучої частоти;
імпульсна модуляція несучої частоти зі шпаруватістю 3: fТ = 1 кГц, = 0,3 мс;
частотна модуляція несучої частоти: FM = 1 кГц.
2.2. Несуча частота фіксована з кроком 0,5 МГц у діапазоні: 890...895 Мгц. Вибір частоти здійснюється автоматично. Передбачено можливість автоматичного випромінювання на несучій частоті, що має мінімум перешкод у тракті приймача 2-ї гармоніки.
2.3. Максимальна потужність випромінювання в безперервному режимі випромінювання: не більше 2 Вт.
Випромінювана потужність регулюється за допомогою вбудованого атенюатора, що має чотири положення: 2 Вт; 0,6 Вт; 0,16 Вт; 0,08 Вт.
Реальна чутливість радіоприймальних пристроїв: не гірше мінус 130 дБ.
2.6. Частоти настроювання радіоприймальних пристроїв рівні подвоєній і потроєній частотам передавача.
Динамічний діапазон прийомного тракту: не менше 75 дБ.
Час безперервної роботи від літій-іонного акумулятора: не менше 2,5 години.
Вага виробу:
а) телескопічна штанга з антеною і кабелем: 0,9 кг;
б) приймально-передавальний блок з акумулятором: 2,2 кг.
2.10. Умови експлуатації:
температура навколишнього середовища: 5...40 ºС.
атмосферний тиск: не менше 450 мм. рт. ст.
2. Склад приладу
3.1. Прилад складається з блоків і пристроїв, перерахованих у таблиці 1.
Таблиця 1.
Блок-схема приладу приведена на мал. 2
Мал. 2
пульт керування;
приймально-передавальний блок;
мережний блок живлення;
блок індикації;
телескопічна штанга;
антенний блок;
акумулятор.
3. Конструкція виробу
Зовнішній вигляд „КАТРАН” зображений на мал. 3
Мал. 3
Мал. 4а
Мал. 4б
Мал. 5
Мал.6
4. Пульт керування
Пульт керування призначений для вибору режимів роботи детектора. Пульт керування складається з:
корпуса, у якому розташована плата керування;
кнопок керування режимами роботи;
світлодіодів індикації режиму роботи.
Зовнішній вигляд пульта керування приведений на мал. 7.
Мал. 7
Кнопки керування виконують наступні функції:
VOL - регулювання рівня голосності демодульованого сигналу « + » - голосніше, « - » - тихіше.
MODE - вибір режиму роботи передавача і приймача:
AM - прослуховування демодульованого відгуку другої і третьої гармоніки при зондуванні об'єкта несучої з імпульсною модуляцією;
FM – прослуховування демодульованого відгуку другої і третьої гармонік при зондуванні об'єкта несучої з частотною модуляцією;
CW - прослуховування демодульованого відгуку другої і третьої гармонік при зондуванні об'єкта немодульованої несучої;
RSSI - прослуховування в навушниках (динаміку) звукових імпульсів, частота проходження яких пропорційна рівневі сигналу від другої або третьої гармоніки.
RX - вибір радіоприймального тракту.
2ND - радіоприймальний тракт, що аналізує відгук 2 гармоніки (включено якщо горить світлодіод);
3RD - радіоприймальний тракт, що аналізує відгук 3 гармоніки (включено якщо горить світлодіод);
- дискретне регулювання вихідної потужності передавача
(0,08 Вт; 0,16 Вт; 0,6 Вт; 2 Вт)
Стан роботи апарата відображають світлодіоди:
TEST - сигналізація про несправності роботи приладу;
ВАТ - сигналізація про стан акумуляторних батарей.
5. Призначення основних вузлів і блоків детектора «КАТРАН»
Приймально-передавальний блок здійснює:
Перевірку працездатності системи фазового автопідстроювання частоти (ФАПЧ) детектора. При несправності починає мигати світлодіод «TEST».
Аналіз частотного завантаження радіоприймального пристрою який проводиться при кожному включенні радіопередавача детектора. Тому під час роботи при появі сигналу – завади, необхідно періодично виключати радіо - передавач і включати його, тим самим здійснюється вибір оптимальної частоти випромінювання, що забезпечує найкращу чутливість і дальність виявлення напівпровідникових елементів.
Формування СХЧ - сигналу з обраним видом модуляції.
Прийом і цифрову обробку сигналів другої та третьої гармоніки.
Одночасна індикація рівнів сигналів другої й третьої гармонік дозволяє впевнено відрізняти сигнали штучних напівпровідників, що входять до складу електронних пристроїв, від природних корозійних, що виникають при окислюванні місць з'єднань різних металів.
Демодуляцію відгуків другої і третьої гармонік, посилення їх до рівня, необхідного для прослуховування, як на навушники, так і на внутрішній динамік. В детекторі передбачена можливість регулювання посилення на 20 дБ. Прослуховування де модульованих сигналів здійснюється по черзі оператором.
Індикація рівня сигналів другої й третьої гармонік.
Заряд і контроль функціонування внутрішньої акумуляторної батареї.
Зовнішній вигляд блоку індикації показаний на мал. 8.
Мал. 8
Червоні світлодіоди
2-га гармоніка
Зелені світлодіоди
3-тя гармоніка
6. Вказівки заходів безпеки
По вимогах електробезпеки детектор відноситься до класу захисту 1.
До роботи із приладом допускаються особи, що пройшли інструктаж з техніки безпеки при роботі з електроприладами й радіовимірювальними приладами.
У випадку використання детектора з іншими приладами необхідно з'єднати їх корпуса із заземленим затискачем електромережі.
Розкривати корпус детектора, включеного в мережу, забороняється.
7. Заряд і заміна акумулятора
Заряд літі-іонного акумулятора, що входить у комплект детектора, здійснюється автоматично в процесі роботи виробу «КАТРАН» з використанням мережного блоку живлення. При цьому світло діод «ВАТ» на пульті керування горить зеленим світлом, якщо акумуляторна батарея не повністю заряджена.
Підзарядку акумулятора можна здійснювати і при виключеному приймально-передавальному блоці. Для цього потрібно приєднати кабелем живлення мережний блок живлення до приймально-передавального блоку. Не включаючи приймально-передавальний блок, включити блок живлення. При цьому світлодіод «ВАТ» горить зеленим світлом, якщо йде процес зарядки акумулятора, і не горить, якщо акумулятор повністю заряджений.
При роботі в автономному режимі від акумуляторної батареї світлодіод «ВАТ» не горить, якщо батарея заряджена, і горить червоним світлом, якщо батарея розряджена.
Для заміни акумуляторної батареї необхідно зняти кришку по напрямку стрілки (див. мал. 3). і витягнути акумуляторну батарею.
Вставка акумуляторної батареї здійснюється у зворотній послідовності.
8. Завдання
Підготовка приладу до роботи:
Вийняти комплект детектора із сумки. При транспортуванні приладу при від’ємній температурі повітря необхідно, не включаючи його, витримати прилад при кімнатній температурі не менш 30 хв.
Для роботи приладу від акумуляторної батареї включити прилад «КАТРАН» вимикачем живлення на приймально-передавальному блоці (див. мал. 4а).
Проконтролювати включення приладу по загорянню світлодіодів, розташованих на пульті керування.
При необхідності прослуховування сигналу відгуку в навушниках вставити в гніздо (див. мал.4), розташоване на приймально-передавальному блоці, штекер головних навушників.
Направити антену убік від оператора.
Включити кнопкою ТХ мінімальну потужність випромінювання. При цьому автоматично вибирається канал прийому з мінімальним рівнем перешкод.
Установити на пульті керування необхідну потужність передавача, режим випромінювання й режим роботи радіоприймального пристрою.
Навести антену на довільний електронний пристрій і прослідкувати за показами індикатора. Зробити відповідні висновки.
При наявності в контрольованому приміщенні електромережі 220 вольт, рекомендується підводити електроживлення до виробу «КАТРАН» від мережного блоку, що входить у комплект поставки. Для цього одним кінцем приєднати кабель живлення до гнізда живлення мережного блоку (див. мал. 6), а іншим кінцем приєднати кабель живлення до гнізда живлення на приймально-передавальному блоці. (див. мал. 4).
Включити в електромережу 220 вольтів мережний блок живлення.
Включити мережний блок живлення мережним вимикачем (див. мал. 5) іприймально-передавальний блок вимикачем живлення (див. мал. 4а). При цьому буде відбуватися автоматична зарядка акумуляторної батареї. Подальшу роботу проводити відповідно до пунктів 3... 8.
Після завершення роботи вимкнути мережний блок живлення і приймально - передавальний блок, витягнути вилку шнура живлення з мережі 220 В.