Повышение эффективности обнаружения закладных устройств с помощью нелинейного локатора

Характерная особенность настоящего времени – непримиримая борьба за лидерство как между государствами, так и коммерческими структурами в различных сферах деятельности (политической, экономической и предпринимательской). В этой борьбе вопросы овладения информацией и дальнейшего использования ее в своих интересах, занимают одно из ведущих мест. Информация стала товаром и орудием, предназначенным для получения прибыли или достижения политических  целей. Поэтому задача обеспечения защиты информации (ЗИ) становится особенно актуальной.       

В борьбе за овладение  информацией широкое распространение получило применение подслушивающей аппаратуры и закладных устройств (ЗУ). Сочетание относительно невысокой цены и высокой эффективности таких устройств, а также отсутствие строгих правовых норм делают данный канал утечки информации одним из самых опасных. Для обнаружения закладных устройств [1], в соновном, используются два способа: пассивное обнаружение (к данному способу относится контроль радиоэфира с помощью  приемных средств) и активное обнаружение (обнаружение объектов с помощью локации). Локация, в свою очередь, может осуществляться радиолокационным зондированием конструкций на предмет  обнаружения инородных тел, имеющих более высокую плотность, либо более надежным нелинейным зондированием.

Способность обнаруживать изделия радиоэлектроники с помощью нелинейного локатора основана на физическом свойстве полупроводниковых приборов, заключающемся в том, что при их облучении зондирующим сигналом происходит преобразование частоты сигнала в кратные гармоники с их последующим излучением в эфир. При этом процесс преобразования не зависит от состояния облучаемого радиоэлектронного устройства (активное или пассивное). Прием локатором любой высшей гармоники собственного излучения однозначно устанавливает наличие в зоне зондирования полупроводникового p-n перехода, что может свидетельствовать о наличии замаскированного радиоэлектронного устройства. Таким образом, нелинейный локатор (НЛ) является эффективным средством обнаружения устройств, содержащих полупроводниковые компоненты (ППК).

В настоящее время на рынке Украины достаточно широко представлены НЛ многих фирм из различных стран. Все НЛ по характеру зондирующего сигнала разделяются на локаторы импульсного и непрерывного излучения.

Достоинством импульсного НЛ является больший мгновенный уровень воздействия на ППК при заданном среднем уровне мощности излучения, что повышает уровень переизлученного сигнала на гармониках, и, соответственно, увеличивает вероятность обнаружения закладного устройства при заданной чувствительности приемника гармоник. Однако значительный уровень импульсной мощности, излучаемой импульсным НЛ, влечет за собой ряд недостатков:

– опасность разрушающего воздействия на радиэлектронное оборудование, случайно попавшее в зону облучения;

– значительный уровень помех радиосвязи, так как большинство НЛ работает в диапазоне мобильной связи;

– легкость обнаружения из соседних помещений оперативных мероприятий по выявлению закладных устройств.

Недостатком НЛ непрерывного излучения вследствие относительно небольшого уровня излучения, непосредственно возбуждающего ППК, является требование высокой чувствительности приемника переизлученного сигнала. Это требование вполне достижимо, учитывая узкополосность принимаемого сигнала.

Идентификация закладного устройства в НЛ выполняется путем сравнения уровней сигналов, принимаемых на второй или второй и третьей гармониках частоты воздействия. Необходимость регистрации третьей гармоники [1] вызвана потенциальной возможностью селекции электронных изделий и металлических контактов или ржавых частей в железобетонных конструкциях. Однако следует констатировать, что регистрация третьей гармоники абсолютно не гарантирует (даже на 30%) эффект селекции. По физическому принципу преобразования сигнала радиоэлектронные устройства излучают не только вторую, но и третью гармонику, причем в большинстве случаев уровень ее много больше, чем от металличесикх контактов. Кроме того, в силу того же физического принципа, при изменении температуры  окружающей среды всего на  1 градус уровень третьей гармоники от электронных устройств возрастает в 1.2 раза. Таким образом, в зависимости от температуры  в обследуемых помещениях, этот параметр существенно меняется и произвести однозначную идентификацию простым фиксированием двух гармоник не представляется возможным.

Имеющиеся на рынке Украины НЛ оснащены простыми визуальными индикаторами, отображающими соотношение уровней 2-й или 2-й и 3-й гармоник. Достоверность обнаружения ЗУ таким способом действительно невысока и  зависит от ряда условий: отношение сигнал/помеха в каналах приема;  соотношение коэффициентов передачи трактов приема 2-й и 3-й гармоник;  уровней излучения передающего устройства на 2-й и 3-й гармониках.

Отсутствие информации о перечисленных условиях превращает НЛ только в индикатор наличия электрической неоднородности того или иного вида, что приводит к слишком большому значению ложных тревог.

В НПП “Фотон” разработан НЛ непрерывного излучения.

Целью разработки являлось повышение эффективности выявления ЗУ. Если зафиксировать некоторые значения вероятности ложной тревоги НЛ (Рл.тр. = const) и минимизировать  вероятность  пропуска  сигнала  отклика  на  2-й  и  3-й  гармониках  (Рпр.с.®min), то оценить обнаружительную способность НЛ можно, используя критерий Неймана-Пирсона. Для реализации этого подхода в НЛ были применены следующие конструктивные решения:

–  уменьшена вероятность ложных тревог при обнаружении ( снижены требования к качеству используемых конструктивных компонентов в НЛ) благодаря применению двухчастотного зондирующего сигнала и приема на комбинационных частотах  сигнала - отклика;

– автоматическая  калибровка  коэффициентов  передачи  каналов  приема переизлученных сигналов;

–  текущее определение и отображение отношения сигнал/помеха в каналах;

– вычитание из принятой смеси среднего уровня помехи и вывод на индикатор истинного соотношения уровней сигналов в каналах, инвариантно к уровню помех и разбросу усиления каналов.

– предусмотрена  регулировка  уровня  мощности  облучающего  сигнала, обеспечивающая выбор оптимальных условий обнаружения на конкретном объекте, позволяющая перед началом работы калибровать НЛ по имитатору с заранее известными характеристиками переизлученного сигнала, фиксация этого значения и после повторного включения генератора и обеспечение автоматизации процесса обнаружения ЗУ.