Уебсайтът на Андрей - Статии Инструменти за акустично разузнаване (подробно)

Раздел 4. Въпрос 43 Средства за акустично разузнаване (подробно). Микрофони

Насочени микрофони

Насочените микрофони са предназначени предимно за акустичен мониторинг на външни звукови източници. В такива ситуации решаващият фактор е разстоянието на източника на звук от насочения микрофон, което води до значително отслабване на нивото на контролираното звуково поле (в допълнение, на голямо разстояние затихването на звука става забележимо поради разрушаването на пространствената кохерентност на полето поради наличието на естествени енергийни разсейки, например средни и големи атмосферни турбуленции, които пречат на вятъра).

И така, на разстояние от 100 m звуковото налягане се отслабва с най-малко 40 dB (в сравнение с разстояние от 1 m), а след това нивото на звука на нормален разговор от 60 dB ще бъде не повече от 20 dB в приемащата точка. Това налягане е значително по-малко от не само нивото на реални външни акустични смущения, но и от прага на акустичната чувствителност на конвенционалните микрофони.

Видове насочени микрофони. Има четири вида насочени микрофони:

• плоски акустични фазирани решетки;

• тръбни микрофони или микрофони с пътуваща вълна;

Параболичен микрофон се състои от параболичен звуков рефлектор с конвенционален (ненасочен) микрофон във фокуса му. Рефлекторът е изработен както от оптически непрозрачен, така и от прозрачен материал.

Стойността на външния диаметър на параболичното огледало може да бъде в диапазона от 200 до 500 mm. Принципът на работа на този микрофон е илюстриран на фиг.

Звуковите вълни от аксиалната посока се отразяват от параболичното огледало и се сумират във фаза във фокусната точка А. Благодарение на този ефектзвуковото поле се усилва. Колкото по-голям е диаметърът на огледалото, толкова по-голямо е усилването на микрофона. Ако посоката на звуковата вълна не е аксиална, тогава сумирането на звуковите вълни, отразени от различни части на параболичното огледало в точка А, ще настъпи с фазово изместване и усилването на микрофона ще бъде по-малко. Затихването е толкова по-силно, колкото по-голям е ъгълът на пристигане на звука спрямо оста. Параболичният микрофон е пример за силно чувствителен, но слабо насочен микрофон.

Плоските фазирани решетки осигуряват едновременно приемане на звуковото поле в отделни точки на определена равнина, перпендикулярна на посоката към източника на звук.

В тези точки (A1, A2, A3 ....) се поставят или микрофони със сумиране на сигнали по електрически път, или отворени краища на звуководите, например тръби с достатъчно малък диаметър, които осигуряват синфазно добавяне на звукови пожари от източник в някакъв акустичен суматор. В микрофон със звукови водачи микрофонът е свързан към изхода на суматора. В случай на преминаване на звукова вълна от аксиална посока, всички сигнали, разпространяващи се по звуководите, ще имат еднакви фази, а добавянето на звукови вълни в акустичния суматор ще има максимална стойност. Ако посоката към източника на звук не е аксиална, тогава сигналите от различни точки на приемната равнина ще имат различни фази и резултатът от тяхното събиране ще бъде по-малък. Колкото по-голям е ъгълът на пристигане на звука, толкова по-силно е неговото затихване. Обикновено броят на приемните точки Ai в такива масиви е няколко десетки.

Тръбният микрофон е звуковод под формата на твърда куха тръба с диаметър 10–30 mm със специални прорези, подредени в редове по оста на звуковода, с кръгла геометрия за всеки от редовете. При получаване на аудиовълните от аксиалната посока ще бъдат добавени във фаза към сигналите, проникващи в звуковода през всички отвори на прорезите, поради равенството на скоростите на аксиалното разпространение на звука извън тръбата и вътре в нея. Когато звукът достига под определен ъгъл спрямо оста на микрофона, това води до неравенство в дължините на пътищата на разпространение на звуковите вълни и фазово несъответствие, което води до намаляване на чувствителността на приемане. Обикновено дължината на тръбния микрофон е в диапазона от 15–230 мм до 1 м. Колкото по-голяма е дължината му, толкова повече смущения отстрани и отзад се потискат.

Градиентните микрофони от първи ред, за разлика от фазираните приемни акустични решетки, които използват операцията за добавяне на акустични сигнали, осигуряват операция за изваждане в посоката на пристигането на сигнала. Поради това те имат нисък праг на чувствителност, тъй като изваждането отслабва сигнала, но статично сумира вътрешния шум. В същото време самата операция на изваждане прави възможно проектирането на насочени системи с малки размери. Най-простият градиентно насочен микрофон е градиентният микрофон от първи ред. Състои се от два сравнително миниатюрни и близко разположени високочувствителни микрофона M1 и M2, чиито изходни сигнали се изваждат електрически (или акустично) един от друг, реализирайки в крайни разлики първата производна на звуковото поле по оста на микрофона и образувайки диаграма от формата cosQ, където Q е ъгълът на пристигане на звука. Това осигурява относителното затихване на акустичните полета от страничните посоки (0-90°).

Примери за техническо изпълнение на насочени микрофони:

Монокъл с насочен микрофон "SUPER EAR-100 " осигурява 8x увеличение. параболичен рефлектордопринася за създаването на тесен модел на излъчване на микрофона. Има възможност за запис на звук на вградения диктофон за 12 секунди. Обхватът на микрофона е до 100 м. Захранването е 9 V от батерия Krona. Слушалките са включени в пакета.

Насоченият микрофон “Yukon ” е висококачествено професионално устройство за слушане и запис на звукови сигнали от отдалечени обекти. Микрофонът има гнездо за статив 1/4 инча, което позволява да бъде монтиран на стандартен статив.

Този микрофон е с тясна полярна диаграма - суперкардиоидна. Насоченият микрофон Yukon, произведен по най-новата технология, е високочувствителен кондензаторен микрофон, който ви позволява да чувате звуци на разстояние до 100 м. Микрофонът има автономно захранване, което осигурява непрекъсната работа в продължение на 300 часа.Ефективната защита от вятър може значително да намали фона от въздушните течения.

Кабелни системи

Ако има възможност за постоянно проникване в контролирани помещения, в него могат предварително да се монтират миниатюрни микрофони, чиито сигнални линии се извеждат в специално помещение, където се намира нарушителят и се монтира записващо оборудване. Дължината на линията за предаване на сигнал може да достигне 5000 m. Такива системи се наричат кабелни системи.

За да се гарантира секретността на микрофоните, последните се произвеждат в субминиатюрни версии (под 2,5 mm в диаметър) и се маскират под различни предмети.

За да се подобри качеството на прихванатите разговори, микрофоните се инсталират възможно най-близо до местата на разговорите, а за подобряване на чувствителността някои микрофони са свързани към предусилватели.

Магнетофоните се използват като записващо оборудване.диктофони с дълго време за запис. Цифровите касетофони все повече се използват за подобряване на качеството на записа и скритост.

Стетоскопи

ПРИМЕР: Има стетоскопи, които имат сензор, усилвател и радиопредавател в общ корпус. Стетоскоп AD-50 - този компактен стетоскоп ви позволява не само да слушате разговори през стени, рамки на прозорци, врати, но и да предавате информация по радиото. Има висока чувствителност и осигурява добра разбираемост на говорния сигнал.

Радио микрофони

• микрофон, който улавя акустичните вибрации на говорещи хора и ги преобразува в електрически сигнали;

• източник на захранване на радиопредавателя, който определя продължителността на непрекъсната работа на радиоотметките.

Микрофонът определя зоната на акустична чувствителност (до 20–30 m), радиопредавателят определя обхвата на радиовръзката. Важни параметри по отношение на обхвата на предавателя са мощност, стабилност на носещата честота, честотен диапазон, тип модулация.

Според дизайна радиоотметките могат да бъдат прости, работещи като обикновени предаватели с амплитудна или честотна модулация. В същото време радиоотметките могат да бъдат много сложни: те включват устройства за дистанционно управление, автоматично включване при определени условия, системи за натрупване на информация и предаването й в кратки серии с висока скорост и др.

Наличието на такъв голям брой модели радиомикрофони се дължи на факта, че в различни ситуации е необходим определен модел.

Хидроакустични сензори

Звуковите вълни се разпространяват във вода с много малко затихване. Този принцип може да се приложи, за да ги регистрирате с помощта натечност във водоснабдителни и канализационни системи. Такава информация може да бъде получена в сградата, но радиусът на слушане ще зависи много от нивото на шума, особено във водоснабдяването. Още по-ефективно ще бъде използването на хидроакустичен предавател, инсталиран в батерията на стаята за слушане.

Микровълнови и IR предаватели

За да се увеличи секретността на предаването на речева информация, се използва инфрачервен канал. Като предавател на звук от микрофона се използва полупроводников лазер. Нека използваме устройството TRM-1830 като пример. Обхватът през деня е 150 м, през нощта - 400 м, времето на непрекъсната работа - 20 ч. Размерите не надвишават 26 × 22 × 20 mm. Недостатъците на такава система включват необходимостта от пряка видимост между предавателя и приемника и ефекта от смущенията върху качеството на предаване на сигнала.Секретността на получаване на информация може също да бъде увеличена чрез използване на микровълнов канал в диапазона над 10 GHz. Предавателят, направен на диода на Gunn, може да има много малки размери.

Предимствата на такава система включват липсата на смущения, простотата и липсата на ефективни в момента контроли. Недостатъците включват необходимостта от пряка видимост, макар и в по-малка степен, тъй като микровълновият сигнал все още може да заобиколи малки препятствия и да премине, макар и със затихване, през тънки диелектрици, например завеси на прозорци.

Лазерни микрофони

Системата за лазерно слушане включва:

лазерен предавател. Предавателят излъчва в инфрачервения диапазон, така че лъчът не може да се види с просто око нито в стаята, която се опитват да слушат, нито извън нея.
оптичен приемник. Приема отразения сигнал от предавателя.
Средства за запис на прихваната информация.

Лазерният лъч на предавателя удря повърхността на стъклото (или друга отразяваща повърхност) и, отразен, удря приемника. Когато хората говорят в стаята, въздушните вибрации се предават на стъклото, което го кара да вибрира в съответствие с амплитудата на звуковата вълна, което от своя страна води до промяна на вектора на отразения лъч, в резултат на което можете да разберете какво се говори в стаята.

BTSS, OTSS (дефиниции).

Основни технически средства и системи (ОТСС) са технически средства и системи, както и техните комуникации, използвани за обработка, съхраняване и предаване на поверителна (секретна) информация.

Спомагателни технически средства и системи (VTSS) - технически средства и системи, които не са предназначени за предаване, обработка и съхранение на поверителна информация, инсталирани съвместно с OTSS или в специални помещения.