ХОРЕВ Анатолий Анатольевич,
профессор, доктор технических наук
Московский государственный институт электронной техники (Технический университет),
профессор.

АНАЛОГОВЫЕ АКУСТИЧЕСКИЕ РАДИОЗАКЛАДКИ

Источник: журнал "Спецтехника и связь"

Электронные устройства перехвата акустической (речевой) информации, использующие для передачи информации радиоканал, часто называются акустическими радиозакладками. Они являются одними из доступных и распространенных средств акустической разведки. В статье рассмотрены основные характеристики и особенности акустических радиозакладок, использующих для передачи информации аналоговые сигналы с частотной модуляцией. В качестве иллюстрации приведен внешний вид типовых акустических радиозакладок иностранного производства как в обычном, так и в камуфлированном исполнении.

В электронных устройствах перехвата акустической (речевой) информации (далее акустических закладках) для преобразования речевого сигнала в электрический используются следующие виды датчиков: микрофоны - преобразователи акустических сигналов, распространяющихся в воздушной среде; вибродатчики (контактные микрофоны) - преобразователи виброакустических сигналов, распространяющихся по строительным конструкциям и инженерным коммуникациям зданий.

Закладные устройства с датчиками микрофонного типа устанавливаются или непосредственно в служебных помещениях, предназначенных для проведения конфиденциальных мероприятий (далее выделенных помещениях), или в выходах кондиционеров и каналах систем вентиляции смежных с выделенными помещений. В них используются микрофоны с чувствительностью 30 - 50 мВ/Па, обеспечивающие регистрацию тихой речи (уровень громкости 64 дБ) на удалении до 7 - 10 м от ее источника.

Перехватываемая акустическими закладками информация может передаваться к внешним средствам регистрации по радиоканалу, оптическому каналу, электросети переменного тока и телефонным линиям.

Акустические закладки, передающие информацию по радиоканалу, представляют собой специальные миниатюрные радиопередатчики и часто называются радиозакладками.

Радиозакладки могут быть выполнены в виде отдельного модуля или закамуфлированы под предметы повседневного обихода: пепельницу, электронный калькулятор, электролампочку, зажигалку, наручные часы, авторучку, вазу и т.п.

Питание радиозакладок осуществляется от автономных источников питания (аккумуляторов, батарей), электросети переменного тока или телефонной сети.

Внешний вид некоторых радиозакладок в обычном исполнении с питанием от автономных источников представлен на фото 1 – 6 , а основные характеристики акустических радиозакладок – в табл. 1 – 5 [1 – 6, 8 – 15].

Такие закладки имеют сравнительно небольшие размеры и вес и предназначены для быстрой скрытой установки в контролируемом помещении. Микрофоны могут быть как встроенные (фото 1б), так и выносные (фото 1а) [4]. Элементы питания устанавливаются или непосредственно в корпус закладки или в специальный контейнер.

а)

б)
Фото 1. Акустические аналоговые радиозакладки:
 а -RLM-2VOX-1; б -ZA-2 (время работы – до 18 ч)

а)

б)
Фото 2. Акустические аналоговые радиозакладки:
а – MICRO 2 MAGNETIC; б –UHF-STEbatteria

а)

б)
Фото 3. Акустические аналоговые радиозакладки:
 а - PKI 2265; б - MINI MICROFONO

а)

б)
Фото 4. Акустические аналоговые радиозакладки
в обычном исполнении: а -MicroPLL; б -SIM-SAW-103

а)

б)
Фото 5. Акустические радиозакладки
в обычном исполнении: а -TXFM ; б -TXABASE

а)

б)
Фото 6. Акустические аналоговые радиозакладки
со встроенными элементами питания:
а - Inca TXFM Bubble Gum; б - Inca TXF Bubble Gum

Таблица 1.
 

Характеристика	Изделие
	SIM–SAW-13	SIM–SAW-14	SIM–SAW-16
Частота, МГц	293 – 325	403 – 447	640 – 680
Вид модуляции	WFM
Выходная мощность, мВт	1
Диапазон НЧ-сигнала, Гц	100 – 7000
Размеры, мм	29x7x4
Питание, В	3 (CR2450)
Примечание	выносной микрофон (до 1 м); стабилизация частоты – ПАВ; отсутствие гармоник; рабочий диапазон частот от 0 до +60° С.

Таблица 2

Характеристика	Изделие
	SIM–SAW-103	SIM–SAW-104	SIM–SAW-106
Частота, МГц	293 – 325	403 – 447	640 – 680
Вид модуляции	WFM
Выходная мощность, мВт	10
Диапазон НЧ-сигнала, Гц	100 – 7000
Размеры, мм	29x7x4
Питание, В	3 (CR2450)
Примечание	выносной микрофон (до 1 м); стабилизация частоты; отсутствие гармоник; рабочий диапазон частот от 0 до +60° С.

Таблица 3

Характеристика	Изделие
	MICRO 2 MAGNETIC	UHF-STE batteria
Частота, МГц	300, 325, 345, 365	416,5 – 423
Вид модуляции	FM	WFM
Выходная мощность, мВт	50	5 – 7
Диапазон НЧ- сигнала, Гц	-	200 – 6000
Размеры, мм	∅23x14	∅30x18
Масса, г	-	35
Питание, В	1xVL2330	1xCR2450
Время работы от батарейки, ч	48
Примечание	крепится на металлическую поверхность с использованием специального магнита	вид исполнения – «таблетка»; длина антенны 160 мм

Таблица 4

Характеристика	Изделие
	SIM-A-60	SIM-A-31
Частота, МГц	303,8 - 315	10,5 ГГц
Вид модуляции	WFM	WFM
Выходная мощность, мВт	0,5 (1,2 В) - 30 (6 В)	30
Размеры, мм	18x9x2	40x27x13
Масса, г	-	25
Питание, В	DC: 1,2 - 6	DC: 8 - 14
Примечание	кварцевая стабилизация частоты; выносной микрофон; антенна – провод 1/4L; ток потребления 3 мА; дальность передачи 50 – 100 м	дистанционное управление; специальная система подавления шумов; разъем для подключения внешнего микрофона

Таблица 5

Характеристика	Изделие
	nca TXFM	Inca TXF
Диапазон частот, МГц	150 – 174 (320 – 330)	150 – 174 (320 – 330)
Полоса НЧ-сигнала, кГц	0,3 – 6	0,1 – 5
Мощность передатчика, мВт	45 (30)	80 (60)
Вид модуляции сигнала	NFM ( ± 3 кГц)	NFM ( ± 3 кГц)
Размеры, мм	35x20x8	46x15x19
Питание, В	3,7 (аккумулятор)
Масса, г	-	20
Время работы от аккумулятора, ч	2,5	4,5
Примечание	микрофон встроенный; время заряда аккумулятора 2,5 ч; динамический диапазон по НЧ-сигналу 30 дБ.	микрофон встроенный; время заряда аккумулятора 3,5 ч; динамический диапазон по НЧ-сигналу 45 дБ.

Большинство радиозакладок с автономными источниками питания имеют мощность излучения от 0,5 – 1 до 5 -10 мВт. Однако в ряде случаев, используются закладки с мощностью излучения до 50 – 150 мВт и более. В радиозакладках в основном используются батареи и аккумуляторы с напряжением питания от 1,5 до 6 В.

В зависимости от мощности излучения и типа источника питания время работы акустической закладки составляет от нескольких часов до нескольких суток и даже месяцев.

Например, в радиозакладке UHF-STE batteria (фото 2б) при использовании в качестве элементов питания одной батарейки типа CR 2450 и мощности излучения 7 – 10 мВт, время автономной работы не превышает 2 суток. А в радиозакладке Inca TXFM Bubble Gum (фото 6а) при использовании встроенного аккумулятора (3,7 В, 110 мА/ч) и мощности излучения 30 мВт время работы не превышает 2,5 ч. При использовании специальных источников питания время работы радиозакладки может составлять до 10 – 14 суток и более [1]. При электропитании радиозакладок от сети переменного тока или телефонной линии время работы не ограничено.
На фото 7, 8 представлены некоторые радиозакладки с питанием от сети 220 В и телефонной линии, а в табл. 6, 7 – их основные характеристики [7, 10, 12].

а)

б)
Фото 7. Акустические аналоговые радиозакладки
с питанием от сети 220 В: а − UHF-220B; б -UNIX2UFN 220/240 VAC

а)

б)
Фото 8. Акустические аналоговые радиозакладки
 с питанием от телефонной линии
в обычном исполнении: а - UHF-003; б -SIM-A64

Таблица 6

Характеристика	Изделие
	SIM–AC–220	SIM–A–64
Частота, МГц	426,990; 428,987; 429,987	303,8 - 315
Вид модуляции	NFM (12 кГц)	WFM
Выходная мощность, мВт	20	30
Дальность передачи, м	150 (в здании)	200
Размеры, мм	30x30x10	18x9x3
Масса, г	16	-
Питание, В	AC 220 В	от телефонной линии
Примечание	кварцевая стабилизация частоты; система VOX; выносной микрофон; антенна – внешняя 3 см	кварцевая стабилизация частоты; выносной микрофон; антенна – провод 1/4l

Таблица 7

Характеристика	Изделие
	UHF-220B	UHF-003
Частота, МГц	400 – 480
Вид модуляции	WFM
Дальность передачи, м	800 (в свободном пространстве)	600 (в свободном пространстве)
Размеры, мм	20x4x35	30x4x40
Питание	AC 220 В	от телефонной линии

Сетевые адаптеры или встраиваются непосредственно в корпус закладки или выполняются в виде отдельных модулей [7, 10, 14]. Технически можно изготовить закладку, передающую информацию практически в любом диапазоне радиоволн. Однако широкое распространение нашли закладки, работающие в диапазоне УКВ (VHF и UHF).

Для передачи информации используются VHF- (метровый), UHF- (дециметровый) и GHz- (ГГц) диапазоны длин волн. Наиболее часто используются диапазоны частот: 130 - 174 МГц; 350 – 450 МГц; 850 – 960 МГц; 1,1 – 1,3 ГГц; 1,8 -1,9 ГГц; 2,4 ГГц; 5,6 – 5,8 ГГц. Однако не исключено использование и других поддиапазонов. Например, радиозакладка SIM-A-31T работает в диапазоне 10,5 ГГц [12].

По способу стабилизации несущей частоты передатчика радиозакладки можно разделить на: нестабилизиованные, с кварцевой стабилизацией частоты, а также со стабилизацией частоты фильтром на поверхностных акустических волнах.

Нестабилизированные радиозакладки можно изготовить в сверхминиатюрном виде, однако они имеют ряд существенных недостатков, к основному из которых относится значительная нестабильность несущей частоты и зависимость ее от внешних факторов. Например, частота излучения может изменяться при приближении к антенне передатчика человека или металлического предмета. Невысокая стабильность частоты приводит к необходимости использовать для приема информации приемники с автоматической подстройкой частоты или приемники со сравнительно большой полосой пропускания, что, конечно, приводит к уменьшению дальности передачи информации. Такие закладки используются в основном в метровом и дециметровом диапазонах длин волн.

Значительно лучшей стабильностью частоты обладают радиозакладки с кварцевой стабилизацией, их часто называют кварцованные. Они практически не подвержены влиянию внешних факторов. Однако традиционное техническое решение создания стабильных по частоте передатчиков – применение кварцевого автогенератора и цепочки умножителей частоты − приводит к появлению паразитных излучений на гармониках и субгармониках несущей частоты передатчика. Несмотря на то, что у современных радиозакладкок ослабление излучений на гармониках составляет 20 - 40 дБ, эти излучения обнаруживаются средствами радиоконтроля.

Развитие новой технологии малогабаритных высокодобротных диэлектрических резонаторов привело к созданию твердотельных колебательных систем на поверхностных акустических волнах в виде линии задержки, использующих эффект внутреннего отражения электромагнитных волн в диэлектрических телах. Основой такого резонатора является кварцевая пластина, вырезанная из монокристалла кварца, на поверхность которой нанесен тонкий слой металла. В металле с использованием фотолитографии сформирована структура резонатора. Электрический высокочастотный сигнал посредством преобразователей создает на поверхности кварца механические (акустические) колебания, распространяющиеся в виде волны.

Такая волна получила название «поверхностная акустическая волна» (ПАВ). Максимальная эффективность преобразования достигается на частоте синхронизма, то есть на такой частоте подводимого электрического сигнала, когда длина волны акустических колебаний совпадает с пространственным периодом электродов преобразователя. Например, на частоте 433,92 МГц длина волны акустических колебаний составляет 7 мкм. Использование для стабилизации частоты задающего генератора фильтров на поверхностных акустических волнах, настроенных непосредственно на его рабочую частоту, позволило значительно снизить, а в ряде случаев практически полностью исключить паразитные излучения передатчиков на 2-й и 3-й гармониках. Кварцевая стабилизация частоты и стабилизация на ПАВ широко используются в передатчиках дециметрового и сантиметрового диапазонов длин волн.

В передатчиках радиозакладок, как правило, осуществляется модуляция несущей частоты. Редко используются закладки с модуляцией сигнала промежуточной частоты или двойной модуляцией, как, например, радиозакладка РК-1970-SS [1]. Прием информации, передаваемой подобной закладкой, должен осуществляться на специальный приемник, что также увеличивает скрытность передачи информации. Попытка прослушать сигнал обычным приемником ни к чему не приведет, - после демодуляции будет слышен лишь шум.

При использовании для передачи информации простых сигналов в основном применяется частотная широкополосная (WFM) или частотная узкополосная (NFM) модуляция частоты. При использовании широкополосной частотной модуляции ширина спектра излучаемого сигнала составляет 30 – 120 кГц, а при использовании узкополосной частотной модуляции – от 6 до 12 кГц. В системах с узкополосной частотной модуляцией применяются в основном передатчики и приемники с кварцевой стабилизацией частоты. Диапазон низкочастотного сигнала определяется используемым видом модуляции и составляет от 100 – 300 Гц до 4 - 7 кГц.

Дальность передачи информации во многом зависит от мощности излучения и вида используемой модуляции. Например, при мощности передатчика 1 мВт и узкополосной частотной модуляции дальность передачи информации в свободном пространстве может составлять до 100 м, при мощности 10 мВт – до 300 м, а при мощности излучения 100 мВт – более 1 км. В условиях городской застройки дальность передачи информации по сравнению со свободным пространством значительно снижается и в большинстве случаев не превышает 100 – 150 м. В случае необходимости передачи информации на большие расстояния используются специальные радиоретрансляторы. А при использовании для ретрансляции каналов сотовой связи дальность передачи информации практически не ограничена [14].

Наиболее простые радиозакладки выпускаются без системы управления включением передатчика, то есть работа на излучение (передача информации) начинается при подключении источника питания. Для увеличения времени работы закладки оборудуются системой управления включением передатчика от голоса (система VAS или VOX). Иногда такую систему называют акустоматом.

Радиозакладка, оборудованная системой VAS, в обычном режиме (режиме дежурного приема) работает как приемник акустических сигналов, при этом потребляемый ток незначителен. При появлении в помещении акустического сигнала (например, при начале разговора) передатчик закладки включается на излучение. После прекращения разговора через определенное время (обычно несколько секунд) передатчик выключается (излучение исчезает) и закладка переходит в режим дежурного приема. Использование системы VAS позволяет значительно (в несколько раз) увеличить время работы закладки от аккумуляторов.

Для повышения скрытности, а также увеличения времени работы большинство профессиональных радиозакладок оборудуется системой дистанционного управления, которое используется для включения и выключения передатчика, а также изменения параметров излучаемого сигнала, например, мощности излучения (табл. 8) [14, 16]. В таких закладках в дежурном режиме напряжение питания подается только на радиоприемное устройство, постоянно готовое к приему сигнала управления, при получении которого подается команда на включение передатчика. Сигналы управления передаются с использованием пультов управления, которые могут быть выполнены в обычном или камуфлированном виде (фото 9) [14]. Для передачи сигналов управления в основном используются VHF- и UHF-диапазоны длин волн. В UHF-диапазоне часто используется диапазон 433 МГц. Для исключения ложных срабатываний сигнал управления кодируется.

В некоторых радиозакладках, например, в PK-2010 S, дистанционное управление используется для изменения параметров излучаемого сигнала и режимов работы. Эта радиозакладка оснащена микропроцессором, в который с помощью подключаемого компьютера Notebook PC записывается программа управления. После записи программы компьютер отключается. Дистанционно управляются следующие параметры: несущая частота (в диапазоне 170 - 204 МГц с шагом 12,5 кГц), выходная мощность (1; 3; 10; 30; 100 мВт), подключение внутреннего или внешнего микрофона, усиление звука (малое, среднее и большое), включение и выключение «компрессора» акустических сигналов, включение и выключение акустомата (системы VAS). Радиозакладка может работать в режимах узкополосной (NFM) и широкополосной (WFM) частотной модуляции [1].

Радиозакладки с дистанционным управлением имеют несколько большие размеры, чем неуправляемые. Блок дистанционного управления может или встраиваться в корпус закладки, или подключаться к закладке в виде отдельного модуля [4, 14].

Таблица 8. Основные характеристики акустических радиозакладок с дистанционным управлением

Характеристика	Изделие
	VIC711-DT	Inca Board TXF RC
Диапазон частот, МГц	430,25 – 439,75 (с шагом 10 кГц)	UHF:320 – 330; U4: 440 – 450
Мощность передатчика, мВт	100 – 800 (дистанционно-управляемая)	UHF: 60; U4: 50
Вид модуляции сигнала	FSK	NFM (± 3 кГц)
Частота сигнала дистанционного управления, МГц	430,25 – 439,75 (настраиваемая)	433,92
Размеры, мм	40x17x6 (без блока питания)	110x45x8
Питание, В	DC: 9 – 10	3,7 (аккумулятор)
Ток потребления в дежурном режиме, мкА		150
Ток потребления в режиме передачи, мА	260	70
Масса, г	-	55
Примечание	микрофон выносной; дистанционное управление мощностью передатчика (пять уровней) и коэффициентом усиления НЧ-сигнала (от -7 до +7 дБ); чувствительность приемника – 95 дБм	микрофон встроенный; время заряда аккумулятора 1,5 ч; полоса НЧ-сигнала от 0,1 до 5 кГц; динамический диапазон по НЧ-сигналу 45 дБ.

В целях повышения скрытности радиозакладки могут камуфлироваться под различные предметы. Наиболее часто закладки камуфлируются под авторучки, калькуляторы, зажигалки, пепельницы, куски гофрированного картона и т.д. (фото 10 – 11) [7, 10]. Они могут быть скрыты в предметах одежды и даже в обуви (фото 12) [9]. Закладки также выпускаются в виде специальных модулей, предназначенных для установки в предметы интерьера или какую-либо аппаратуру. Камуфлированные закладки могут питаться как от автономных источников, так и от сети 220 В или источников питания технических средств, в которые они установлены (фото 13, 14) [7, 10].

а)

б)
Фото 9. Пульты дистанционного управления,
выполненные в обычном (а) и камуфлированном (б) виде


Фото 10. Камуфлированная акустическая
аналоговая радиозакладка TXA PEN


а)

б)
Фото 11. Камуфлированные акустические
аналоговые радиозакладки: а – TXACALC; б – TXAMOUS


Фото 12. Акустическая радиозакладка,
встроенная в каблук ботинка
 

а)

б)
Фото 13. Акустические аналоговые радиозакладки,
встроенные в удлинитель TXAMULT (а) и тройник TXATRP (б)

а)

б)
Рис. 14. Акустические аналоговые радиозакладки,
встроенные в сетевой адаптер для
SPY-NOTEBOOK (а) и блок питания SPY-POWER (б)

По своим характеристикам камуфлированные радиозакладки аналогичны радиозакладкам в обычном исполнении. Например, радиозакладка SPY-PEN, встроенная в авторучку, работает в диапазоне частот от 400 до 480 МГц и использует широкополосную частотную модуляцию WFM. Время непрерывной работы от аккумулятора − до двух суток [10]. Радиозакладка TXA CALC, встроенная в калькулятор, работает в диапазоне частот от 140 до 179 МГц. Мощность излучения закладки составляет 18 мВт, а время непрерывной работы от батареек – 72 ч [7].

Для приема информации от радиозакладок используются портативные сканирующие приемники, а также специальные приемные устройства, имеющие высокую чувствительность (менее 0,5 мкВ при отношении сигнал/шум 12 дБ). Они выпускаются как в обычном, так и камуфлированном виде. Наиболее часто их камуфлируют под бытовые радиоприемники [11, 14, 16].

Большинство специальных приемников оборудуются встроенными цифровыми диктофонами (например, Loke TRASK). Также применяются специальные комплексы, способные одновременно принимать информацию по нескольким каналам и осуществлять ее прослушивание на внутренние динамики или запись на цифровой диктофон [14].

Современные технологии позволяют изготовить наряду со сверхминиатюрными закладками и миниатюрные приемники. Например, специальное приемное устройство VIC 711-DR имеет размеры 40x20x11 мм и обеспечивает прием цифровых сигналов с FSK-модуляцией в диапазоне частот от 430,25 до 439,75 МГц (шаг перестройки – 10 кГц) [16].

Приемники могут быть выполнены даже в сверхминиатюрном исполнении. Например, сверхминиатюрный приемник VHF-диапазона частот имеет массу 1,4 г (с батареей), размеры 17,5´11,5 мм и может быть полностью вставлен в слуховой проход, что исключает его обнаружение. Приемник имеет кварцевую стабилизацию частоты и может быть настроен на любую частоту в диапазоне от 138 до 190 МГц, причем чувствительность приемника не хуже 2 мкВ (при отношении сигнал/шум 10 дБ), а время работы 15 - 30 ч [10].

Литература

1. Anti-terror equipment: catalog. – Germany: PK Electronik International FRG, 1998. – 101 р.
2. Anti-terror equipment: catalog. – Germany: PKI Electronic Intelligence, 2008. – 116 р. + [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.pki-electronic.com/
3. Audio spy microphones [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.gia-servizi.com/prodotti/indexen.htm.
4. AudioSurveillance [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.gcomtech.com/default.aspx.
5. AudioSurveillance [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.brickhousesecurity.com/covert-audio-surveillance.html.
6. Audiosurveillance [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.pki-electronic.com/
7. MicrospieTelefonicheeAmbientali [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.selavio.com/prodotti/microspie.
8. Minispione-Schaltungstechnik / Gunter Wahl. - Baden-Baden : Verl. Fur Technik und Handwerk (vth-Fachbuch). Bd. 4. MW-, VHF/UHF-, Mikrowellen-Minispione, Minipeilsender, Telefon-Applikationen, Stimmverfremder, Spezial-Applikationen. -2.Aufl.-2001. – 79 р.
9. Minispione-Schaltungstechnik / Gunter Wahl. - Baden-Baden: Verl. Fur Technik und Handwerk (vth-Fachbuch). Bd. 3. Laser-Abhoranlage, VHF/UHF-Minispione, Telefon-Minispione, Micro-Fernsteuersender und -empfanger, Minispion-Aufspiirgerate, Plasma- und Laserguns. - 3. Aufl. – 2001. – 173 р.
10. Security and surveillance products. [Электронныйресурс]. – Режимдоступа: http://endoacustica.com/index_en.htm.
11. Selavio Security Systems: prodotti. – Italia, Selavio SS, 2007 [Электронныйресурс]. – Режимдоступа: www.selavio.com.
12. Special Equipment. -Germany: SIM Security & Electronic System gmbh, 2006. – 65 р.
13. Spyequipment [электронныйресурс]. – режимдоступа: http://www.brickhousesecurity.com/spy-gear.html.
14. SurveillanceProductpresentation[Электронный ресурс]. – Электрон. текстовые, граф. (662,7 Мб). – Denmark, Spectronic, 2007. – 1 электрон. опт. диск (CD-ROM).
15. Technical surveillance counter measures (TSCM) [Электронныйресурс]. – Режимдоступа: http://tscm.com/whatistscm.html.
16. UHF Audio Monitoring: product range. – Italy, Torino, B.E.A. S.r.l., 2007. – Р. 3 – 24.