Разработка и исследование модели отражателя-модулятора
Рассматривается модель переизлучающей системы в виде электрического вибратора, параллельно входным зажимам которого включён нелинейный элемент, осуществляющий модуляцию переизлучённой волны в соответствии с законом изменения модулирующего напряжения, приложенного к этому нелинейному элементу.
В качестве нелинейного элемента, в первом случае, используется полупроводниковый диод, моделью которого является нелинейный резистор, во втором – варикап, упрощенной моделью которого является нелинейная ёмкость. Наличие нелинейного элемента, в общем случае, приводит к появлению в вибраторе токов высших гармоник падающей волны, что приводит к излучению на кратных частотах модулированных сигналов.
Задачей анализа является нахождение токов основной и высших гармоник вибратора, позволяющих рассчитать параметры модуляции, как первой, так и высших гармоник тока, а также средние амплитуды напряжённости поля в точке приёма каждой из гармоник.
Для выполнения анализа предложена модель вибратора в виде электрической цепи. Эта модель справедлива, в первом приближении, как для основной, так и для высших гармоник тока вибратора. Таким образом, электродинамическая задача сводится к задаче анализа нелинейной электрической цепи, решение которой предполагается выполнить с применением ПЭВМ.
задание на дипломную работу........................................................................ 2
реферат............................................................................................................................. 3
Содержание.................................................................................................................... 4
ВВЕДЕНИЕ.......................................................................................................................... 5
1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ОТРАЖАТЕЛЯ – МОДУЛЯТОРА............................. 7
1.1. Физические принципы работы............................................................. 8
1.2. Некоторые сведения о работе сотовой связи GSM. Основные параметры зондирующего сигнала........................................................................................ 8
1.3. Основные параметры модулирующего сигнала.................... 9
2. ОБЗОР ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ДАННОЙ ТЕМЕ................................................... 11
2.1. Распределение тока по вибратору.................................................... 11
2.2. Расчёт входного сопротивления вибратора............................. 12
2.3. Диаграмма направленности симметричного вибратора 16
2.4. Схема замещения нелинейного резистора............................... 19
2.5. Схема замещения нелинейной ёмкости..................................... 19
3. СОСТАВЛЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ОТРАЖАТЕЛЯ – МОДУЛЯТОРА 20
3.1. Построение математической модели вибратора.................. 22
3.1.1. Анализ возможного вида схемной функции.............................. 22
3.1.2. Построение схемной функции........................................................... 24
3.1.3. Нахождение коэффициентов схемной функции....................... 25
3.1.4. Синтез электрической цепи................................................................. 25
3.2. Составление математической модели модулирующей части 26
3.3. Построение общей математической модели отражателя – модулятора 27
4. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ МОДУЛЯТОРА НА ДИОДЕ................................. 28
5. МОДЕЛИРОВАНИЕ УСТРОЙСТВА НА ПЭВМ................................................... 34
5.1. Исходные данные для программы................................................... 34
5.2. Схема эксперимента................................................................................. 35
5.3. Блок-схема программы........................................................................... 35
5.4. Результаты работы программы.......................................................... 36
6. РАСЧЁТ МОЩНОСТИ СИГНАЛА НА ВЫХОДЕ ПРИЁМНОЙ АНТЕННЫ.. 38
ЗАКЛЮЧЕНИЕ................................................................................................................. 40
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК............................................................................ 42
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Основные расчётные формулы для вычисления коэффициентов.............................................................................................................................................. 43
ПРИЛОЖЕНИЕ 2.............................................................................................................. 44
перечень документов дипломной работы............................................. 74
Информация – это, во-первых, знание относительно нового типа, пригодное для дальнейшего использования, во-вторых, знание, производство, хранение и применение которого действительно становится всё более важной для общества, деятельность которого порождает соответствующие ему технико-организационные структуры. Одной из таких структур являются организации, занимающиеся несанкционированным получением информации, с целью извлечения прибыли, т.е. шпионажем.
На органы разведки возлагаются задачи по контролю за соблюдением государственных и военных тайн, выявлению незаконной экономической практики и действий, наносящих ущерб государственным интересам, выполнению экономических соглашений, по оценке запасов сырьевых ресурсов, возможных прорывов в технологии.
Аналогично разведслужбам сбором информации, только в более скромных масштабах, занимаются практически все корпорации, так как это является непременным условием их выживания в жёсткой конкурентной борьбе.
Целью данной работы является моделирование системы перехвата речевой информации с помощью отражателя – модулятора, которая реально используется или может быть использована в России.
Система является полуактивным отражателем – модулятором, работающим на частотах портативных абонентских станций сотовой связи. Основой системы является полуволновой вибратор (для зондирующего сигнала), в котором параллельно зажимам подключён варикап или диод, с параллельно или последовательно включённым микрофоном (рис 1.1). Напряжение с микрофона меняет ёмкость варикапа или сопротивление диода, тем самым, изменяя входное сопротивление вибратора, следовательно, амплитуду и фазу отражённой волны при зондировании вибратора внешним электромагнитным полем. Размеры вибратора и параметры согласующих элементов системы подобраны, таким образом, что вся система резонирует на внешнее излучение частот сотовых станций и кратных им.
Рис 1.1. Структура системы перехвата.
Главное достоинство такого вида модулятора – невозможность обнаружения при отсутствии внешнего облучения.
В соответствии с постановкой задачи необходимо рассчитать зависимость параметров модуляции отражённого сигнала на кратных гармониках от мощности зондирующего сигнала как функцию расстояния от источника зондирующего сигнала до вибратора и от вибратора до приёмника. При этом необходимо учесть возможность экранировки пространства между источником зондирующего сигнала и отражателем – модулятором.
1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ОТРАЖАТЕЛЯ – МОДУЛЯТОРА.
Отражатель – модулятор, в том или ином исполнении, используется достаточно давно для перехвата речевой информации. Принцип работы основан на зависимости параметров нелинейного элемента от состояния воздушной среды, которое в свою очередь определяется наличием в окружающем пространстве звуковых волн. С помощью звуковых волн люди общаются между собой, поэтому именно в канале связи «человек – воздушное пространство - человек» происходит перехват информации с помощью отражателя - модулятора.
Отражатель – модулятор (закладка) размещается в помещении, где происходят интересующие разведывательную сторону разговоры. При этом закладка может быть специально создана, или представлять собой устройство, непреднамеренно расположенное в помещении, с ярко выраженной нелинейностью, параметры которой значительно зависят от звуковых колебаний, например, радиоприёмник с воздушным конденсатором.
Почему отражатель – модулятор получил широкое применение при несанкционированном доступе к речевой информации? Наверное, первое его достоинство состоит в возможности съёма информации с помещения, куда нет прямого доступа, а с помощью высокочастотного навязывания этот доступ получить можно. В этом случае мы видим пример использования какого-либо предмета или устройства в качестве отражателя модулятора. Бывают случаи, когда мы всё-таки можем получить доступ на короткий промежуток времени, тогда появляется случай сделать в помещении ранее изготовленную закладку. Эта закладка обладает преимуществом, поскольку её параметры соответствуют оптимальным для перехвата.
С развитием этой области, подобной утечке информации появились адекватные меры противодействия, из-за её плохой скрытности, связанной с необходимостью значительного облучения помещения высокочастотным сигналом (зондирующий сигнал). Зондирующий сигнал может быть легко обнаружен стандартными методами регистрации электромагнитного поля. Обеспечить необходимую скрытность помогло предложение, заключающиеся в применении электромагнитных волн, используемых в системах сотовой связи, в качестве зондирующего сигнала.
