Особенности постановки виброакустических помех

 

Несмотря на то, что некоторые системы постановки виброакустических помех обладают достаточно мощными генераторами и эффективными электроакустическими преобразователями, обеспечивающими значительные радиусы действия, критерием выбора количества преобразователей и мест их установки должны быть не максимальные параметры систем, а конкретные условия их эксплуатации.

Так, например, если здание, в котором находится выделенное помещение, выполнено из сборного железобетона, электроакустические преобразователи системы зашумления должны располагаться на каждом элементе строительной конструкции, несмотря на то, что в процессе оборудования помещения измерения могут показать, что одного преобразователя достаточно для зашумления нескольких элементов (нескольких плит перекрытия или нескольких стеновых панелей). Необходимость такой методики установки преобразователей продиктована отсутствием временной стабильности акустической проводимости в стыках строительных конструкций. В пределах каждого элемента строительной конструкции предпочтительно выбирать места установки преобразователей в области геометрического центра этого элемента.

Следует отметить особую важность технологии крепления преобразователя к строительной конструкции. В акустическом плане крепежные приспособления являются согласующими элементами между источниками излучения - преобразователями и средой, в которой это излучение распространяется, т.е. строительной конструкцией. Поэтому крепежное устройство (помимо того, что оно должно быть точно рассчитано) должно не только прочно держаться в стене, но и обеспечивать полный акустический контакт своей поверхности с материалом строительной конструкции. Это достигается исключением щелей и зазоров в узле крепления с помощью клеев и вяжущих материалов с минимальными коэффициентами усадки.

Важным параметром, характеризующим работу системы постановки виброакустических помех, является уровень паразитных акустических шумов, излучаемых в объем выделенного помещения. Эти шумы генерируются двумя источниками. Во-первых, это вибрация защищаемых строительных конструкций. В общем случае, если создана оптимальная вибрационная помеха, эти шумы не зависят от системы зашумления и могут быть минимизированы только путем увеличения равномерности плотности энергии помехи в плоскости защищаемой конструкции за счет увеличения количества преобразователей. Вторым источником акустических шумов является собственно работающий преобразователь. Акустическое излучение вибропреобразователей можно существенно снизить, размещая их в заранее подготовленных в строительных конструкциях

 

 

 

Рис. 4.6. Установка вибропреобразователя: 1- основная строительная конструкция; 2- преобразователь; 3- крышка

нишах, закрытых, например, штукатуркой после установки преобразователя (рис. 4.6).

Более простым, но не менее эффективным способом снижения уровня паразитных акустических шумов является применение акустических экранов.

Экран представляет собой легкую жесткую конструкцию, отделяющую преобразователь от объема выделенного помещения. Схема установки и эффективность действия экранов показана на рис. 4.7.

На графике видно, что применение экрана снижает акустическое излучение преобразователя на 5...17дБ, причем наибольший эффект достигается в области средних и

 

 

P, дБ 4

1

60

2 50

5

40

6

3 30

 

F, кГц

а) б)

 

 

Рис. 4.7. Схема установки (а) и эффективность действия экранов (б): 1 - основная строительная конструкция; 2- преобразователь; 3- акустический экран; 4- стены и преобразователи без экрана; 5- стены и преобразователи в экране; 6 - собственно стены

 

высоких частот, т.е. в области наибольшей слышимости. Экран следует устанавливать таким образом, чтобы его внутренняя поверхность не соприкасалась с корпусом преобразователя и в местах прилегания экрана к строительной конструкции отсутствовали щели и неплотности.

Рекомендации по выбору систем виброакустической защиты

 

В настоящее время на рынке средств защиты информации системы виброакустического зашумления представлены достаточно широко, и интерес к ним постоянно возрастает.

Следует отметить, что сопоставление параметров различных систем только на основании данных фирм-производителей невозможно из-за различия теоретических концепций, методик измерения параметров, условий производства.

Фирмой «МАСКОМ» были проведены исследования наиболее известных в России систем виброакустического зашумления. Целью работы являлось выполненное по единой методике измерение и сравнение основных электроакустических параметров систем зашумления, установленных на реальных строительных конструкциях.

Анализ результатов работы позволил сделать следующие выводы:

1. Наиболее проблематичным является зашумление массивных строительных конструкций, имеющих высокий механический импенданс (стены толщиной 0,5 м).

2. Большинство систем виброакустического зашумления создают эффективные вибрационные помехи только на элементах строительных конструкций с относительно низким механическим импендансом (стекла, трубы). Уровень создаваемых вибрационных ускорений на стекле, как правило, на 20 дБ выше, чем на кирпичной стене.

3. Основным элементом, определяющим качество создаваемого вибрационного сигнала, является виброакустический преобразователь (вибродатчик).

4. Во всех рассмотренных системах, за исключением VNG-006, VNG-006DM и «Шорох», генераторы создают помеховый сигнал, близкий по спектральному составу белому шуму.

5. В большинстве рассмотренных систем, кроме «Порог-2М» и «Шорох», не предусмотрена возможность корректировки формы спектров вибрационных помех, необходимая для оптимального зашумления различных строительных конструкций.

На рис. 4.8, 4.9 приведены спектры вибрационных шумов, создаваемых исследованными системами при работе на кирпичной стене толщиной 0,5 м и бетонном перекрытии толщиной 0,22 м.

 

 

Рис. 4.8. Спектральные характеристики систем на кирпичной стене толщиной 0,5 м при расстоянии от вибратора до точки контроля 3 м: 1 - система «Шорох»; 2- VNG-006DM; 3- система «Порог 2М» при расстоянии 0,8 м; 4 - VNG-006 (1997 г.); 5- VAG-6/6; 6- система «Порог 2М» при расстоянии 3 м; 7-ANG-2000; 8- ускорения, возбуждаемые акустическим сигналом 75 дБ; 9- VNG-006 (1998 г.); 10- система NG-502M

 

 

По эксплуатационно-техническим характеристикам существующие системы виброакустического зашумления можно подразделить на несколько групп:

Системы, имеющие «завал» в области нижних частот спектра (как правило, на частотах до 1 кГц) при достаточном интегральном уровне зашумления. Создаваемая ими в узкой полосе частот мощная помеха сильно снижает разборчивость, но может быть нейтрализована методами узкополосной фильтрации. К этой группе относятся VAG 6/6, VNG-006 (1997 г.).

Системы обеспечивающие эффективное зашумление в полосе от 450 до 5000 Гц. Съем информации при использовании таких систем вряд ли возможен, однако требованиям Гостехкомиссии России они все же удовлетворяют не в полной мере. В эту группу входят VNG-006 (1998 г.) и NG-502M.

Системы, сертифицированные Гостехкомиссией России. К ним относится ANG-2000, сертифицированный на вторую категорию. Системы, удовлетворяющие требованиям Гостехкомиссии России на первую категорию во всем частотном диапазоне и способные претендовать на сертификацию по этой категории - «Порог-2М» и «Шорох», являются адаптивными, их параметры могут изменяться в широких пределах и обеспечить тем самым оптимальную защиту.

Колебательное ускорение поверхности стены g = 9,8 м/с²

200 500 1000 2000 5000 F, Гц

Рис. 4.9. Спектральные характеристики систем на бетонном перекрытии толщиной 0,22 м при расстоянии от вибратора до точки контроля 3 м:

1 -система «Шорох»; 2- VAG-6/6; 3-VNG-006 (1997 г.); 4 - VNG-006DM; 5- ANG-2000; 6-VNG-006 (1997 г.); 7-система NG-502M; 8- ускорения, возбуждаемые акустическим сигналом 75 дБ

 

Настройка системы «Порог-2М» происходит в автоматическом режиме. Система воспроизводит речевой сигнал, анализирует в узких полосах вибрационные колебания строительной конструкции, вызванные этим сигналом, формирует спектр вибрационных помех, необходимый для обеспечения выбранного уровня защиты, оценивает результат и делает заключение о выполненной задаче. Весьма эффектно наличие голосового сопровождения производимых системой операций. Несколько снижает потребительские качества системы недостаточная эффективность вибраторов, радиус действия которых на конструкциях толщиной 0,5 м составляет порядка 0,8 м. Кроме того, не совсем понятен механизм автоматической настройки в условиях высокого уровня структурных помех.

Система «Шорох» не является автоматической, настройка производится оператором после ее монтажа в выделенном помещении. Грубый выбор формы спектра осуществляется переключателями фильтра, формирующего белый шум, розовый шум и шум, спадающий в сторону высоких частот со скоростью 6 дБ/окт. Тонкая регулировка формы спектра производится в октавных полосах с помощью встроенного эквалайзера. Радиус эффективного действия вибраторов системы «Шорох» на кирпичной стене 0,5 м составляет порядка 6 м.

Подавление диктофонов

 

Резкое уменьшение габаритов и усиление чувствительности современных диктофонов привело к необходимости отдельно рассмотреть вопрос об их подавлении.

Для подавления портативных диктофонов используют устройства представляющие собой генераторы мощных шумовых сигналов дециметрового диапазона частот. Импульсные помеховые сигналы воздействуют на микрофонные цепи и усилительные устройства диктофонов, в результате чего оказываются записанными вместе с полезными сигналами, вызывая сильные искажения информации. Зона подавления, определяемая мощностью излучения, направленными свойствами антенны, а также типом зашумляющего сигнала обычно представляет собой сектор шириной от 30 до 80 градусов и радиусом до 5 м.

Дальность подавления современными средствами сильно зависит от нескольких факторов:

- тип корпуса диктофона (металлический, пластмассовый);

- используется выносной микрофон или встроенный;

- габариты диктофона;

- ориентация диктофона в пространстве.

По типу применения подавители диктофонов подразделяются на портативные и стационарные. Портативные подавители («Шумо-трон-3», «Шторм», «Штурм»), как правило, изготавливаются в виде кейсов, имеют устройство дистанционного управления, а некоторые («Шумотрон-3») и устройства дистанционного контроля. Стационарные («Буран-4, «Рамзес-Дубль») чаще всего, выполняются в виде отдельных модулей: модуль генератора, модуль блока питания, антенный модуль. Такое конструктивное решение позволяет наиболее оптимально разместить подавитель на конкретном объекте. В силу того, что подавитель имеет ограниченную площадь подавления, то в некоторых случаях возможно применение нескольких стационарных подавителей для формирования необходимой площади покрытия. При попадании диктофона в зону действия подавителя в его слаботочных цепях (микрофон, кабель выносного микрофона, микрофонный усилитель) наводится шумовой сигнал, которым модулируется несущая частота подавителя диктофона. Величина этих наводок находится в прямой зависимости от геометрических размеров этих цепей. Чем меньше габариты диктофона, тем меньше эффективность подавления. Далее приводятся результаты испытаний некоторых моделей современных подавителей.

Исходные данные:

• испытания проводятся в отсутствии мощных электромагнитных помех на испытательном стенде;

• стенд представляет собой стол, установленный в центре помещения площадью 50 кв. м, на котором установлен подавитель диктофонов в подготовленном для работы состоянии;

• эффективность подавления оценивается группой из 10 экспертов по пятибалльной системе. Критерии оценки приводятся в табл. 4.6.

 

Таблица 4.6

№ п.п	Характеристика качества разговора	Балл
	Полное отсутствие напряженности при прослушивании
	Внимание при прослушивании напрягается, но без заметных усилий, голос узнаваем несомненно
	При прослушивании требуется постоянное, но не исключительное напряжение внимания, голос узнаваем
	Прослушивание возможно, но испытываются большие затруднения, особенно при распознавании необычных слов, голос неузнаваем
	Прослушивание практически невозможно

 

 

• исследуемым сообщением является текст, поочередно зачитываемый, каждым из экспертов;

• эксперт, читающий текст, садится на расстоянии 1 м от микрофона диктофона вне зоны действия подавителя;

• используется встроенный микрофон диктофона; диктофон в режиме записи располагается в горизонтальной плоскости под углом 20 град к оси основного лепестка и в вертикальной плоскости под углом 30 град к нормали основного лепестка, т.е. в двух пространственных положениях соответствующих минимальному и максимальному значению эффективности подавления;

• оценка результатов подавления проводится после перемещения диктофона на 50 см или 25 см (если расстояние менее 1 м) по направлению к антенне подавителя. Результаты проведенных исследований сведены в табл. 4.7.

 

Таблица 4.7

Диктофон	Расстояние до подавителя, м
3.0	2.5	2.0	1.5	1.0	0.75	0.50	0.25
Шумотрон-3
Спутник 2000
Путник
Olympus L-400
Samsung SVR-S1300
Папирус
Буран-4
Спутник 2000
Путник
Olympus L-400
Samsung SVR-S1300
Папирус
Рамзес-дубль
Спутник 2000
Путник
Olympus L-400
Samsung SVR-S1300
Папирус
Шторм
Спутник 2000
Путник
Olympus L-400
Samsung SVR-S1300
Папирус

 

 

Как видно из результатов исследования, дальность подавления, прежде всего, зависит от конкретной модели диктофона. У экранированных диктофонов дальность подавления заметно ниже и лежит в пределах: 0,1...1,5 м. Эффективность подавления диктофонов в пластмассовом корпусе, по сравнению с экранированными, более высокая. Дальность подавления этих диктофонов лежит в пределах: 1,5...4 м.

Данная дальность подавления диктофонов, как правило, не обеспечивает требуемую степень защиты от утечки речевой информации и поэтому наиболее эффективным, при защите от несанкционированной записи на диктофон, остаются организационные меры, основанные на недопущении в контролируемое помещение, в момент проведения важных переговоров лиц с диктофонами.

В настоящее время появились устройства подавления диктофонов, представляющие собой генераторы ВЧ сигнала со специальным видом модуляции. Воздействуя на цепи записывающего устройства, сигнал, после навязывания, обрабатывается в цепях АРУ совместно с полезным сигналом, значительно превосходя его по уровню и, соответственно, искажает его. Одним из таких устройств является подавитель диктофонов «Сапфир». Остановимся на нем подробнее.

Главной отличительной особенностью «Сапфира» является использование высокочастотного сигнала, промодулированного рече-подобным шумом, что дает возможность добиться плохой разборчивости даже при соотношении сигнал/шум равным 1. Также особенностью нового подавителя является возможность формировать оптимальную зону подавления за счет распределенной антенной системы подавителя. «Сапфир» имеет три типа антенн с различными диаграммами направленности, совместное использование которых позволяет сформировать необходимую диаграмму направленности для защиты зала переговоров, либо для использования в переносном варианте с автономным источником питания (табл. 4.8).

 

Таблица 4.8

 

Антенна	Назначение, технические характеристики	Ширина ДН	Минимальная дальность подавления
Горизонтальная плоскость	Вертикальная плоскость
№1	Предназначена для установки под поверхностью стола. Диаграмма направленности имеет два лепестка, направленных в противоположные стороны	110^0	90^0	2м в каждом направлении
№2	Предназначена для установки под поверхностью стола, либо на подвесном потолке непосредственно над поверхностью стола. Диаграмма направленности имеет один лепесток, перпендикулярный плоскости антенны	70^0	90^0	2м
№3	Предназначена для установки под поверхностью стола, либо в мобильном варианте. Диаграмма направленности имеет один лепесток, направленный вдоль плоскости антенны	60^0	80^0	2м

 

 

«Сапфир» применяют в мобильном варианте. В этом случае его размещают в кейсе (а), в сумке (б) работает он от автономного питания с антенной с нужной диаграммой направленности. Может также применяться и стационарный вариант (в). Управление осуществляется скрытно с помощью малогабаритного брелка радиоуправления.