Способ обнаружения несанкционированно установленных на объекте электронных устройств

Способ обнаружения несанкционированно установленных на объекте электронных устройств

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к средствам радиомониторинга электронного оборудования в контролируемой зоне и может быть использовано для выявления несанкционированно установленных в этой зоне радиоэлектронных устройств.

Известны способы обнаружения радиоэлектронных средств (патент РФ №2005112782, класс H04K 3/00; патент РФ №2258242, класс G01S 3/46, 11/02), предусматривающие прием, усиление сигналов, измерение их параметров, определение излучающих радиоэлектронных средств и местоположения источника излучения.

Недостатком данных способов является возможность ложного реагирования на электронные установки, находящиеся за пределами контролируемой зоны, что обусловлено его предназначением для поиска и идентификации активных радиоэлектронных устройств.

Известен способ обнаружения и идентификации электронных устройств (патент РФ №2150120), согласно которому обнаруживают радиочастотные сигналы, принимают их, усиливают и разделяют на спектральные составляющие, сравнивают полученные спектральные составляющие с частотами заранее определенных спектров и по результатам сравнения идентифицируют несанкционированно установленные на объекте электронные устройства (НУОЭУ).

Недостатком данного аналога является низкая достоверность идентификации радиоэлектронных средств, обусловленная ограниченным числом ранее запомненных параметров сигналов известных НУОЭУ.

Наиболее близким по своей технической сущности является способ обнаружения и идентификации несанкционированно установленных на объекте электронных устройств (НУЭОУ) по патенту РФ №2309416 «Способ обнаружения и идентификации несанкционированно установленных на объекте электронных устройств», класс G01R 29/08, заявл. 19.06.2006. Способ-прототип заключается в том, что предварительно формируют базу данных о спектрах сигналов известных НУОЭУ, принимают сигналы от излучающих объектов, усиливают их, измеряют их параметры, анализируют их и по результатам анализа делают вывод о наличии в контролируемом помещении сигналов, излучаемых НУОЭУ.

По сравнению с аналогами способ-прототип обеспечивает более высокую достоверность обнаружения радиоэлектронных устройств.

Однако ближайший аналог имеет недостаток, заключающийся в относительно невысокой вероятности обнаружения НУОЭУ в контролируемой зоне, обусловленной как ограниченностью базы параметров электромагнитных сигналов, априорно известных устройств, которые могут быть несанкционированно установлены, так и из-за возможности ложного реагирования на электромагнитные сигналы, излученные радиоэлектронными средствами, находящимися за пределами контролируемой зоны.

Целью заявленного технического решения является разработка способа обнаружения НУОЭУ, обеспечивающего более высокую вероятность их обнаружения, при отсутствии предварительных данных о параметрах электромагнитных сигналов радиоэлектронных средств, которые установлены в пределах контролируемой зоны.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе обнаружения НУОЭУ, заключающемся в том, что в контролируемом помещении принимают сигналы от излучающих устройств, усиливают их, измеряют их параметры, анализируют их и по результатам анализа делают вывод о наличии в контролируемом помещении сигналов, излучаемых несанкционированно установленными на объекте электронными устройствами, принимают в предварительно заданной полосе частот электромагнитные сигналы в контролируемом помещении с использованием направленной приемной антенны. При этом ориентацию максимума диаграммы направленности изменяют в азимутальной плоскости в пределах от 0 до 360. Затем запоминают принимаемые сигналы и соответствующие им азимутальные углы максимума диаграммы направленности в момент фиксации электромагнитных сигналов. После чего формируют и запоминают для каждого из принятых сигналов спектральную характеристику и выделяют из нее составляющую с максимальной амплитудой. Затем генерируют тестовый сигнал, промодулированный предварительно заданной тестовой последовательностью. Облучают тестовым сигналом контролируемое помещение с использованием направленной передающей антенны, изменяя ориентацию максимума диаграммы направленности в пределах от 0 до 360. Одновременно с облучением тестовым сигналом принимают электромагнитные сигналы в контролируемом помещении, изменяя положение максимума диаграммы направленности приемной направленной антенны в азимутальной плоскости синхронно и одинаково с изменением положения максимума диаграммы направленности передающей антенны. При облучении контролируемого помещения тестовым сигналом запоминают принятые электромагнитные сигналы и соответствующие им азимутальные углы положения максимума диаграммы направленности приемной антенны в моменты фиксации электромагнитного сигнала. После чего формируют и запоминают для каждого из принятых в момент облучения тестовым сигналом контролируемого помещения электромагнитных сигналов их спектральную характеристику и выделяют из нее составляющую с максимальной амплитудой. Затем для каждого из принятых сигналов сравнивают предварительно заданную частоту максимальной спектральной составляющей без облучения и частоту максимальной спектральной составляющей этого сигнала в период облучения контролируемого помещения тестовым сигналом. Затем фиксируют сдвиг частот сравниваемых спектральных составляющих. При изменении во времени фиксированного сдвига в соответствии с тестовой последовательностью делают вывод о наличии несанкционированно установленных на объекте электронных устройств.

Благодаря новой совокупности существенных признаков достигается искажение исходного состояния параметров НУОЭУ, приводящее к появлению демаскирующих признаков в структуре их электромагнитных сигналов, что повышает вероятность их определения при заранее неизвестных параметрах электромагнитных сигналов, несанкционированно установленных электронных устройств.

Заявленный способ поясняется чертежами, на которых показаны:

фиг.1. - Схема установки для мониторинга ЭМС в контролируемом помещении,

фиг.2. - Схема установки для мониторинга ЭМС с использованием тестового сигнала,

фиг.3. - Виды ЭМС, принятых в контролируемом помещении,

фиг.4. - Спектральное представление принятых ЭМС,

фиг.5. - Выделенные максимальные компоненты из соответствующих спектральных представлений ЭМС,

фиг.6. - Варианты импульсных модулирующих последовательностей,

фиг.7. - Виды тестовых сигналов,

фиг.8. - К пояснению эффекта частотного смещения компоненты из частотного спектра ЭМС,

фиг.9. - Иллюстрация характера частотного смещения спектральной компоненты ЭМС синхронно с модулирующей импульсной последовательностью,

фиг.10. - Иллюстрация поведения спектральной компоненты ЭМС от ИЭМИ вне зоны контроля.

Заявленный способ реализуется следующим образом.

Известные способы обнаружения НУОЭУ, как правило, основаны на предварительном формировании базы данных о параметрах электромагнитных сигналов электронных устройств, которые могут быть несанкционированно размещены в контролируемой зоне (помещении), и последующем их сравнении с принятыми в процессе контроля электромагнитными сигналами. В то же время в контролируемой зоне могут обнаруживаться электромагнитные сигналы от электронных устройств, существенно удаленных от контролируемой зоны, но приводящих к ошибочным выводам о наличии в контролируемой зоне НУОЭУ. Кроме того, в контролируемой зоне могут быть несанкционированно установлены ранее неизвестные электронные устройства, и, следовательно, они не могут быть выявлены.

Отмеченное указывает на существование проблемы разработки технических решений, обеспечивающих повышение вероятности выявления НУОЭУ, при отсутствии априорных данных о параметрах излучающих ими электромагнитных сигналов в условиях воздействия электромагнитных сигналов, удаленных от контролируемой зоны источников электромагнитных излучений, которые могут привести к ложным выводам о наличии или отсутствии НУОЭУ.

Указанная задача решается в заявленном способе следующим образом.

Контролируемое помещение (КП) 1, показанное на фиг.1, находится в зоне обнаружения 2, в пределах которой могут быть установлены НУОЭУ 3. Также в пределах КП 1 могут быть обнаружены электромагнитные сигналы (ЭМС) от источников электромагнитного излучения (ИЭМИ) 4, расположенных за пределами зоны обнаружения 2.

Предварительно в КП 1 принимают в заданной полосе частот от F_min до F_max электромагнитные сигналы. Полосу частот задают исходя из условия, что она охватывает частоты излучаемых сигналов всех возможных типов ИЭМИ, которые могут представлять собой НУОЭУ 3. Прием электромагнитных сигналов осуществляют с помощью соответствующего радиоприемника 5, снабженного антенной 6 с узкой диаграммой направленности (ДН) 7, и возможностью ориентации ее максимума в полном азимутальном угле α, т.е. в пределах от 0 до 360.

Прием ЭМС осуществляют путем изменения ориентации максимума ДН в азимутальной плоскости. Все принятые ЭМС ε₁, ε₂ … запоминают (фиг.3). Одновременно фиксируют и запоминают для каждого принятого ЭМС соответствующее ему значение азимутального угла α₁, α₂… ориентации максимума ДН, при котором был зафиксирован ЭМС (фиг.3).

Для каждого из запомненных ЭМС ε_i, где i=1,2,3 … формируют и запоминают его спектральную характеристику (фиг.4). Методы преобразования сигналов с целью формирования спектральной характеристики известны и описаны, например, в книге Алексеева А.А., Кириллова А.Б. Технический анализ сигналов и распознавание радиоизлучений. - СПб.: ВАС, 1998, с.24-31.

Затем из спектральных характеристик, принятых ЭМС, выделяют составляющие с максимальной амплитудой C₁, C₂, C₃ … (фиг.5), так как данная составляющая наиболее четко отражает состояние спектральной характеристики ЭМС. Методы спектрального анализа сигналов и выделение отдельных компонент известны и описаны в книге Воллернера Н.Ф. Аппаратурный спектральный анализ сигналов. - М.: Сов. Радио, 1977, с.39-78.

После чего генерируют тестовый сигнал (фиг.7). Тестовый сигнал представляет собой высокочастотный сигнал передатчика с заданными частотой f и мощностью P_пер, манипулированный по закону тестовой последовательности (фиг.6). Тестовая последовательность определяет порядок манипуляции во времени и представляет собой последовательность импульсов, характеризуемой длительностью импульсов τ, длительностью паузы T, количеством импульсов N. Например, τ=0,5 мс; T=2 с.

Тестовый сигнал необходим для навязывания искажений спектральным характеристикам электромагнитных сигналов, излучаемых НУОЭУ 3. Под действием высокочастотного тестового сигнала структура ЭМС от НУОЭУ 3 изменяется, что приводит к смещению частоты соответствующих составляющих в спектре. Степень частотного сдвига Δf (в частности выделенной максимальной компоненты, см. фиг.8) будет определяться уровнем мощности воздействующего на НУОЭУ 3 тестового сигнала в месте его установки. Т.е. при заданной мощности P передатчика 6 (фиг.2) уровень воздействия тестового сигнала на НУОЭУ 3 будет зависеть от его удаления от передатчика 6, например, в ближней зоне контроля r_б или в дальней r_д (фиг.1). Действие тестового сигнала сводится к эффекту модуляции, которая проявляется в периодическом изменении амплитуды и фазы колебаний. Явление изменения частоты известно и описано в книге под редакцией Теплова Н.Л. Нелинейные радиотехнические устройства, ч.1. - М.: Воениздат, 1982, с.301.

Действие данного эффекта можно продемонстрировать на примере сигнала при азимутальном угле α1.

С помощью радиопередатчика 6 (фиг.2) заданной мощности P и частоты облучают КП 1 тестовым сигналом. Облучение осуществляют антенной радиопередатчика с узкой диаграммой направленности 8 (фиг.2), которая имеет возможность ориентации максимума диаграммы направленности в полном азимутальном угле α.

Конкретное значение мощности P выбирают исходя из достижения минимально необходимого уровня, достаточного для воздействия в пределах контролируемой зоны на характеристики ЭМС от НУОЭУ. Значение такого уровня может быть предварительно найдено по общим правилам расчета энергетики радиолинии (общего уравнения радиопередачи) (см., например, книгу Красюка Н.П. и Дымовича Н.Д. Электродинамика и распространение радиоволн. - М: Высшая школа, 1974, с.303-309).

Одновременно с облучением тестовым сигналом на антенну радиоприемника 5 (фиг.2) принимают электромагнитный сигнал от ИЭМИ (в том числе от НУОЭУ), причем положение максимума ДН антенны радиоприемника 7 (фиг.2) изменяют в азимутальной плоскости синхронно и одинаково с изменением положения ДН антенны радиопередатчика.

Запоминают принятый сигнал, одновременно фиксируют и запоминают значение азимутального угла α ориентации максимума ДН. Затем формируют спектральную характеристику сигнала и выделяют из нее составляющую с максимальной амплитудой. Сравнивают при одинаковых азимутальных углах α1 частоту максимальной составляющей до облучения КП 1 тестовым сигналом f₀ и частоту максимальной составляющей этого же сигнала в период облучения тестовым сигналом f₀₁. В случае, если в пределах КП 1 расположен НУОЭУ, то под действием тестового сигнала произойдет частотный сдвиг его спектральной компоненты (фиг.8).

На фиг.9 видно, что в зависимости от вида тестовой последовательности а или б происходит синхронный сдвиг частоты ЭМС, на основании чего можно сделать вывод о наличии НУОЭУ в контролируемой зоне 2 КП 1.

Если в качестве примера использовать ЭМС при азимутальном угле α₄ (фиг.3), облучить его тестовым сигналом (фиг.7), то из фиг.10 видно, что частота спектральной составляющей с максимальной амплитудой f₀ не изменяется синхронно с импульсами тестовой последовательности, на основании этого можно сделать вывод о том, что данный ЭМС принят от радиоэлектронных средств, находящихся за пределами контролируемой зоны вне действия на него тестового сигнала.

Таким образом, вне зависимости известны или не известны параметры НУОЭУ при реализации данного способа и соответствующим выбором энергетики тестового сигнала будут выделены демаскирующие признаки объекта, обусловленные искажением структуры НУОЭУ, и, наоборот, не будет проявляться искажающее действие тестового сигнала на значительно удаленных ИЭМИ 4 в силу недостаточности энергетики, что указывает на практически 100% вероятность безошибочного определения наличия в контролируемой зоне НУОЭУ и, следовательно, возможность достижения сформулированного технического результата.

Способ обнаружения несанкционированно установленных на объекте электронных устройств, заключающийся в том, что в контролируемом помещении принимают сигналы от излучающих устройств, усиливают их, измеряют их параметры, анализируют их и по результатам анализа делают вывод о наличии в контролируемом помещении сигналов, излучаемых несанкционированно установленными на объекте электронными устройствами, отличающийся тем, что принимают в предварительно заданной полосе частот электромагнитные сигналы в контролируемом помещении с использованием направленной приемной антенны, ориентацию максимума диаграммы направленности которой изменяют в азимутальной плоскости в пределах от 0 до 360, запоминают принимаемые сигналы и соответствующие им азимутальные углы максимума диаграммы направленности в момент фиксации электромагнитных сигналов, формируют и запоминают для каждого из принятых сигналов спектральную характеристику и выделяют из нее составляющую с максимальной амплитудой, генерируют тестовый сигнал, промодулированный предварительно заданной тестовой последовательностью, и облучают им с использованием направленной передающей антенны контролируемое помещение, изменяя ориентацию максимума диаграммы направленности в пределах от 0 до 360, принимают одновременно с облучением тестовым сигналом электромагнитные сигналы в контролируемом помещении, изменяя положение максимума диаграммы направленности приемной направленной антенны в азимутальной плоскости синхронно и одинаково с изменением положения максимума диаграммы направленности передающей антенны, запоминают принятые электромагнитные сигналы при облучении контролируемого помещения тестовым сигналом и соответствующие им азимутальные углы положения максимума диаграммы направленности приемной антенны в моменты фиксации электромагнитного сигнала, формируют и запоминают для каждого из принятых в момент облучения тестовым сигналом контролируемого помещения электромагнитных сигналов их спектральную характеристику и выделяют из нее составляющую с максимальной амплитудой, затем для каждого из принятых сигналов сравнивают предварительно заданную частоту максимальной спектральной составляющей без облучения и частоту максимальной спектральной составляющей этого сигнала в период облучения контролируемого помещения тестовым сигналом, фиксируют сдвиг частот сравниваемых спектральных составляющих, причем при изменении во времени фиксированного сдвига в соответствии с тестовой последовательностью делают вывод о наличии несанкционированно установленных на объекте электронных устройств.