Зачем нужен нелинейный локатор и как с ним работать
Нелинейный локатор
Нелинейные локаторы уже давно используются для поиска закладных устройств. Однако мнения специалистов о них расходятся: одни считают эти приборы крайне эффективными, другие относятся скептически из-за неудачного опыта применения. Чаще всего такой разброс объясняется недостаточным пониманием принципов работы и особенностей использования устройства. При правильном подходе и знании технических нюансов нелинейный локатор становится незаменимым инструментом в поисковых операциях.
Зачем нужен нелинейный локатор
Многие люди, далекие от темы технической разведки, представляют себе шпионское оборудование как «жучки»-передатчики, которые ведут скрытую аудиозапись и передают её по радиоканалу. Но на практике всё гораздо шире. Средства негласного получения информации включают множество устройств: мини-диктофоны, GSM-модули, закладные устройства в кабелях, скрытые камеры, элементы в офисной технике. Часть из них может работать в пассивном режиме — то есть не излучать сигнал и быть «невидимыми» для обычных средств обнаружения.
Вот здесь и проявляется главное преимущество нелинейного локатора. В отличие от классических методов поиска, он способен выявлять любые электронные компоненты — независимо от того, активны они или выключены. Другими словами, прибор фиксирует сам факт наличия полупроводниковых элементов (чипов, транзисторов, микросхем), а значит, может обнаружить скрытое устройство даже тогда, когда оно не передает сигналов и кажется «мертвым». Это делает нелинейный локатор незаменимым инструментом в проверках помещений на прослушку.
Ложные срабатывания нелинейного локатора
Наиболее распространенная проблема, возникающая при работе с нелинейным локатором, это ложные срабатывания (отклики).
Обычные источники ложных срабатываний:
- Бытовые электронные устройства (телефоны, электронные часы).
- Места соединения или касания двух разных металлов.
- Окисления на металлических поверхностях.
Такие отклики обычно легко идентифицируются. Однако бывают “сложные” случаи, когда отклики вызываются металлическими предметами, не содержащими электронных компонентов. Поэтому качественный нелинейный локатор должен различать настоящие полупроводники от ложных. В этой статье будут рассмотрены технические проблемы и решения, связанные с уменьшением ложных срабатываний нелинейного локатора.
Многие профессионалы, имеющие неудачный опыт работы с нелинейными локаторами, считают, что для уменьшения ошибок при поисковых работах следует использовать детектор нелинейных переходов совместно с рентгеновской установкой или другой аппаратурой, позволяющей получить изображение исследуемых предметов. Использование рентгеновской аппаратуры часто сопряжено с проблемами: необходим доступ с обеих сторон стены, существует опасность облучения, сложность перевозки из-за габаритов и веса.
Мы бы порекомендовали использовать альтернативы рентгену:
- 1. Бороскоп. Для того чтобы заглянуть внутрь обследуемой структуры, требуется лишь просверлить небольшое, легко заделываемое отверстие. За дополнительную плату в комплект нелинейного локатора “Орион” включается небольшой переносной бороскоп.
- 2. Приборы подповерхностной локации. Реализацией одной из очень перспективных технологий, о которой я знаю, является прибор ”Раскан-2”, разработанный в Москве. Это очень небольшой прибор подповерхностной локации, использующий радиоволны для получения изображения. Однако его разрешение составляет лишь около 2 см.
Антенна нелинейного локатора облучает объект для выявления наличия электронных компонентов. Когда излучаемый сигнал встречает на своем пути полупроводниковые соединения (диоды, транзисторы и т.д.), он возвращается на гармонических частотных уровнях из-за нелинейных свойств соединения. Однако частой проблемой являются ложные отклики, так как места соединения или касания двух разных металлов, окисления также вызывают гармонические сигналы из-за их нелинейных характеристик. Такие соединения назовем ложными.
Сравнивая вторую и третью гармоники
Из-за различий в нелинейных характеристиках настоящего и ложного полупроводников, отклики во второй и третьей гармониках будут иметь различную интенсивность.
Ключевое отличие:
- Настоящий полупроводник: отклик на второй гармонике сильнее, чем на третьей.
- Ложный полупроводник: дает более сильный отклик на третьей гармонике.
Однако это качество обычно значительно влияет на стоимость нелинейного локатора, так как в этом случае он имеет два приемника. Для НЛ, работающего на второй и третьей гармониках, также очень важно, чтобы приемные каналы были хорошо изолированы и не влияли на работу друг друга. Испытания большого количества нелинейных локаторов со всего мира показали, что большая часть из них не имеет хорошей радиочастотной изоляции. Это означает, что настоящий полупроводник может иметь сильный отклик на третьей гармонике, а ложный - на второй. Поэтому, даже если НЛ работает на двух гармониках, зачастую трудно различить настоящие и ложные переходы Если нелинейный локатор принимает вторую и третью гармоники, очень важно чтобы его приемники были откалиброваны и не оказывали влияния друг на друга.
В нелинейном локаторе “Орион" применена технология приемного тракта. Эта технология исключает взаимное влияние приемных трактов и в то же время обеспечивает постоянное отображение уровней второй и третьей гармоник.
Эффект затухания
Многие профессионалы полагаются на "эффект затухания" при идентификации полупроводниковых соединений.
Как работает эффект затухания:
Если вы слушаете демодулированный аудиоотклик от полупроводника, при приближении к нему антенны НЛ произойдет значительное понижение шумов. При удалении антенны шум усилится и достигнет нормального уровня. Аудиошум имеет наименьшую величину непосредственно над полупроводником и нормальный уровень - в стороне от него.
Таким образом, в основе теории "эффекта затухания” лежит очень простой процесс: если НЛ излучает немодулированный сигнал, то принимаемый гармонический сигнал также будет немодулированным, что и выражается в звуковом "эффекте затухания”.
Аудиодемодупяция, необходимая для "эффекта затухания”, может быть реализована как в импульсных, так и в НЛ постоянного излучения (об этом будет сказано ниже). Есть несколько НЛ российского производства, имеющих “режим 20К”. В этом режиме задействуется “эффект затухания" как метод идентификации типов соединений. Основываясь на результатах личных опытов, мы не можем сказать, что это надежный метод выявления различий между настоящими и ложными проводниками. Некоторые ложные полупроводники легко идентифицируются с использованием "эффекта затухания”, но многие из них вызывают "эффект затухания” (то есть идентифицируются как настоящие). НЛ “Орион” имеет "режим 20К” для анализа сигнала с использованием "эффекта затухания”, но на самом деле более надежным способом использования этого эффекта является прослушивание аудио с частотной модуляцией непрерывного сигнала.
Практическое применение аудиодемодуляции
При работе с НЛ зачастую возможно не только обнаруживать электронные устройства, но и определить их тип по характерным звукам:
- Работающий магнитофон можно опознать по аудиосигналу от записывающей головки.
- Дешевые видеокамеры выдают синхронизирующий видеосигнал.
- При FM-демодуляции иногда слышны характерные периодические звуки, вызываемые переключением фазы в схемах.
Как выявить ложный полупроводник: Прослушивая аудиосигнал, оказывайте на объект физическое воздействие (ударьте по стене кулаком или киянкой). Ложный полупроводник отзовется в наушниках треском. При воздействии на настоящий полупроводник вы ничего не услышите.
Преимущества FM-модуляции
Нелинейный локатор должен обеспечивать качественную аудиодемодуляцию как в АМ-, так и в FМ-режимах, чтобы использовать ее возможности для идентификации соединений. В нелинейном локаторе “Орион” реализован режим постоянного излучения с FM-модулированным тоном частотой 1 кГц. Использование этого метода позволяет добиться очень большой дальности обнаружения при условии, что оператор может квалифицированно оценивать FM-демодулированный сигнал высококачественного приемника. В то время как дисплей может показывать незначительный отклик, который может быть принят за повышение фона, прослушиваемый тон однозначно показывает на нелинейное соединение.
Использование FM-модулированного тона позволяет значительно улучшить возможности обнаружения у нелинейного локатора, если приемник имеет качественный аудиодемодулятор и хорошую изоляцию от передатчика. Однако это не позволяет различать настоящий и ложный полупроводник.
Непрерывное излучение против импульсного
Большинство нелинейных локаторов, разработанных в мире, являются устройствами, излучающими непрерывный сигнал в узкой полосе. Однако существует небольшое количество НЛ, которые используют импульсный режим, что имеет свои преимущества.
| Характеристика | Непрерывное излучение | Импульсное излучение |
|---|---|---|
| Преимущества | Лучше для реализации FM-демодуляции и "эффекта затухания" | Меньшее потребление тока, проще реализация AM-демодуляции |
| Недостатки | Большее энергопотребление | - |
Преимуществом импульсного режима является меньшее потребление тока при условии хорошей конструкции передатчика. Например, приемник принимает сигналы с частотой, достаточной для человеческого зрения и слуха, и выключает передатчик на достаточно длительные интервалы. Эта характеристика уменьшает требования к величине аккумуляторов и токопотреблению. Более того, для реализации "эффекта затухания” приемник нелинейного локатора непрерывного излучения должен иметь качественные усилитель низкой частоты и демодулятор.
С другой стороны, способом демодуляции аудио является излучение в импульсном режиме. Если частота повторения импульсов выше порога слышимости, то для хорошего качества демодуляции достаточно простой схемы амплитудной модуляции.
Частотная несовместимость
Большинство нелинейных локаторов работают на одной фиксированной частоте, некоторые имеют несколько каналов. Из-за большого количества средств радиосвязи и правительственного регулирования радиодиапазона нелинейные локаторы с ограниченной частотой излучения часто конфликтуют с другими электронными устройствами. Если нелинейный локатор работает на занятой частоте, его показания могут быть случайными и ненадежными. Это обычная для больших городов проблема и НЛ “Орион" с ней легко справляется.
Уровень мощности и чувствительность
Многие оценивают НЛ по излучаемой мощности, так как эта характеристика сравнительно легка для восприятия. Однако очень важно понять, что чувствительность приемника так же важна, как и мощность передатчика.
Следует иметь в виду, что мощный локатор может вывести из строя электронные приборы и даже нанести ущерб здоровью людей.
Разрушение мифа о полупроводниковых переходах
Распространено мнение, что мощные импульсные модели обеспечивают дополнительную мощность сигнала для того, чтобы активировать полупроводниковые соединения. Это неправильная посылка.
Диод представляет собой простейшее полупроводниковое соединение и в большой степени помогает понять принцип работы НЛ. Инженеры - электронщики часто моделируют диод в качестве простого переключателя тока, позволяющего течь току в направлении положительного смешения напряжения. Однако это чрезмерное упрощение, которое не следует использовать при анализе теории нелинейной локации.
Полупроводниковое соединение - это непросто функция “вкл/выкл”, это хорошо определенная постоянная показательная функция, представленная формулой:
q — заряд электрона,
K — постоянная Больцмана,
T — температура,
v — напряжение на концах диода.
Поэтому маломощные НЛ могут иметь лучшие характеристики, чем мощные, если первые имеют лучшие приемники.
“Орион” является единственным в мире НЛ, который использует цифровую обработку сигнала для улучшения чувствительности приемника.
- 1. Цифровая обработка сигнала: "Орион" обеспечивает возможность значительно увеличить дальность обнаружения за счет обработки выходного сигнала с приемника. Оператор может вручную программировать уровень усиления обработанного сигнала для оптимизации режима работы НЛ.
- 2. Автоматическое управление мощностью: Более того, "Орион" является единственным НЛ в мире, который использует алгоритм автоматического управления мощностью.
- — Если на приемник поступает слишком сильный сигнал, мощность излучения автоматически уменьшается для корректной оценки отклика от полупроводникового соединения.
- — Когда сила ответного сигнала уменьшается, мощность передатчика возвращается к первоначальному значению.
Эргономические характеристики
Во время работы с нелинейным локатором особенно важно иметь хороший обзор его дисплея для корректной оценки показаний. На некоторых моделях дисплей расположен на блоке приёмопередатчика, который переносится с помощью ремня на плече или шее оператора. Такое решение считается наименее эффективным: оператору приходится одновременно следить за показаниями и перемещать антенну над исследуемыми объектами.
Некоторые нелинейные локаторы имеют дисплей, размещённый на рукоятке. Это удобнее, однако при использовании маловыразительных экранов (например, ЖК-дисплеев) считывание показаний остаётся затруднительным. Наилучшим вариантом является яркий дисплей, встроенный непосредственно в корпус антенны. В этом случае данные легко видны под разными углами, а оператор может одновременно контролировать показания и управлять антенной. Если дисплей трудно считывать, точность поиска снижается из-за искажённой интерпретации уровней гармоник.
С самого начала нелинейные локаторы отличались значительной массой и габаритами. За исключением модели «Орион», большинство известных устройств имеют приёмопередатчик, который необходимо носить на плече или шее. Антенна при этом удерживается рукой, а тяжёлый блок соединён с ней кабелями. Последние нередко мешают работе: задевают мебель или роняют предметы со столов.
По результатам обсуждений с поисковиками из разных стран можно сделать вывод: если дисплей плохо читаем, а устройство вызывает быструю усталость, то дальность обнаружения или точность различения сигналов теряют значение. Оператор в таких условиях не способен провести качественное обследование.
Наши видео обзоры работы нелинейных локаторов Лорнет и NR
Выводы
Важно понять, что во время работы нелинейного локатора происходят два процесса:
- Обнаружение нелинейного соединения.
- Выявление различий между настоящими и ложными полупроводниками.
Таким образом, оценка устройства должна основываться как на дальности обнаружения, так и на его способности различать эти соединения.
Ключевые характеристики НЛ
Наиболее важной характеристикой НЛ является дальность обнаружения — глубина проникновения сигнала в обследуемые предметы. Однако данная характеристика должна правильно пониматься и использоваться только для сравнения различных моделей в одинаковых условиях. Большая дальность обнаружения не всегда положительно характеризует устройство: можно легко фиксировать сигналы электронных устройств (компьютеры, телефоны) в соседнем помещении, что не всегда полезно.
Для практической работы НЛ должен обладать не только достаточной дальностью, но и возможностью регулировки глубины обнаружения (обычно за счёт изменения мощности передатчика или, как в «Орионе», — степени усиления сигнала приёмника).
Методы анализа и мнения
Исторически в США модели нелинейных локаторов опирались лишь на сравнение второй и третьей гармоник. Однако надёжность работы повышается при использовании дополнительных методов анализа: аудиоиндикации, "эффекта затухания", а также физического воздействия. Хороший локатор должен сочетать несколько способов идентификации настоящих и ложных полупроводников.
Как уже отмечалось, существуют разные взгляды на использование нелинейных локаторов. В США часть специалистов уверена, что без НЛ невозможно провести достоверную проверку. Другие считают их ненадёжными из-за ложных срабатываний и технических ограничений. Различие мнений объясняется неодинаковым практическим опытом, связанным с упомянутыми выше факторами.
НЛ “Орион" разработан с учетом как технических, так и эргономических требований. Он работает в непрерывном и импульсном режимах, оптимизированных для максимальной дальности, обеспечивает сравнение второй и третьей гармоник, а также использует эффективные методы идентификации полупроводников. Компактные размеры позволяют хранить и транспортировать устройство в кейсе чуть большем, чем атташе-чемодан. Его вес 1,6 кг, в конструкции отсутствуют тяжёлые переносные модули и кабели, что снижает усталость оператора.
Перевод Корнилова С.Ф.