способ локализации эффекта акустоэлектрических преобразований в технических средствах и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ локализации эффекта акустоэлектрических преобразований в технических средствах, основанный на формировании тестового опорного сигнала, который подают для анализа, и тестового акустического сигнала, которым через излучение воздействуют на исследуемое техническое средство, измеряют и устанавливают требуемый уровень излучения тестового акустического сигнала на месте установки исследуемого технического средства, затем проводят поиск низкочастотных сигналов в отходящих из исследуемого технического средства проводах и высокочастотных - по его электромагнитному полю, измеряют и анализируют обнаруженные сигналы с использованием тестового опорного сигнала и управления исследуемым техническим средством для определения принадлежности выявленных сигналов исследуемому техническому средству, производят расчет и оценку акустоэлектрических преобразований с формированием отчета, отличающийся тем, что перед акустическим воздействием на исследуемое техническое средство определяют по теоретической или экспериментальной диаграмме направленности побочной магнитной составляющей электромагнитного поля акустического излучателя место с наименьшим ее уровнем, достаточное по размерам для размещения исследуемого технического средства и проведения измерений сигналов по его электромагнитному полю, размещают исследуемое техническое средство на данном определенном месте и проводят смещение направления распространения акустических волн путем отражения или переотражений для воздействия на исследуемое техническое средство, проводят поиск низкочастотных сигналов по электромагнитному полю в их диапазоне частот.

2. Устройство локализации эффекта акустоэлектрических преобразований в технических средствах, содержащее исследуемое техническое средство, блок управления исследуемым техническим средством, блок формирования тестового акустического сигнала со звуковым динамиком, блок измерения звукового давления тестового акустического сигнала, первый и второй блоки поиска, соответственно, низкочастотных сигналов с комплектом измерительных средств для подключения к проводным линиям и высокочастотных сигналов с комплектом измерительных антенн, блок анализа сигналов и управляющую ПЭВМ, при этом управляющий вход исследуемого технического средства подключен к выходу блока управления исследуемым техническим средством, выход блока формирования тестового акустического сигнала с опорным тестовым сигналом, а также выход блока измерения звукового давления тестового акустического сигнала и выходы блоков поиска низкочастотных и высокочастотных сигналов раздельно подключены к информационным входам блока анализа сигналов, а управляющие входы всех блоков через шину управления подключены к ПЭВМ, информационный вход блока поиска низкочастотных сигналов подключен к проводной линии исследуемого технического средства, отличающееся тем, что дополнительно введен акустический волновод с диаметром не менее диаметра диффузора звукового динамика, который одним концом подключен и закреплен к блоку формирования тестового акустического сигнала с фронтальной стороны его звукового динамика, а другой его конец направлен и приближен на расстояние от 50 до 300 мм к исследуемому техническому средству, которое расположено так, что перпендикулярное сечение по середине исследуемого технического средства совпадает с плоскостью, проходящей через середину электромагнитной системы звукового динамика под углом 90° к его продольной оси, и на расстоянии от 1500 до 3000 мм от блока формирования тестового акустического сигнала, а также введена в блок поиска низкочастотных сигналов измерительная антенна.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике противодействия технической разведке речевой информации, осуществляемой вследствие проявления эффекта акустоэлектрических преобразований в технических средствах и создания каналов утечки информации по побочным электромагнитным излучениям и наводкам, и может быть использовано для локализации и исследования эффекта акустоэлектрических преобразований в технических средствах и оценки его опасности в создании каналов утечки.

Известен способ обнаружения параметрической микромодуляции в подключенной к проводным коммуникационным линиям радиоэлектронной аппаратуры, реализуемый изделием «Арфа», используемый для выявления технических каналов утечки информации, образующихся за счет акустоэлектрических преобразований в аппаратуре, подключенной к проводным коммуникациям при их высокочастотном зондировании, согласно которому для системы коммуникационная линия - исследуемая аппаратура формируют сигнал возбуждения, подстраивают его к фазочастотным характеристикам системы, усиливают по мощности и вводят в коммуникационную линию при оптимальном согласовании цепи ввода с волновыми параметрами коммуникационной линии, сигнал отклика, параметрически модулированный по амплитуде и/или фазе, селектируют и демодулируют корреляционным демодулятором с комплексными датчиками сигнала на основе датчиков тока и напряжения коммуникационной линии, а выделенный низкочастотный сигнал микромодуляции усиливают и прослушивают головными телефонами, причем при появлении в последних отчетливой слышимости прекращают подстройку частоты возбуждения [1].

Недостатком способа является то, что он не обеспечивает локализацию эффекта акустоэлектрических преобразований в аппаратуре. Например, несмотря на наличие эффекта акустоэлектрических преобразований в аппаратуре, он может не обнаружить технический канал утечки информации из-за отсутствия в аппаратуре параметрической микромодуляции.

Известен также программно-аппаратный комплекс «Спрут-7А», с помощью которого проводят акустические и виброакустические измерения для проверки выполнения норм эффективности защиты речевой информации от ее утечки по акустическому и виброакустическому каналам, а также утечки за счет низкочастотных наводок на токопроводящие элементы ограждающих конструкций зданий и сооружений и наводок от технических средств в речевом диапазоне частот, образованных в них за счет акустоэлектрических преобразований. Для проверки выполнения норм эффективности защиты речевой информации от утечки за счет наводок на токопроводящие элементы ограждающих конструкций зданий и сооружений от технических средств в речевом диапазоне частот, образованных в них вследствие акустоэлектрических преобразований, воздействуют определенным тестовым акустическим сигналом на технические средства, измеряют сигналы в токопроводящих элементах ограждающих конструкций зданий и сооружений, обрабатывают результаты и проводят оценку эффективности защиты [2].

Недостатком данного способа является то, что он не предусматривает локализацию и исследование эффекта акустоэлектрических преобразований в конкретном техническом средстве, что необходимо для определения эффективных мер противодействия технической разведке.

Кроме того, в способе не предусмотрено размещение технических средств и не обеспечивается необходимое акустическое воздействие на них в том месте, где имеется наименьшая величина магнитной составляющей электромагнитного поля от акустического излучателя, что снижает разрешающую способность способа при проверке выполнения норм эффективности защиты речевой информации. Это объясняется тем, что акустический излучатель излучает тестовый сигнал не только по акустическому полю, но и побочно по электромагнитному полю. Во втором случае сигнал является коррелированной помехой, неустранимой при любой обработке сигнала, возникающего в техническом средстве за счет эффекта акустоэлектрических преобразований тестового сигнала. В связи с этим очень важно изначальное ее устранение. В этом направлении особенно проблемной с позиции устранения помехи является магнитная составляющая электромагнитного поля потому, что в акустическом излучателе динамик имеет электромагнитную систему, представляющую собой практически магнитную антенну (рамку). Диаграмма направленности излучения магнитной составляющей такой антенны имеет в продольно-осевых плоскостях форму восьмерки с максимумами по тыльной и фронтальной сторонам, т.е. по фронту совпадает с направлением максимального акустического излучения. Это не допускает использование для устранения побочного излучения по магнитному полю эффективного экранирования, которое значительно ослабило бы акустическое излучение.

Наиболее близким по назначению и технической сущности к предлагаемому техническому решению и выбранным вследствие этого в качестве прототипа является способ исследования эффекта акустоэлектрических преобразований в технических средствах, реализованный в системе «Талис», по которому формируют тестовый опорный сигнал, который подают для анализа, и тестовый акустический сигнал, которым через излучение воздействуют на исследуемое техническое средство, измеряют и устанавливают требуемый уровень излучения тестового акустического сигнала на месте установки исследуемого технического средства, затем проводят поиск низкочастотных сигналов в отходящих из технического средства проводах и высокочастотных по его электромагнитному полю (эфиру), анализируют (измеряют) обнаруженные сигналы с использованием тестового опорного сигнала и управления исследуемым техническим средством для определения принадлежности выявленных сигналов исследуемому техническому средству, производят оценку (расчет) акустоэлектрических преобразований с формированием отчета [3].

Недостатком данного способа является то, что в нем, как и в предыдущем известном способе, не предусмотрено размещение исследуемого технического средства и не обеспечивается необходимое акустическое воздействие в том месте, где имеется наименьшая величина магнитной составляющей электромагнитного поля от акустического излучателя, что снижает разрешающую способность способа при исследовании эффекта акустоэлектрических преобразований в исследуемом техническом средстве. Это объясняется тем, что акустический излучатель излучает тестовый сигнал не только по акустическому полю, но и побочно по электромагнитному полю. Во втором случае сигнал является коррелированной помехой, неустранимой при любой обработке сигнала, возникающего в техническом средстве за счет эффекта акустоэлектрических преобразований тестового сигнала. В связи с этим очень важно изначальное ее устранение. В этом направлении особенно проблемной с позиции устранения помехи является магнитная составляющая электромагнитного поля потому, что в акустическом излучателе динамик имеет электромагнитную систему, представляющую собой практически магнитную антенну (рамку). Диаграмма направленности излучения магнитной составляющей имеет в продольно-осевых плоскостях форму восьмерки с максимумами по тыльной и фронтальной сторонам, т.е. по фронту совпадает с направлением максимального акустического излучения. Это не допускает использование для устранения побочного излучения по магнитному полю эффективного экранирования, которое значительно ослабило бы акустическое излучение.

Кроме того, в известном способе не предусмотрено проведение исследований эффекта акустоэлектрических преобразований в технических средствах в диапазоне частот тестового сигнала от 125 Гц до 8(12) кГц по электромагнитным полям, в котором разрешающая способность известного способа в связи с вышеописанным недостатком была бы особенно мала и подтверждала бы невозможность осуществления таких исследований.

Сущность изобретения заключается в следующем.

1. Изобретение направлено на решение задачи по повышению разрешающей способности при локализации и исследовании эффекта акустоэлектрических преобразований в технических средствах.

2. При осуществлении предлагаемого способа и устройства для его реализации может быть получен технический результат, заключающийся в уменьшении уровня побочных излучений тестового сигнала по магнитной составляющей электромагнитного поля от акустического излучателя на месте расположения исследуемого технического средства с обеспечением локализации и исследований эффекта акустоэлектрических преобразований в диапазоне частот тестового сигнала по электромагнитным полям.

Указанный технический результат достигается тем, что:

1) в способе локализации эффекта акустоэлектрических преобразований в технических средствах формируют тестовый опорный сигнал, который подают для анализа, и тестовый акустический сигнал, которым через излучение воздействуют на исследуемое техническое средство, измеряют и устанавливают требуемый уровень излучения технического акустического сигнала на месте установки исследуемого технического средства, затем проводят поиск низкочастотных сигналов в отходящих из исследуемого технического средства проводах и высокочастотных по его электромагнитному полю, измеряют и анализируют обнаруженные сигналы с использованием тестового опорного сигнала и управления исследуемым техническим средством для определения принадлежности выявленных сигналов исследуемому техническому средству, производят расчет и оценку акустоэлектрических преобразований с формированием отчета, при этом перед акустическим воздействием на исследуемое техническое средство определяют по теоретической или экспериментальной диаграмме направленности побочной магнитной составляющей электромагнитного поля акустического излучателя место с наименьшим ее уровнем, достаточное по размерам для размещения исследуемого технического средства и проведения измерений сигналов по его электромагнитному полю, размещают исследуемое техническое средство на данном определенном месте и проводят смещение направления распространения акустических волн путем отражения или переотражений для воздействия на исследуемое техническое средство, проводят поиск низкочастотных сигналов по электромагнитному полю в их диапазоне частот;

2) особенность заключается в том, что перед акустическим воздействием на исследуемое техническое средство определяют по теоретической или экспериментальной диаграмме направленности побочной магнитной составляющей электромагнитного поля акустического излучателя место с наименьшим ее уровнем и достаточное по размерам для размещения исследуемого технического средства и проведения измерений сигналов по его электромагнитному полю, размещают исследуемое техническое средство на данном определенном месте и проводят смещение направления распространения акустических волн путем отражения или переотражений для воздействия на исследуемое техническое средство, проводят поиск низкочастотных сигналов по электромагнитному полю в их диапазоне частот.

Указанный технический результат достигается также тем, что:

1) в устройстве локализации эффекта акустоэлектрических преобразований в технических средствах содержатся исследуемое техническое средство, блок управления исследуемым техническим средством, блок формирования тестового акустического сигнала со звуковым динамиком, блок измерения звукового давления тестового акустического сигнала, первый и второй блоки поиска соответственно низкочастотных сигналов с комплектом измерительных средств для подключения к проводным линиям и высокочастотных сигналов с комплектом измерительных антенн, блок анализа сигналов и управляющая ПЭВМ, при этом управляющий вход исследуемого технического средства подключен к выходу блока управления исследуемым техническим средством, выход блока формирования тестового акустического сигнала с опорным тестовым сигналом, выход блока измерения звукового давления тестового акустического сигнала и выходы блоков поиска низкочастотных и высокочастотных сигналов раздельно подключены к информационным входам блока анализа сигналов, а управляющие входы всех блоков через шину управления подключены к ПЭВМ, информационный вход блока низкочастотных сигналов подключен к проводной линии исследуемого технического средства, кроме того, дополнительно введен акустический волновод с диаметром не менее диаметра диффузора звукового динамика, который одним концом подключен и закреплен к блоку формирования тестового акустического сигнала с фронтальной стороны его звукового динамика, а другой его конец направлен и приближен на расстояние от 50 до 300 мм к исследуемому техническому средству, которое расположено так, что перпендикулярное сечение по середине исследуемого технического средства совпадает с плоскостью, проходящей через середину электромагнитной системы динамика под углом 90° к его продольной оси, и на расстоянии от 1500 до 3000 мм от блока формирования тестового акустического сигнала, а также введена в блок поиска низкочастотных сигналов измерительная антенна.

2) особенность заключается в том, что дополнительно введен акустический волновод с диаметром не менее диаметра диффузора звукового динамика, который одним концом подключен и закреплен к блоку формирования тестового акустического сигнала с фронтальной стороны его звукового динамика, а другой конец направлен и приближен на расстояние от 50 до 300 мм к исследуемому техническому средству, которое расположено так, что перпендикулярное сечение по середине исследуемого технического средства совпадает с плоскостью, проходящей через середину электромагнитной системы звукового динамика под углом 90° к его продольной оси, и на расстоянии от 1500 до 3000 мм от блока формирования тестового акустического сигнала, а также введена в блок поиска низкочастотных сигналов измерительная антенна.

На фиг.1 представлена структурная схема заявляемого устройства.

На фиг.2 представлен эскиз по размещению отдельных его узлов.

Заявленное устройство (фиг.1) содержит исследуемое техническое средство (ИТС), блок управления исследуемым техническим средством (БУИТС), блок формирования тестового акустического сигнала (БФТАС) со звуковым динамиком (ЗД), акустический волновод (АВ) с диаметром не менее диаметра диффузора ЗД, выполненный, например, из трубы гофры или составных заменяемых и соединенных через фланцы элементов, из которых конечный со стороны ИТС элемент может быть выполнен в виде цилиндрического или расширяющегося раструба, позволяющий изменять свою длину и изгиб, изготовлен из материалов с малым коэффициентом звукопоглощения, блок измерения звукового давления (БИЗД), первый и второй блоки поиска соответственно высокочастотных сигналов (БПВЧС) с комплектом измерительных антенн и низкочастотных сигналов (БПНЧС) с измерительной антенной и комплектом измерительных средств для подключения к проводным линиям, блок анализа сигналов (БАС) и управляющую ПЭВМ.

При этом управляющий вход ИТС подключен к выходу БУИТС. Выход БФТАС с опорным тестовым сигналом, а также выходы БИЗД, БПВЧС, БПНЧС раздельно подключены к информационным входам БАС. Информационный вход БПНЧС подключен к проводной линии ИТС. Управляющие входы вышеперечисленных блоков через шину управления подключены к ПЭВМ (ноутбук).

Кроме того, АВ одним концом подключен и закреплен к БФТАС с фронтальной стороны его ЗД, а другой его конец направлен и приближен (фиг.2) на расстоянии от 50 до 300 мм к ИТС, которое расположено так, что перпендикулярное сечение по середине ИТС совпадает с плоскостью, проходящей через середину электромагнитной системы (ЭМС) ЗД под углом 90° к его продольной оси, и на расстоянии от 1500 до 3000 мм от БФТАС.

Таким образом, место установки ИТС задано с учетом диаграммы направленности побочного излучения магнитной составляющей электромагнитного поля ЗД, которая на месте установки ИТС, а также вокруг него на расстоянии не менее 1500 мм имеет наименьшие уровни этих излучений.

Работает устройство, реализующее предлагаемый способ, следующим образом.

В БФТАС формируется тестовый акустический сигнал, который подается в начало АВ. На его конце БИЗД измеряется уровень звукового давления и при необходимости БФТАС устанавливается необходимый его уровень, которым с расстояния в зависимости от методических требований от 50 до 300 мм воздействуют на ИТС. Затем проводятся измерения БПНЧС низкочастотных сигналов в линиях, а также в магнитных и электрических полях, а БПВЧС высокочастотных сигналов в магнитных и электрических полях от ИТС на расстоянии в зависимости от методических требований от 1500 до 3000 мм от него.

Выявленные БПНЧС и БПВЧС сигналы анализируются БАС с использованием опорного тестового сигнала, сформированного БФТАС, и управления ИТС через БУИТС для определения принадлежности выявленных сигналов ИТС и обнаружения эффекта возникновения их за счет акустоэлектрических преобразований с локализацией мест возникновения.

При этом все измерения проводятся при наименьших уровнях побочных излучений тестового сигнала по магнитной составляющей электромагнитного поля ЗД, что, как показала экспериментальная проверка, на (32-35) дБ улучшает отношение сигнал/помеха.

Сказанное выше подтверждает достижимость технического результата, заключающегося в уменьшении побочных излучений тестового сигнала по магнитной составляющей электромагнитного поля от ЗД на месте расположения ИТС с обеспечением локализации и исследований эффекта акустоэлектрических преобразований в диапазоне частот тестового сигнала по электромагнитным полям, и тем самым обеспечивается решение поставленной задачи по повышению разрешающей способности способа при локализации и исследовании акустоэлектрических преобразований в ИТС.

Источники информации

1. Световидов В.Н. Способ обнаружения параметрической микромодуляции в подключенной к проводным коммуникационным линиям радиоэлектронной аппаратуры, реализуемый изделием «АРФА». Патент Ru № 2199189, МПК Н04М 3/26 (http://www.phreaking.rn).

2. Программно-аппаратный комплекс для проведения акустических и виброакустических измерений «Спрут-7А». Информационные материалы. Изд. НПЦ «НЕЛК». М., 2007 г. (http://www.nelk.ru/node/476 ).

3. Система исследования эффекта акустоэлектрических преобразований в технических средствах «ТАЛИС», http://www.geroltd.ru/Catalog/Info/Ocenka/Acusto-electr/Talis.htm.