Интерференционная труба для микрофона

Разделы сайта

Направленные микрофоны: мифы и реальность.

Абалмазов Эдуард Иванович, доктор технических наук, профессор

Статья перепечатана из журнала «Системы Безопасности» №4 1996 г.

О возможностях направленных микрофонов ходят самые разные слухи. Одни искренне верят в их большое дальнодействие, называя дистанции 100, 200 и более метров, другие, наоборот, считают, что имеет место неоправданная реклама, граничащая с дезинформацией. попробуем с помощью несложных математических расчетов выяснить реальное положение вещей.

Вместо введения

Говоря о направленных микрофонах, подразумевают прежде всего ситуации акустического контроля источников звуков на открытом воздухе, когда эффектами так называемой реверберации акустических пален можно пренебречь. Для таких ситуаций решающим фактором оказывается удаленность источника звука от направленного микрофона, что приводит к значительному ослаблению уровня контролируемого звукового поля (Кроме того при большой дистанции становится заметным ослабление звука из-за разрушения пространственной когерентности поля, вследствие наличия естественных рассеивателей энергии, например средне- и крупномасштабных турбулентностей атмосферы, создающих помехи при ветре).

Так, на дистанции 100 м давление звука ослабляется на величину не менее 40 дБ (по сравнению с дистанцией 1 м), и тогда степень громкости обычного разговора в 60 дБ окажется в точке приема не более 20 дБ. Такое давление существенно меньше не только уровня реальных внешних акустических помех, но и пороговой акустической чувствительности обычных микрофонов. Итак, в отличие от обычных, направленные микрофоны должны иметь:

— высокую пороговую акустическую чувствительность как гарантию того, что ослабленный звуковой сигнал превысит уровень собственных (в основном тепловых) шумов приемника. Даже при отсутствии внешних акустических помех это является необходимым условием контроля звука на значительном расстоянии от источника;

— высокую направленность действия как гарантию того, что ослабленный звуковой сигнал превысит уровень остаточных внешних помех. Под высокой направленностью действия понимается способность подавлять внешние акустические помехи с направлений, не совпадающих с направлением на источник звука. Соблюсти эти требования в полном объеме на практике (для одного микрофона) — задача исключительно сложная. Более реальным стало решение частных задач, например создание слабонаправленного микрофона с высокой чувствительностью или, наоборот, создание высоконаправленного микрофона с малой чувствительностью, что привело к разнообразию видов направленных микрофонов.

2. Виды направленных микрофонов.

Существует по меньшей мере четыре вида направленных микрофонов:

— параболические;
— плоские акустические фазированные решетки;
— трубчатые, или микрофоны «бегущей» волны;
— градиентные.

Параболический микрофон представляет собой отражатель звука параболической формы, в фокусе которого расположен обычный (ненаправленный) микрофон. Отражатель изготавливается как из оптически непрозрачного, так и прозрачного (например, акриловая пластмасса) материала.

Рис. 1 Параболический микрофон.

Величина внешнего диаметра параболического зеркала может быть от 200 до 500 мм. Принцип работы этого микрофона поясняется на рис. 1. Звуковые волны с осевого направления, отражаясь от параболического зеркала, суммируются в фазе в фокальной точке А. Возникает усиление звукового поля. Чем больше диаметр зеркала, тем большее усиление может обеспечить устройство. Если направление прихода звука не осевое, то сложение отраженных от различных частей параболического зеркала звуковых волн, приходящих в точку А, даст меньший результат, поскольку не все слагаемые будут в фазе. Ослабление тем сильнее, чем больше угол прихода звука по отношению к оси. Создается, таким образом, угловая избирательность по приему. Параболический микрофон является типичным примером высокочувствительного, но слабонаправленного микрофона.

Плоские фазированные решетки реализуют идею одновременного приема звукового поля в дискретных точках некоторой плоскости, перпендикулярной к направлению на источник звука (рис. 2). В этих точках (А1, А2, А3. ) размещаются либо микрофоны, выходные сигналы которых суммируются электрически, либо, и чаще всего, открытые торцы звуководов, например трубки достаточно малого диаметра, которые обеспечивают синфазное сложение звуковых пален от источника в некотором акустическом сумматоре.

Рис. 2 Плоская фазированная решетка.

К выходу сумматора подсоединен микрофон. Если звук приходит с осевого направления, то все сигналы, распространяющиеся по звука- водам, будут в фазе, и сложение в акустическом сумматоре даст максимальный результат. Если направление на источник звука не осевое, а под некоторым углом к оси, то сигналы от разных точек приемной плоскости будут разными по фазе и результат их сложения будет меньшим. Чем больше угол прихода звука, тем сильнее его ослабление. Обычно число приемных точек Аi в таких решетках составляет несколько десятков. Конструктивно плоские фазированные решетки встраиваются либо в переднюю стенку атташе-кейса с последующим камуфляжем, либо в майку-жилет, которая надевается под пиджак или рубашку. Необходимые электронные блоки (усилитель, элементы питания, магнитофон) располагаются соответственно либо в кейсе, либо под одеждой. Таким образом, плоские фазированные решетки с камуфляжем визуально более конспиративны по сравнению с параболическим микрофоном.

Трубчатые микрофоны, или микрофоны «бегущей» волны, в отличие от параболических микрофонов и плоских акустических

решеток, принимают звук не на плоскости, а вдоль некоторой линии, совпадающей с направлением на источник звука. Принцип их действия поясняется на рис. 3.

Рис. 3 Трубчатый микрофон.

Основой микрофона является звуковод в виде жесткой полой трубки диаметром 10-30 мм со специальными щелевыми отверстиями, размещенными рядами по всей длине звуковода, с круговой геометрией расположения для каждого из рядов. Очевидно, что при приеме звука с осевого направления будет происходить сложение в фазе сигналов, проникающих в звуковод через все щелевые отверстия, поскольку скорости осевого распространения звука вне трубки и внутри нее одинаковы. Когда же звук приходит под некоторым углом к оси микрофона, то это ведет к фазовому рассогласованию, так как скорость звука в трубке будет больше осевой составляющей скорости звука вне ее, вследствие чего снижается чувствительность приема. Обычно длина трубчатого микрофона от 15-230 мм до 1 м. Чем больше его длина, тем сильнее подавляются помехи с боковых и тыльного направлений.

Градиентные микрофоны высоких порядков на рынке открытых предложений практически не представлены. Исключением является градиентный микрофон первого порядка.

В отличие от фазированных приемных акустических решеток, использующих операцию сложения акустических сигналов, градиентные микрофоны основаны на операции вычитания по направлению прихода сигнала. Это ставит их априори в невыгодное положение по пороговой чувствительности, поскольку каждое вычитание ослабляет сигнал, но статистически суммирует внутренние помехи. В то же время сама по себе операция вычитания позволяет конструировать направленные системы малых размеров. Простейшим градиентным направленным микрофоном является микрофон, реализующий градиент первого порядка (рис. 4).

Рис. 4 Простейший градиентный микрофон.

Он представляет собой два достаточно миниатюрных и близкорасположенных высокочувствительных микрофона М1 и М2, выходные сигналы которых электрически (или акустически) вычитаются друг из друга, реализуя в конечных разностях первую производную звукового поля по оси микрофона и формируя диаграмму вида cos Q, где Q — угол прихода звука. Тем самым обеспечивается относительное ослабление акустических полей с боковых направлений (О — 90°). Градиентными микрофонами высоких порядков называют системы, реализующие пространственные производные 2-го, З-го и более старших порядков.

3. Как сравнивать и оценивать направленные микрофоны?

Основной пользовательской характеристикой направленных микрофонов является дальность их действия в конкретных условиях. Для открытого пространства и изотропных и независимых по угловым направлениям внешних акустических помех дальность действия R связана:

а) со спектральным отношением сигнал/помеха q на выходе направленного микрофона,

б) со спектральным уровнем речи Вр;

в) со спектральным уровнем внешних акустических помех Вш соотношением вида:

G — так называемый коэффициент направленного действия микрофона (дБ),

Вп — пороговая акустическая чувствительность микрофона (дБ).

Входящий в формулу (1) коэффициент G направленного действия характеризует степень относительного подавления внешних акустических помех: чем он больше, тем сильнее это подавление. Теоретически он связан с нормированной диаграммой направленности микрофона F (Q, j ) соотношением вида:

Q — угол прихода звуковой волны по отношению к оси микрофона;

j — угол прихода звуковой волны в полярных координатах плоскости,

перпендикулярной оси. Например, для трубчатого микрофона, когда

где l -длина волны звука. а L — длина трубки, имеем ( при L ? l . ) :

Аналогично выводится приближенная формула для коэффициента направленного действия параболических микрофонов и фазированных плоских решеток:

где S — площадь входной аппертуры; l .- длина волны звука. Для градиентных микрофонов n-го порядка

при оптимальной обработке сигналов

где n — порядок градиента. При известных значениях величины G формула (1) достаточна для получения абсолютных оценок ожидаемого спектрального отношения сигнал/помеха, если известны условия. Но во многих случаях знания этих условий бывают неточны. Поэтому более оправданно использовать не абсолютные, а относительные оценки дальности, как не требующие точных знании условии, поскольку сопоставление происходит при их равенстве. Принимая такую идеологию, сравним возможности направленных микрофонов с возможностями не вооруженного специальными устройствами человеческого слуха. Формально для него можно записать соотношение, аналогичное (1). В результате сравнения получим:

Здесь R₀ — дальность слышимости звука органом слуха;

R — дальность действия направленного микрофона с тем же качеством контроля.

Go — коэффициент направленного действия органа слуха человека (режим биноурального прослушивания ).

D Bп — разность пороговой чувствительности направленного микрофона и органа слуха. На рис. 5 представлен график зависимости относительной дальности действия R/Ro направленного микрофона как функции его коэффициента направленного действия G для случая, когда D Bп = О (вариант технически реализуем). Коэффициент Go направленного действия органа слуха человеком принят равным 6 дБ.

Из графика видно, что при G = 15 дБ (такое значение G примерно соответствует данным для большинства достаточно хороших микрофонов типа фазированных решеток и параболического типа) направленный микрофон позволит реализовать дальность контроля примерно в 3 раза большую, чем расстояние Ro, при котором звук воспринимается человеком без специальных приспособлений. Сопоставление проводится в одинаковых условиях для одного и того же источника звука. Практически этот результат означает следующее: если речь идет об акустическом контроле разговоров в городе, на улице, когда R₀ = 2 — 4 м, то направленные микрофоны позволят регистрировать разговор на расстояниях 6-12 м. В загородных условиях, с меньшим уровнем помех, когда величина Ro может достигать 10 м и больше, дальность контроля с использованием технических средств может составить более 30 м.

Рис. 5. Дальность действия направленного микрофона R по сравнению
с дальностью R» слышимости звука неоснащенным органом слуха.

Таковы оценки ситуаций использования направленных микрофонов в условиях открытого пространства. Но возможно применение направленных микрофонов и в закрытых помещениях, для которых обязателен учет реверберации, то есть отражений звуковых сигналов от стен помещений и предметов интерьера.

Формально в этих условиях соотношение (7) остается справедливым, если вместо G использовать приведенный коэффициент направленного действия G 0 :

где R — некоторый параметр, учитывающий площадь поверхности объема (так называемое акустическое отношение) .

4. Размышляя о будущем

Говоря о будущем данной специальной отрасли можно выделить по крайней мере три направления возможного совершенствования направленных микрофонов. G одной стороны, следует ожидать (по аналогии с адаптивной временной фильтрацией) появления приборов, способных к адаптивной пространственно-временной фильтрации акустических помех. Объективной основой таких приборов являются достижения в области цифровой многоканальной обработки данных. Вторая возможность совершенствования направленных микрофонов связана с прогрессом с области высокочувствительных акустических сенсоров, что принципиально позволяет создавать микрофоны с пороговой чувствительностью минус 10 – минус 15 дБ и предельной дальностью контроля при отсутствии внешнего шума. И, наконец, нельзя исключить появления принципиально новых направленных микрофонов, использующих нелинейные и параметрические эффекты для реализации органолептических скрытных антенн большого размера и способных обеспечивать к.н.д. 20-25 дБ и более.

Источник

Интерференционная труба для микрофона

ХОРЕВ Анатолий Анатольевич, профессор, доктор технических наук

СРЕДСТВА АКУСТИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ:
НАПРАВЛЕННЫЕ МИКРОФОНЫ И ЛАЗЕРНЫЕ АКУСТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ

В случае если в выделенном помещении открыта (приоткрыта) форточка или фрамуга, для прослушивания ведущихся в нем разговоров могут использоваться направленные микрофоны. Разведка может вестись из соседних зданий или автомашин, находящихся на автостоянках, прилегающих к зданию.

В основном используются три вида направленных микрофонов: параболические (рефлекторные), трубчатые (интерференционные) и плоские микрофонные решетки.

Параболический микрофон (рис. 1) [1] имеет параболический отражатель, в фокусе которого размещается микрофонный капсюль с ненаправленной или однонаправленной характеристикой направленности (ХН). Такие микрофоны иногда называют рефлекторными.

Рис. 1. Схема параболического направленного микрофона

Звуковые волны, пришедшие с осевого направления параболы, отражаются от отражателя и благодаря свойствам параболы после отражения концентрируются в фазе в ее фокусе, где расположен микрофонный капсюль. Звуковые волны, приходящие под углом к оси параболы, рассеиваются рефлектором, не попадая на микрофон. В рефлекторной системе ХН сильно зависит от частоты и изменяется от практически ненаправленной на низких частотах (при диаметре рефлектора меньше длины звуковой волны) до узкого лепестка на высоких частотах. Частотная характеристика чувствительности таких микрофонов имеет подъем в сторону высоких частот с крутизной порядка 6 дБ на октаву, который обычно компенсируется или электронным методом (например, эквалайзером), или специальной конструкцией капсюля [1, 2].

Внешний вид некоторых параболических микрофонов представлен на фото 1 – 3, а основные характеристики – в табл. 1 − 3 [5 — 7, 9, 15, 17].

Наиболее простым по конструкции является направленный микрофон «Супер Ухо – 100» (фото 1) [5].

Параболический отражатель выполнен из пластика. В фокусе отражателя помещен электретный микрофон, подключенный к входу малошумящего усилителя низкой частоты. Встроенный 8-кратный бинокль позволяет точно навести микрофон на цель.

Микрофон имеет размеры 290 ´ 150 ´ 90 мм и массу 1,2 кг. Питание микрофона осуществляется от батарейки типа «крона». Время работы от внутренней батарейки – до 60 ч.

Фото 1. Направленный микрофон «Супер Ухо – 100»

Фото 2. Внешний вид параболических направленных микрофонов

Фото 3 Внешний вид параболических направленных микрофонов

Таблица 1. Основные характеристики направленных параболических микрофонов PKI 2915 и PKI 2920

Характеристика	Тип микрофона
	PKI 2915	PKI 2920
Диаметр отражателя, м	0,60	0,85
Масса, кг	0,38	0,40
Дальность перехвата разговоров, м	100	150
Питание	встроенный аккумулятор 9 В

Таблица 2. Основные характеристики параболических микрофонов Super Sound Zoom и PR -1000

Характеристика	Тип микрофона
	Super Sound Zoom	PR-1000
Размеры, мм	290х150х90	500х500х400
Диапазон частот, кГц	0, 5 − 14	0, 2 − 14
Чувствительность, мВ/Па	4	20
Масса, кг	1,2	1,5

Таблица 3. Основные характеристики параболических микрофонов Spectra G50 и Big Ears BE3K

Характеристика	Тип микрофона
	Spectra G50	Big Ears BE3K
Размеры, мм	500 x 500 x 400	750 x 750 x 400
Диапазон частот, кГц	0, 1 – 1 5	0,1 − 1 5
Чувствительность, мВ/Па	31	50
Масса, кг	2	2,5

Прослушивание перехватываемых разговоров осуществляется с использованием наушников. Микрофон имеет встроенный диктофон, позволяющий осуществлять запись перехваченных разговоров.

Диаграмма направленности микрофона – 10 ° , коэффициент усиления – 70 дБ, что обеспечивает перехват разговоров на открытой местности при низком уровне шума до 100 м. Частотный диапазон микрофона от 100 до 14 000 Гц.

Качество направленного микрофона оценивается коэффициентом выигрыша в отношении «сигнал-помеха» за счет пространственной селекции К_нм, дБ.

Для параболического микрофона данный коэффициент К_пм, дБ, рассчитывается по формуле:

Кпм ≈ 10 lg (1 , 2× 10 -4 × S_отр ×f 2 ) , (1)

где S_отр — площадь отражателя микрофона, м 2 ; f — частота сигнала, Гц.

Как видно из формулы (1), чем больше площадь отражателя, тем больше значение коэффициента К_пм.

Следовательно, дальность перехвата разговоров во многом зависит от диаметра отражателя. Например, для одних и тех же условий при диаметре отражателя 60 см (микрофон PKI 2915) дальность перехвата разговора составляет 100 м, а при диаметре 85 см (микрофон PKI 2920) – 150 м. Параболические микрофоны чаще всего маскируются под антенны спутникового телевидения и устанавливаются на балконах домов.

Микрофоны «бегущей волны» (интерференционные), часто называемые трубчатыми микрофонами, состоят из трубки с отверстиями или прорезями, на заднем торце которой расположен ненаправленный или однонаправленный микрофонный капсюль (рис. 2) [1].

Рис. 2. Схема трубчатого (интерференционного) микрофона

Отверстия (прорези) в трубке закрыты тканью или пористым материалом, акустическое сопротивление которого возрастает по мере приближения к капсюлю. Обострение ХН достигается из-за интерференции парциальных звуковых волн, проходящих через отверстия трубки. При движении фронта звука параллельно оси трубки все парциальные волны приходят к подвижному элементу одновременно, в фазе. При распространении звука под углом к оси эти волны доходят до капсюля с различной задержкой, определяемой расстоянием от соответствующего отверстия до капсюля, при этом происходит частичная или полная компенсация давления, действующего на подвижный элемент. Заметное обострение ХН в таких микрофонах начинается с частоты, где длина трубки больше половины длины звуковой волны. С увеличением частоты ХН еще больше обостряется. Поэтому даже при значительной длине таких микрофонов, которая может достигать метра и даже более, ХН на частотах ниже 150 — 200 Гц определяется только капсюлем и обычно близка к кардиоиде или суперкардиоиде.

Трубчатые направленные микрофоны по сравнению с параболическими более компактные и используются в основном в случаях, когда необходимо обеспечить скрытность прослушивания разговоров. С использованием таких микрофонов разведку можно вести как из автомобиля, так и из окна расположенного напротив здания.

Внешний вид некоторых трубчатых микрофонов представлен на фото 4 – 7, а основные характеристики – в табл. 4, 5 [6, 9, 16, 17].

К типовым трубчатым микрофонам относится направленный микрофон PKI 2925 (фото 4) [6]. Общая длина микрофона с трубкой 35 см составляет 85 см, масса – 525 г. Питание микрофона осуществляется от аккумуляторной батареи напряжением питания 3,6 В. Микрофон имеет встроенные фильтры высоких и низких частот.

Фото 4. Внешний вид трубчатого
направленного микрофона PKI 2925

Фото 5. Внешний вид трубчатого
направленного микрофона YKN

Фото 6. Внешний вид трубчатого
направленного микрофона Sennheiser MKH 70 P 48

Фото 7. Миниатюрный направленный микрофон UEM-88

Таблица 4. Характеристики направленных трубчатых микрофонов

Характеристика	Тип микрофона
	YKN	AT-89	UEM -88
Частотный диапазон, Гц	500 – 10 000	60 – 12 000	200 – 15 000
Максимальный коэффициент усиления, дБ	66	93	50
Чувствительность, мВ/Па	20	70	—
Размеры, мм	310×30	355×70	229x25x13
Масса, г	130	473	65
Напряжение питания, В	3	9	1xААА
Время работы от аккумулятора, ч	30	4 − 6	100
Дальность перехвата разговоров, м	100	100	—

Таблица 5. Характеристики трубчатых микрофонов

Характеристика	Тип микрофона
	AT4071A	MKH 70 P48	KMR 82i	MFC800
Диапазон частот, кГц	0,03 – 20	0,05 – 20	0,02 – 20	0,02 – 20
Чувствительность, мВ/Па	89,1	50	21	18
Размеры, мм	395x21x21	410x25x25	395x21x21	500x25x250
Масса, г	155	180	250	350

Для ведения разведки используются и сверхминиатюрные микрофоны. Например, микрофон UEM -88 (фото 7) имеет размеры 229×25 ´ 13 мм и массу всего 65 г [9].

Для трубчатого микрофона коэффициент выигрыша в отношении «сигнал-помеха» за счет пространственной селекции К_тм, дБ, рассчитывается по формуле:

Предельная максимальная дальность действия трубчатых микрофонов несколько меньше, чем параболических. Но в условиях города их возможности практически одинаковы.

Так называемые «плоские» направленные микрофоны появились сравнительно недавно и представляют собой акустическую микрофонную решетку, включающую несколько десятков микрофонных капсюлей. Плоские микрофонные решетки также выпускаются в камуфлированном виде. Наиболее часто они камуфлируются под атташе-кейс, жилет или пояс.

Внешний вид некоторых плоских микрофонов представлен на фото 8 – 10, а их основные характеристики – в табл. 6 [11, 14].

Коэффициент выигрыша в отношении «сигнал-помеха» за счет пространственной селекции для микрофонных решеток , дБ, рассчитывается по формуле, аналогичной (2)

где S_а — площадь приемной апертуры микрофона, м 2 .

Фото 8. Микрофонная решетка фирмы G . R . A . S

Фото 9. Плоский направленный микрофон 40 TA

Фото 10. Микрофонная решетка BSWA — TECH SPS -980

Таблица 6. Основные характеристики микрофонных решеток

Характеристика	Тип микрофона
	40TA	SPS-980
Количество микрофонов	64	36
Диапазон частот, кГц	0,05 – 6,6	0,02 – 20
Чувствительность, мВ/Па	50 (4)	50
Динамический диапазон, дБА	32 (40) – 134 (174)	30 – 128
Размеры решетки, мм	175×175	Æ 1000

Максимальная дальность действия направленных микрофонов в условиях города не превышает 100 – 150 м, за городом при низком уровне шумов дальность разведки может составлять до 500 м и более.

Лазерные акустические системы разведки

Если окна и форточки в выделенном помещении будут закрыты, прослушать разговоры, ведущиеся в нем, с использованием направленных микрофонов невозможно. Однако в этом случае возможно прослушивание разговоров с использованием лазерных акустических систем разведки (ЛАСР), иногда называемых «лазерными микрофонами».

Существуют несколько схем построения ЛАСР [3, 13].

На рис. 3 изображен простейший вариант подобной системы. Луч лазера падает на стекло окна под некоторым углом. На границе стекло − воздух происходит модуляция луча звуковыми колебаниями. Отраженный луч улавливается фотодетектором, расположенном на оси отраженного луча, и осуществляется амплитудная демодуляция отраженного излучения. Система довольно простая, но требует тщательной юстировки и на практике используется довольно редко.

Рис. 3. Простейший вариант схемы построения ЛАСР

Второй способ, использующий сплиттер (делитель) пучка, несколько сложнее, но он позволяет совместить лазер и детектор (рис. 4). Отпадает необходимость в тщательной юстировке системы. Применение сплиттера позволяет свести падающий и отраженный луч в одну точку.

В целях повышения чувствительности используется интерференционная схема, представленная на рис. 5а. Интерферометр, представленный на этом рисунке, имеет плечи равной длины и называется «Dual Beam LASER Mic».

Рис. 4. Вариант схемы построения ЛАСР
с использованием сплиттера (делителя) пучка

Главный принцип этой схемы – дифференциальный метод измерения акустической вибрации. Участок оконного стекла, с которого снимается вибрация, имеет малый размер, следовательно, резко ослабляется синфазная помеха, вызываемая низкочастотными колебаниями стекла, например, из-за ветра или уличных шумов.

Приемник излучения может иметь свою оптическую систему, как показано на рис. 5б.

Принцип работы ЛАСР для систем с разделением луча (Single Split beam) можно представить следующим образом: когерентный луч лазера расщепляется разделительным стеклом (особое стекло со специальным покрытием толщиной в десятки нанометров пропускает 50% и отражает 50% света определенной длины волны) на 2 части: опорный луч и излучаемый. При отражении излучаемого луча от оконного стекла или триппель-призмы, установленной на нем, происходит его модуляция звуковой частотой. Отраженный промодулированный луч направляется на фоторезистор, где интерферирует с опорным лучом. Сигнал с фоторезистора после специальной обработки усиливается и подается для прослушивания на головные телефоны или записывается на цифровой диктофон.

а)

б)
Рис. 5. Варианты интерференционных схем построения ЛАСР

Применение последних интерференционных схем возможно только в том случае, если луч лазера отражается в направлении его источника. А это возможно, если ЛАСР и облучаемое окно находятся на одной высоте и оконное стекло расположено перпендикулярно лучу лазера или на оконном стекле установлена триппель-призма. Во всех остальных случаях в направлении на детектор отражается незначительное количество диффузно рассеянного излучения и дальность ведения разведки резко снижается.

В целях обеспечения скрытности работы в ЛАСР используются лазеры, работающие в ближнем инфракрасном, не видимом глазу диапазоне длин волн (0,75 – 1,1 мкм).

Внешний вид некоторых ЛАСР приведен на фото 11 – 13, а их характеристики – в табл. 7, 8 [6, 8 – 10, 16 – 18].

К типовой лазерной акустической системе разведки относится система SIM — LAMIC (фото 11), которая состоит из передатчика, на основе полупроводникового лазера мощностью 5 мВт, работающего в диапазоне 0,82 мкм (фокусное расстояние объектива 135 мм), и приемника лазерного излучения на основе малошумящего PIN-диода (фокусное расстояние объектива 500 мм), закамуфлированного под стандартную зеркальную камеру. Передатчик и приемник устанавливаются на специальных треногах. При переноске вся система размещается в обычном кейсе [17]. Аналогичная система, но работающая в диапазоне длин волн от 1,75 – 1,84 мкм, представлена на фото 12 [12].

В системе PKI 3100 [6, 10] в отличие от SIM — LAMIC лазер и приемник оптического излучения размещены в одном приемо-передающем блоке (модуле) (фото 13). Мощность лазера 10 мВт, длина излучения 0,88 мкм, расходимость луча лазера 0,5 мрад. При такой расходимости размер пятна лазерного излучения на расстоянии 100 м составит 5 см.

Дальность действия лазерных акустических систем разведки при приеме диффузно отраженного излучения не превышает нескольких десятков метров. При приеме зеркально отраженного луча дальность разведки может составлять несколько сот метров, а при использовании триппель-призм она может превышать 500 м.

а – упакованная в кейсе;

б – в развернутом состоянии
Фото 11. Лазерная акустическая система разведки SIM — LAMIC :

Фото 12. Лазерная акустическая система разведки Laser-3500

Фото 13. Лазерная акустическая система
разведки PKI 3100 (приемо-передающий блок)

Таблица 7. Основные характеристики лазерных акустических систем разведки

Характеристика	Тип системы
	SIM -LAMIC	Laser-3000 (PKI3100)
Лазерный передатчик
Тип лазера	Полупроводниковый
Длина волны, мкм	0,82	0,88
Мощность излучения, мВт	5	10
Рассходимость луча, мрад	—	0,5
Фокусное расстояние объектива, мм	135	135
Питание, В	8х1,5 (АА)	4х1,5 (АА)
Время работы, ч	50	50
Приемник лазерного излучения
Тип приемника	малошумящий PIN-диод
Длина волны, мкм	ближний ИК
Фокусное расстояние объектива, мм	500	135 (1:2,8 )
Питание, В	12	4х1,5 (АА)
Время работы, ч.	50 — 100	50
Примечание	камуфлируется под стандартную зеркальную камеру; передатчик и приемник устанавливаются на треноге; не требует юстировки	размеры приемо-передающего блока 130 x 220 x 60 мм; масса 1,6 кг; усилительный блок (коэффициент усиления: 100 дБ; эквалайзер: 300, 600, 1200, 2400, 4800 Гц; диапазон регулировки ± 10 дБ; размеры 250 x 280 x 50 мм; масса 8,2 кг)

Таблица 8. Основные характеристики лазерных акустических систем разведки

Характеристика	Тип системы
	LASR-2000	Laser-3500	МR-7800
Лазерный передатчик
Тип лазера	полупроводниковый
Длина волны, мкм	0,75 — 0,84	1,75 – 1,84	0,77 – 0,84
Мощность излучения, мВт	5	5	25
Фокусное расстояние объектива, мм	135	135	135
Питание, В	8×1,5 (АА)	8×1,5 (АА)	8×1,5 (АА)
Время работы, ч	50	40	40
Приемник лазерного излучения
Тип приемника	малошумящий PIN-диод; ближний ИК
Фокусное расстояние объектива, мм	500	500	500
Питание, В	9	12	12
Время работы, ч.	15 — 30	15 — 50	40 — 60
Примечание	камуфлируется под стандартную зеркальную камеру; габариты 470x380x220 мм; масса 10,5 кг без батарей и треног

Вахитов Ш. Современные микрофоны и их применение/ М.: Радио, 1998, № 11 и 12 [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://chipinfo.ru/literature/radio/199811/p16_18.html

Каталог направленных микрофонов [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.bnti.ru/index.asp?tbl=01.01.01.03.

Каторин Ю.Ф., Куренков Е.В., Лысов А.В., Остапенко А.Н. Большая энциклопедия промышленного шпионажа. – Спб.: ООО «Издательство Полигон», 2000. – 856 с.

Лазерный микрофон. Опубликовано: 12.07.2001. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://daily.sec.ru.

Лысов А.В. Лазерные микрофоны − универсальное средство разведки или очередное поветрие моды? Опубликовано 19.07.2000. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.bnti.ru/showart.asp?aid=29&lvl=01.01.01.05.02.

Микрофон направленного действия с биноклем «Супер Ухо – 100». [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.se.455.ru/index.php.

Anti terror equipment: catalog. – Germany: PKI Electronic Intelligence, 2008. – 116 р . + [ Электронный ресурс ]. – Режим доступа :http://www.pki-electronic.com/index.php?Catalogue

Audio spy microphones [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.gia-servizi.com/prodotti/indexen.htm

Audio Surveillance [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.gcomtech.com/default.aspx.

BSWA Technology : product Catalogue. − China, BSWA Technology Co., Ltd, 2008. – 29 р. + [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.bswa-tech.com

Laser-3500 Laser Room Monitoring System [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.spyzones.com/laser.html

Laser microphone [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://cxem.net/ik/ik2.php

Microphone array [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.gras.dk/redir/?Id=252&lang=uk.

Рarabolic-microphones SME PR-1000 [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://mineroff-nature.com

Ricevitori e Mini Registratori Audio [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.selavio.com/prodotti/ricevitori-audio.

Special Equipment. — Germany: SIM Security & Electronic System gmbh, 2006. – 65 р.

© 2011 Журнал «Спецтехника и связь»
Перепечатка информации допускается только с письменного разрешения редакции.

Источник