Охранное оборудование и защита информации
При минимуме деталей и отсутствии активных компонентов он показывает действительно уровень поля, а не возможные неполадки своей электронной схемы.
Главным элементом для изготовления индикатора высокочастотного излучения является сверхвысокочастотный детекторный диод. В качестве такого диода могут быть применены старые (скорее всего точечные) СВЧ диоды типа Д405, Д602 или подобные, СВЧ детекторные диоды Шотки КА202- КА207, импортные детекторные СВЧ диоды. В крайнем случае, для пробы можно взять германиевый диод вроде Д311, но его рабочая частота не превысит 100 МГц.
Главным отличием детекторного диода является то, что прямая ветвь его вольтамперной характеристики начинает подниматься почти сразу от 0 В.
Внимание. Ни в коем случае не следует измерять СВЧ диоды тестером.
Схемы индикаторов
Рис. 4.6. Индикаторы поля: а - принципиальная схема пассивного индикатора поля; б-принципиальная схема индикатор поля со звуковой индикацией; в - принципиальная схема простого УВЧ для индикатора поля; г-принципиальная схема широкополосный стабильный УВЧ для индикатора поля
Любознательные, не имеющие характериографа, могут снять характеристику диода вручную с использованием вольтметра и миллиамперметра, подавая на диод прямое напряжение с шагом 0,05 В и ограничивая постоянный ток через него величиной не более 0,5 мА.
Когда диод найден, можно приступать к йзготовлению индикатора. Собственно, самим индикатором выступает стрелочный микроамперметр РА1 с пределом измерения тока 30-50 мкА. Кремниевые диоды VD1, VD2 защищают детектор и индикатор от перегрузки.
Антенной WA1 могут служить проволочные «усы» из медного провода диаметром 1-2 мм длиной по 200-300 мм или две телескопические антенны. Для большей чувствительности индикатора длина антенны должна быть близка к полуволне измеряемого излучения.
С помощью пассивного индикатора поля удобно исследовать поведение передатчиков, оценивать диаграммы направленности антенн, но для обследования помещений пассивный индикатор неудобен. Он имеет невысокую чувствительность, размахивая таким индикатором, поэтому затруднительно увидеть изменение положения стрелки прибора, да и сам высокочувствительный стрелочный микроамперметр очень не любит сотрясений и ударов.
Для удобства применения приходится окружать СВЧ детектор электронной схемой (рис. 4.6, б). Схема осуществляет световую и звуковую индикацию уровня напряженности поля.
Изменение напряженности поля можно оценивать по частоте следования звуковых сигналов длительностью 0,2 мс и частотой около 1 кГц или вспышек светодиода VD4.
Количество сигналов меняется от одного за десятки секунд до непрерывного тона при большом уровне сигнала. Звуковая индикация позволяющая оценивать текущий уровень ВЧ излучения и регулятор чувствительности позволяют быстро и эффективно локализовать источник радиоизлучения.
Первый ОУ DA1.1 является неинвертирующим усилителем постоянного тока, величина усиления которого регулируется резистором R3, совмещенным с выключателем. Следующие два каскада на DA 1.2, DA1.3 построены по однотипной схеме управляемого мультивибратора на ОУ. Повторитель на DA1.4 служит формирователем уровня «земли». На DA1.3 собран мультивибратор, управляемый напряжением высокого уровня, его частота около 1000 Гц. Звуковой мультивибратор запускается от генератора управляемого напряжением, выполненного на DA1.2.
Положительные импульсы генератора не зависят от уровня входного сигнала, их длительность около 0,2 с задает цепочка R8, СЗ. Длительность пауз между импульсами зависит от скорости разряда СЗ через транзистор VT1 и резистор R6. А проводимость транзистора VT1 в свою очередь зависит от входного ВЧ напряжения выпрямленного детектором VD1 и увеличенного усилителем постоянного тока на DA1.1. В качестве DA1 используется счетверенный операционный усилитель с диапазоном входных сигналов, включающим нулевое входное напряжение.
Если чувствительность индикатора покажется недостаточной, то перед VD1 можно включить широкополосный высокочастотный усилитель выполненный по схеме приведенной на рис. 4.6, в или рис. 4.6, г.
Чтобы широкополосный УВЧ не возбуждался и имел равномерную частотную характеристику, он должен быть выполнен с соблюдением требований конструирования высокочастотных устройств.
Совет. Транзисторы для УВЧ желательно брать с граничной частотой не менее 4 ГГц.
Прибор снабжен телескопической антенной WA1 и питается от девятивольтовой батареи. Переменным резистором R3, совмещенным с выключателем питания SA1, регулируют чувствительность прибора. Его выставляют таким образом, чтобы увеличение уровня напряженности поля вызывало наиболее резкое изменение частоты следования импульсов индикации.
Индикатор ВЧ поля может потребоваться при налаживании радиостанции, при определении наличия радиосмога, при поиске источника радиосмога и при обнаружении скрытых передатчиков и сотовых телефонов. Прибор простой и надежный. Собирается своими руками. Все детали куплены на Алиэкспресс по смешной цене. Даны простые рекомендации с фото и видео.
Как работает схема индикатора ВЧ поля
ВЧ сигнал поступает на антенну, селектируется на катушке L , выпрямляется диодом 1SS86 и через конденсатор емкостью 1000 пФ выпрямленный сигнал поступает на усилитель сигнала на трех транзисторах 8050. Нагрузкой усилителя является светодиод. Схема питается напряжением 3-12 вольт.
Конструкция индикатора ВЧ поля
Автор для контроля правильности работы индикатора ВЧ поля сначала собрал схему на макетной плате. Далее все детали, кроме антенны и батареи питания размещаются на печатной плате размером 2.2 см × 2.8 см. Пайка осуществляется своими руками и не должна вызвать сложностей. Расшифровка цветовой кодировки резисторов приведена на фото. На чувствительность индикатора поля в конкретном диапазоне частот будут влиять параметры катушки L. Автор для катушки намотал 6 витков провода на толстый стержень шариковой ручки. Производитель рекомендует 5-10 витков для катушки. Также сильное влияние на работу индикатора будет оказывать длина антенны. Длина антенны определяется опытным путем. В сильных ВЧ загрязнениях светодиод будет гореть постоянно и укорочение длины антенны станет единственным способом корректной работы индикатора.
Индикатор на макетной плате 
Детали на плате индикатора 
Пример работы индикатора показан на видео. С помощью индикатора можно контролировать работу передатчика, сотового телефона или наличия какого то скрытого ВЧ сигнала, естественно, в зоне чувствительности индикатора. В спокойной эфирной обстановке вполне возможна работа индикатора в качестве сигнализатора приближающейся грозы. Набор деталей можно купить на Алиэкспресс по следующей ссылке http://ali.pub/1acnth (цена смешная). Схема имеет потенциал по модернизации и усовершенствования, например, в части детектирования сигнала, усиление селективности или индикации ВЧ поля.
В индикаторе отсутствует обычный амплитудный детектор, поскольку его функции выполняет микросхема К174ПС4 - перемножитель сигналов, широко используемый радиолюбителями в смесителях радиоприемников, конвертерах и т. д.
В выходном сигнале микросхемы присутствует:
Постоянная составляющая;
Переменная составляющая удвоенной частоты;
Постоянная составляющая пропорциональна квадрату входного напряжения.
Поэтому показания микроамперметра РА1, подключенного к выходу микросхемы, будут пропорциональны мощности сигнала, излучаемой антенной.
Переменную составляющую легко подавить, установив конденсатор С7 достаточной емкости. Диоды VD1, VD2 служат для защиты входных цепей микросхемы от мощных сигналов.
Питается устройство от батареи напряжением 9 В («Крона», «Корунд», «Ника») и потребляет ток примерно 1,5 мА. Работоспособность сохраняется при уменьшении напряжения питания до 6 В. Максимальный ток через микроамперметр РА1 ограничен резисторами Rl, R2.
В устройстве можно применить практически любой малогабаритный стрелочный индикатор с током полного отклонения стрелки от 50 до 150 мкА. На частоте 28 МГц чувствительность устройства (минимальный регистрируемый сигнал) был 2–3 мВ, а зависимость показаний от входного напряжения имела квадратичный характер.
Благодаря атому прибор более чувствителен к изменениям напряженности поля, что позволяет точнее настраивать антенно-фидерные тракты. Так, например, при изменении напряжения на входе устройства в 1,4 раза (3 дБ) показания индикатора увеличиваются вдвое.
Вместо указанной на схеме К174ПС4 допустимо применить микросхемы К174ПС1, К174ПС2. Кроме диодов КД510А, подойдут КД522Б, КД503Б, Конденсаторы - КЛС, КД, K10-I7, КМ, резисторы - МЛТ, С2-33, Выключатель - любой малогабаритный, лучше движковый на два положения.
Схема № 15. Схема индикатора поля (рис. 4.15) представляет собой усилитель постоянного тока на ОУ с каскадом УВЧ и ВЧ детектором (http://www.guarda.ru/guarda/data/microwave/txt_08.php).
На входе УВЧ установлен фильтр ВЧ L1, С2, L2, СЗ, который обрезает сигналы с частотой ниже 10–20 МГц.
Примечание.
В противном случае, прибор начинает реагировать на фон электропроводки и другие индустриальные помехи.
Усилитель ВЧ выполнен по схеме с общим эмиттером, режим выставляется резистором R1 так, что бы на коллекторе VT1 было напряжение равное Uкол=Uпит/2.
Через конденсатор С4 сигнал поступает на диодный детектор VD1. Здесь необходимо применять СВЧ германиевый диод ГД402, ГД507. Но нельзя применять диод Д9, максимальная частота которого 40 МГц.
Выпрямленный сигнал поступает на вход ОУ через фильтр L3, L4, С6, С7, которые препятствуют попадания на вход ОУ ВЧ составляющей. Операционный усилитель работает от однополярного питания. Поэтому для его нормальной работы при помощи делителя на R4, R5 создана искусственная «средняя точка».
Рис. 4.15. Индикатор поля
Усиление микросхемы определяется отношением R6/R8 при малых сигналах на входе. При увеличении напряжения на выводе 6 микросхемы до 0,6–0,7 В происходит открывание диода VD2 и в цепь обратной связи усилителя подключается резистор R7, что уменьшает усиление и делает шкалу прибора линейной.
В качестве ОУ можно применить 140УД12 или 140УД6 (предпочтительнее). В случае использования УД6 резистор R9 из схемы необходимо удалить. Резистором R10 осуществляется установка шкалы прибора на 0.
VT1- СВЧ транзистор, например КТ399.
L1 - 8 витков, провода 0,5 на оправке 5 мм. L2 - 6 витков, того же провода. Дросселя L3, L4 по 60-100 мкГн.
Схема № 16. Индикатор напряженности поля представлен на
http://cxem.net/indicator/indicatorl5.php. Особенность индикатора (рис. 4.16 ) в способе отображения уровня напряженности - на пятиуровневой светодиодной шкале.
Индикатор может контролировать напряженности полей с частотой до 1000 МГц. АЧХ индикатора не измерялось, так как его функция не измерять уровень ВЧ поля в абсолютных значениях, а демонстрировать его уровень и изменение этого уровня в условных единицах.
Однако, при наличии необходимой аппаратуры, можно сделать соответствующие таблицы. Во всяком случае, он уверенно реагирует:
На сигнал СВ-радиостанции, работающей в диапазоне 27 МГц;
На сигнал сотового телефона, работающего на значительно более высоких частотах.
Рис. 4.16. Индикатор напряженности поля
ВЧ-сигнал наводится в антенне W1 и поступает на усилительный каскад на VT1. Здесь работает относительно низкочастотный транзистор КТ3102. Возможно, используя транзистор типа КТ368, КТ381, можно улучшить работу индикатора на ВЧ. На выходе усилительного каскада включен детектор на германиевых диодах VD1 и VD2.
На конденсаторе СЗ выделяется постоянное напряжение, величина которого пропорциональна напряженности ВЧ поля. Это напряжение измеряется шкальным индикатором на поликомпараторной ИМС ВА6137, предназначенной для работы в индикаторах уровня. Уровень напряженности поля оценивают по линейной шкале из пяти светодиодов HL1-HL5.
Индикатор питается от источника из двух последовательно включенных гальванических элементов. Роль корпуса играет пластмассовый футляр для зубной щетки. В нем расположены два элемента питания (один за другим) и детали индикатора. В просверленные отверстия вклеены светодиоды, образующие линейную шкалу. Выводы светодиодов служат и опорными точками для монтажа микросхемы А1.
Роль антенны играет складная телескопическая антенна (с поворотным шарниром) радиоприемника или магнитолы.
Шарнир закреплен с боковой части корпуса так, что в сложенном положении антенна расположена параллельно корпусу. Для работы ее разворачивают на 180° (или другой угол) и вытягивают на нужную длину. Чувствительность можно регулировать, изменяя длину антенны.
При налаживании передатчика индикатор располагают на некотором расстоянии от его антенны, величина которого зависит от мощности и изменение его мощности излучения оценивают при светодиодной шкале. При необходимости индикатор удаляют или приближают к антенне передатчика. Индикатор целесообразно использовать при налаживании передатчиков мощностью не более 0,5 Вт. В противном случае он оказывается слишком чувствительным даже со сложенной антенной и его приходится далеко уносить.
Примечание.
В том случае, если нужно индицировать значительную мощность излучения, можно предусмотреть выключатель, отключающий питание от УВЧ на транзисторе VT1.
Вместо антенны можно подключить объемную катушку диаметром около 100 мм из трех витков толстого намоточного провода. Один конец катушки подключают вместо W1, а второй - на общий минус питания. Не исключен вариант и со сменными перестраиваемыми контурами, на разные частотные участки (получится волномер).
Глава 5. Разрабатываем и собираем постановщики помех радиомикрофонам
В случае, если под рукой нет приемника для поиска радиопередатчиков, но необходимо быть уверенным, что вас не подслушивают, можно воспользоваться передатчиком помех для подавления приемных устройств, которые могут снимать информацию с радиозакладок.
Схема № 1. Сначала рассмотрим схему простого и надежного передатчика помех диапазона 100–170 МГц с мощностью излучения около 100 мВт. Этот диапазон выбран не случайно, так как большинство микропередатчиков предназначены для работы именно в этом диапазоне ввиду наличия дешевых и высококачественных приемников.
Особенность данного
индикатора состоит в том, что он отображает
уровень радиоизлучения на линейной шкале из пяти
светодиодов.
Согласно расчету прибор способен
обнаруживать радиосигналы частотой до 1000 МГц, но
он испытан лишь в домашних условиях при частоте не
выше 90 МГц, а также 433,92 МГц (брелок
автомобильной сигнализации).
Схема индикатора
показана на рис. 1.
Принятый антенной WA1 сигнал
поступает на усилитель на транзисторе VT1.
Дроссель L1 уменьшает низкочастотные, в том числе
сетевые наводки. Конденсаторы С1 и СЗ
дополнительно ослабляют их. Диоды VD1 и VD2
защищают вход усилителя от мощных
сигналов.
Усиленный сигнал через конденсатор С5
поступает на детектор на германиевых диодах VD4,
VD5.
На конденсаторе С7 выделяется постоянное
напряжение, значение которого пропорционально
напряженности поля.
Резистором R3 можно
регулировать чувствительность индикатора.
Узел
индикации выполнен на микросхеме ВА6137,
предназначенной для управления линейкой
светодиодов. В зависимости от уровня принятого
сигнала изменяется число включенных светодиодов
HL1- HL5.
Прибор питается напряжением 3 В от
батареи из двух гальванических элементов
типоразмера AAA. Диод VD3 защищает его от
неправильной полярности питающего
напряжения.
Антенна WA1 - складная
телескопическая.
Чувствительность прибора можно
регулировать, изменяя ее длину.
Все детали
индикатора размещены на печатной плате из
фольгированного с двух сторон стеклотекстолита,
показанной на рис. 2.
На обратной стороне платы фольга сохранена и
служит экраном. К ней припаяны "заземляемые"
выводы деталей.
Небольшие участки фольги
удалены лишь вокруг монтажных отверстий для
остальных выводов.
Транзистор КТ3101А-2 можно заменить на КТ3124А-2 или КТ372А. Если ограничиться контролем излучений частотой не более 200 МГц, можно применить менее высокочастотные транзисторы, например, КТ368А, КТ399А. Диоды ГД507А могут быть заменены другими высокочастотными германиевыми. Конденсаторы С1, СЗ, С5 и резисторы R1, R2 - типоразмера 1206 для поверхностного монтажа. Переменный резистор R3 - СП4-1а. Дроссель L1 - ДМ-0,1 индуктивностью 10...40 мкГн.
При налаживании индикатора подборкой резистора R1 устанавливают напряжение между коллектором и эмиттером транзистора VT1 равным 1,4...1,6 В. Если индикатор используется для проверки и настройки передатчика, его располагают недалеко от передающей антенны. Расстояние между ними и длину штыря-антенны индикатора подбирают такими, при которых светодиоды наилучшим образом реагируют на изменение излучаемой мощности.
В. ГРИЧКО, г.
Краснодар
Радио №7, 2007
В настоящем справочном пособии приведены сведения об использовании тайников различных типов. В книге рассматриваются возможные варианты тайников, способы их создания и необходимые при этом инструменты, описываются приспособления и материалы для их сооружения. Даны рекомендации по устройству тайников дома, в автомобилях, на приусадебном участке и т. п.
Особое место уделено способам и методам контроля и защиты информации. Приведено описание специального промышленного оборудования, используемого при этом, а также устройств, доступных для повторения подготовленными радиолюбителями.
В книге дано подробное описание работы и рекомендации по монтажу и настройке более 50 устройств и приспособлений, необходимых при изготовлении тайников, а также предназначенных для их обнаружения и обеспечения сохранности.
Книга предназначена для широкого круга читателей, для всех, кто пожелает ознакомиться с этой специфической областью творения рук человеческих.
Промышленные приборы обнаружения радиозакладок, кратко рассмотренные в предыдущем разделе, стоят достаточно дорого (800- 1500 USD) и могут оказаться вам не по карману. В принципе, использование специальных средств оправдано лишь тогда, когда специфика вашей деятельности может привлечь внимание конкурентов или криминальных группировок, и утечка информации может привести к фатальным последствиям для вашего бизнеса и даже здоровья. Во всех остальных случаях опасаться профессионалов промышленного шпионажа не приходится и нет необходимости тратить огромные средства на специальную аппаратуру. Большинство ситуаций может свестись к банальному подслушиванию разговоров начальника, неверного супруга или соседа но даче.
При этом, как правило, используются радиозакладки кустарного производства, обнаружить которые можно более простыми средствами - индикаторами радиоизлучений. Изготовить эти приборы без труда можно самостоятельно. В отличии от сканеров, индикаторы радиоизлучений регистрируют напряженность электромагнитного поля в конкретном диапазоне длин волн. Чувствительность их невысока, поэтому обнаружить источник радиоизлучения они могут только в непосредственной близости от него. Низкая чувствительность индикаторов напряженности поля имеет и свои положительные стороны - существенно уменьшается влияние мощных радиовещательных и других промышленных сигналов на качество обнаружения. Ниже мы рассмотрим несколько простых индикаторов напряженности электромагнитного поля КВ, УКВ и СВЧ диапазонов.
Простейшие индикаторы напряженности электромагнитного поля
Рассмотрим простейший индикатор напряженности электромагнитного поля в диапазоне 27 МГц. Принципиальная схема прибора приведена на рис. 5.17.
Рис. 5.17. Простейший индикатор напряженности поля диапазона 27 MГц
Он состоит из антенны, колебательного контура L1C1, диода VD1, конденсатора С2 и измерительного прибора.
Работает устройство следующим образом. Через антенну на колебательный контур поступают ВЧ колебания. Контур отфильтровывает колебания диапазона 27 МГц из смеси частот. Выделенные колебания ВЧ детектируются диодом VD1, благодаря чему на выход диода проходят только положительные полуволны принимаемых частот. Огибающая этих частот представляет собой НЧ колебания. Остатки ВЧ колебании фильтруются конденсатором С2. При этом через измерительный прибор потечет ток, который содержит переменную и постоянную составляющие. Измеряемый прибором постоянный ток примерно пропорционален напряженности поля, действующей в месте приема. Этот детектор можно выполнить в виде приставки к любому тестеру.
Катушка L1 диаметром 7 мм с подстроечным сердечником имеет 10 витков провода ПЭВ-1 0,5 мм. Антенна выполнена из стальной проволоки длиной 50 см.
Чувствительность прибора можно значительно повысить, если перед детектором установить усилитель ВЧ. Принципиальная схема такого устройства представлена на рис. 5.18.
Рис. 5.18. Индикатор с усилителем ВЧ
Эта схема, по сравнению с предыдущей, имеет более высокую чувствительность передатчика. Теперь излучение может быть зафиксировано на расстоянии несколько метров.
Высокочастотный транзистор VT1 включен по схеме с общей базой и работает в качестве селективного усилителя. Колебательный контур L1C2 включен в его коллекторную цепь. Связь контура с детектором осуществляется через отвод от катушки L1. Конденсатор СЗ отфильтровывает высокочастотные составляющие. Резистор R3 и конденсатор С4 выполняют функцию фильтра НЧ.
Катушка L1 намотана на каркасе с подстроечным сердечником диаметром 7 мм проводом ПЭВ-1 0,5 мм. Антенна выполнена из стальной проволоки длиной около 1 м.
Для высокочастотного диапазона 430 МГц можно также собрать очень простую конструкцию индикатора напряженности поля. Принципиальная схема такого прибора приведена на рис. 5.19,а. Индикатор, схема которого показана на рис. 5.19,б, позволяет определить направление на источник излучения.
Рис. 5.19. Индикаторы диапазона 430 МГц
Индикатор напряженности поля диапазона 1.. 200 МГц
Проверить помещение на наличие подслушивающих устройств с радиопередатчиком можно при помощи несложного широкополосного индикатора напряженности поля со звуковым генератором. Дело в том, что некоторые сложные «жучки» с радиопередатчиком включаются на передачу только тогда, когда в помещении раздаются звуковые сигналы. Такие устройства трудно обнаружить при помощи обычного индикатора напряженности, нужно постоянно разговаривать или включить магнитофон. Рассматриваемый детектор имеет собственный источник звукового сигнала.
Принципиальная схема индикатора показана на рис. 5.20.
Рис. 5.20. Индикатор напряженности поля диапазона 1…200 МГц
В качестве поискового элемента использована объемная катушка L1. Ее достоинство, по сравнению с обычной штыревой антенной, заключается в более точной индикации места установки передатчика. Сигнал, наведенный в этой катушке, усиливается двухкаскадным усилителем высокой частоты на транзисторах VT1, VT2 и выпрямляется диодами VD1, VD2. По наличию постоянного напряжения и его величине на конденсаторе С4 (в режиме милливольтметра работает микроамперметр М476-Р1) можно определить наличие передатчика и его местоположения.
Комплект съемных катушек L1 позволяет находить передатчики различной мощности и частоты в диапазоне от 1 до 200 МГц.
Генератор звука состоит из двух мультивибраторов. Первый, настроенный на частоту 10 Гц, управляет вторым, настроенным на частоту 600 Гц. В результате чего формируются пачки импульсов, следующие с частотой 10 Гц. Эти пачки импульсов поступают на транзисторный ключ VT3, в коллекторной цепи которого включена динамическая головка В1, размещенная в направленном боксе (пластмассовая труба длиной 200 мм и диаметром 60 мм).
Для более удачных поисков желательно иметь несколько катушек L1. Для диапазона до 10 МГц катушку L1 нужно намотать проводом ПЭВ 0,31 мм на пустотелой оправке из пластмассы или картона диаметром 60 мм, всего - 10 витков; для диапазона 10-100 МГц каркас не нужен, катушка наматывается проводом ПЭВ 0,6…1 мм, диаметр объемной намотки около 100 мм; число витков - 3…5; для диапазона 100–200 МГц конструкция катушки такая же, но она имеет всего один виток.
Для работы с мощными передатчиками можно использовать катушки меньшего диаметра.
Заменив транзисторы VT1, VT2 на более высокочастотные, например КТ368 или КТ3101, можно поднять верхнюю границу частотного диапазона обнаружения детектора до 500 МГц.
Индикатор напряженности поля диапазона 0,95…1,7 ГГц
В последнее время в составе радиозакладок все чаще используются передающие устройства сверхвысокочастотного (СВЧ) диапазона. Это обусловлено тем, что волны этого диапазона хорошо проходят через кирпичные и бетонные стены, а антенна передающего устройства имеет малые габариты при большой эффективности ее использования. Для обнаружения СВЧ излучения радиопередающего устройства, установленного в вашей квартире, можно использовать прибор, схема которого приведена на рис. 5.21.
Рис. 5.21. Индикатор напряженности поля диапазона 0,95…1.7 ГГц
Основные характеристики индикатора:
Диапазон рабочих частот, ГГц…………….0,95-1,7
Уровень входного сигнала, мВ…………….0,1–0,5
Коэффициент усиления СВЧ сигнала, дБ…30 - 36
Входное сопротивление, Ом………………75
Потребляемый ток не более, мЛ………….50
Напряжение питания, В…………………….+9 - 20 В
Выходной СВЧ сигнал с антенны поступает на входной разъем XW1 детектора и усиливается СВЧ усилителем на транзисторах VT1 - VT4 до уровня 3…7 мВ. Усилитель состоит из четырех одинаковых каскадов, выполненных на транзисторах, включенных по схеме с общим эмиттером, с резонансными связями. Линии L1 - L4 служат коллекторными нагрузками транзисторов и имеют индуктивное сопротивление 75 Ом на частоте 1,25 ГГц. Разделительные конденсаторы СЗ, С7, C11 имеют емкостное сопротивление 75 Ом на частоте 1,25 ГГц.
Такое построение усилителя позволяет добиться максимального усиления каскадов, однако неравномерность коэффициента усиления в рабочей полосе частот достигает 12 дБ. К коллектору транзистора VT4 подключен амплитудный детектор на диоде VD5 с фильтром R18C17. Продетектированный сигнал усиливается усилителем постоянного тока на ОУ DA1. Его коэффициент усиления по напряжению равен 100. К выходу ОУ подключен стрелочный индикатор, показывающий уровень выходного сигнала. Подстроенным резистором R26 балансируют ОУ так, чтобы компенсировать начальное напряжение смещения самого ОУ и собственные шумы СВЧ усилителя.
На микросхеме DD1, транзисторах VT5, VT6 и диодах VD3, VD4 собран преобразователь напряжения для питания ОУ. На элементах DD1.1, DD1.2 выполнен задающий генератор, вырабатывающий прямоугольные импульсы с частотой следования около 4 кГц. Транзисторы VT5 и VT6 обеспечивают усиление по мощности этих импульсов. На диодах VD3, VD4 и конденсаторах С13, С14 собран умножитель напряжения. В результате на конденсаторе С14 формируется отрицательное напряжение - 12 В при напряжении питания усилителя СВЧ +15 В. Напряжения питания ОУ стабилизированы на уровне 6,8 В стабилитронами VD2 и VD6.
Элементы индикатора размещены на печатной плате из двустороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Плата заключена в латунный экран, к которому припаяна по периметру. Элементы находятся со стороны печатных проводников, вторая, фольгированная сторона платы служит общим проводом.
Линии L1 - L4 представляют собой отрезки медного посеребренного провода длиной 13 и диаметром 0,6 мм. которые впаяны в боковую стенку латунного экрана на высоте 2,5 мм над платой. Все дроссели - бескаркасные с внутренним диаметром 2 мм, намотаны проводом ПЭЛ 0.2 мм. Отрезки провода для намотки имеют длину 80 мм. Входным разъемом XW1 служит кабельный (75 Ом) разъем С ГС.
В устройстве применены постоянные резисторы МЛТ и полстроечные СП5-1ВА, конденсаторы КД1 (С4, С5, С8-С10, С12, С15, С16) диаметром 5 мм с отпаянными выводами и КМ, КТ (остальные). Оксидные конденсаторы - К53. Электромагнитный индикатор с током полного отклонения 0.5…1 мА - от любого магнитофона.
Микросхему К561ЛА7 можно заменить на К176ЛА7, К1561ЛА7, К553УД2 - на К153УД2 или КР140УД6, КР140УД7. Стабилитроны - любые кремниевые с напряжением стабилизации 5,6…6,8 В (КС156Г, КС168А). Диод VD5 2А201А можно заменить на ДК-4В, 2А202А или ГИ401А, ГИ401Б.
Налаживание устройства начинают с проверки цепей питания. Временно отпаивают резисторы R9 и R21. После подачи положительного напряжения питания +12 В измеряют напряжение на конденсаторе С14, которое должно быть не менее -10 В. В противном случае по осциллографу убеждаются в наличии переменного напряжения на выводах 4 и 10 (11) микросхемы DD1.
Если напряжение отсутствует, убеждаются в исправности микросхемы и правильности монтажа. Если переменное напряжение присутствует, проверяют исправность транзисторов VT5, VT6, диодов VD3, VD4 и конденсаторов С13, С14.
После налаживания преобразователя напряжения припаивают резисторы R9, R21 и проверяют напряжение на выходе ОУ и подстройкой сопротивления резистора R26 устанавливают нулевой уровень.
После этого на вход устройства подают сигнал напряжением 100 мкВ и частотой 1,25 ГГц с генератора СВЧ. Резистором R24 добиваются полного отклонения стрелки индикатора РА1.
Индикатор СВЧ излучений
Прибор предназначен для поиска СВЧ излучении и обнаружения маломощных СВЧ-передатчиков выполненных, например, на диодах Ганна. Он перекрывает диапазон 8…12 ГГц.
Рассмотрим принцип работы индикатора. Простейшим приемником, как известно, является детекторный. И такие приемники диапазона СВЧ, состоящие из приемной антенны и диода, находят свое применение для измерения СВЧ мощности. Самым существенным недостатком является низкая чувствительность таких приемников. Чтобы резко повысить чувствительность детектора, не усложняя СВЧ головки, используется схема детекторного СВЧ приемника с модулируемой задней стенкой волновода (рис. 5.22).
Рис. 5.22. СВЧ приемник с модулируемой задней стенкой волновода
СВЧ головка при этом почти не усложнилась, добавился только модуляторный диод VD2, a VD1 остался детекторным.
Рассмотрим процесс детектирования. СВЧ сигнал, принятый рупорной (или любой другой, в нашем случае - диэлектрической) антенной, поступает в волновод. Поскольку задняя стенка волновода короткозамкнута, в волноводе устанавливается режим стоячих воли. Причем, если детекторный диод будет находиться на расстоянии полуволны от задней стенки, он будет в узле (т. е. минимуме) поля, а если на расстоянии четверти волны - то в пучности (максимуме). То есть, если мы будем электрически передвигать заднюю стенку волновода на четверть волны (подавая модулирующее напряжение с частотой 3 кГц на VD2), то на VD1, вследствие перемещения его с частотой 3 кГц из узла в пучность СВЧ поля, выделится НЧ сигнал с частотой 3 кГц, который может быть усилен и выделен обычным усилителем НЧ.
Таким образом, если на VD2 подать прямоугольное модулирующее напряжение, то при попадании в СВЧ поле с VD1 будет снят продетектированный сигнал той же частоты. Этот сигнал будет противофазен модулирующему (это свойство с успехом будет использовано в дальнейшем для выделения полезного сигнала из наводок) и иметь очень малую амплитуду.
То есть вся обработка сигнала будет производиться на НЧ, без дефицитных СВЧ деталей.
Схема обработки приведена на рис. 5.23. Питается схема от источника 12 В и потребляет ток около 10 мА.
Рис. 5.23. Схема обработки СВЧ сигнала
Резистор R3 обеспечивает начальное смещение детекторного диода VD1.
Принятый диодом VD1 сигнал усиливается трехкаскадным усилителем на транзисторах VT1 - VT3. Для исключения помех питание входных цепей осуществляется через стабилизатор напряжения на транзисторе VT4.
Но вспомним, что полезный сигнал (от СВЧ поля) с диода VD1 и модулирующее напряжение на диоде VD2 противофазны. Именно поэтому движок R11 можно установить в такое положение, при котором наводки будут подавлены.
Подключите осциллограф к выходу ОУ DA2 и, вращая ползунок резистора R11, вы увидите, как происходит компенсация.
С выхода предварительного усилителя VT1-VT3 сигнал поступает на выходной усилитель на микросхеме DA2. Обратите внимание на то, что между коллектором VT3 и входом DA2 стоит RC-пспочка R17C3 (или С4 в зависимости от состояния ключей DD1) с полосой пропускания всего 20 Гц(!). Это так называемый цифровой корреляционный фильтр. Мы знаем, что должны принять прямоугольный сигнал частотой 3 кГц, в точности равной модулирующей, и в противофазе с модулирующим сигналом. Цифровой фильтр как раз и использует это знание - когда должен приниматься высокий уровень полезного сигнала, подключается конденсатор СЗ, а когда низкий - С4. Таким образом, на СЗ и С4 за несколько периодов накапливаются верхнее и нижнее значения полезного сигнала, в то время как шумы со случайной фазой отфильтровываются. Цифровой фильтр улучшает соотношение сигнал/шум в несколько раз, соответственно повышая и общую чувствительность детектора. Становится возможным уверенно обнаруживать сигналы, лежащие ниже уровня шума (это общее свойство корреляционного приема).
С выхода DA2 сигнал через еще один цифровой фильтр R5C6 (или С8 в зависимости от состояния ключей DD1) поступает на интегратор-компаратор DA1, напряжение на выходе которого при наличии полезного сигнала на входе (VD1) становится равным примерно напряжению питания. Этим сигналом включается светодиод HL2 «Тревога» и головка ВА1. Прерывистое тональное звучание головки ВА1 и мигание светодиода HL2 обеспечивается работой двух мультивибраторов с частотами около 1 и 2 кГц, выполненными на микросхеме DD2, и транзистором VT5, шунтирующим базу VT6 с частотой работы мультивибраторов.
Конструктивно прибор состоит из СВЧ головки и платы обработки, которая может быть размещена как рядом с головкой, так и отдельно.
