Индикатор 2 4 ггц излучения своими руками. Пассивные индикаторы высокочастотного поля. Охранное оборудование и защита информации

Предлагаю рассмотреть простую и легкую в изготовлении схему "детектора жучков" (любого источника электромагнитного поля). Которую я собрал, считаю что ничего сложного он не представляет и доступно даже начинающему радиолюбителю. Легко и просто.

В качестве дросселя L1 и L2 использованы ДПМ-1 на 200мкГн. Кондесатор С1 68 нФ, можно заменить на подстроечный конденсатор. ГД507А - высокочастотный диод с максимальной частой до 900 МГц. Для измерения более высоких частот - необходимо использовать СВЧ-диоды

Индикатор представляет собой панель из фольганированного текстолита размерами 24x5см. Схема не требует именно такого конструктивного решения - возможно использвать антенны "УСЫ" и пр. Размер антенны зависит от длины замеряемой волны.

Измерения проводились мультиметром М300 в режиме милливольтметра. Основное преимущество - широкий диапазон измерении. Начиная с 0 до 5В.

В основном измерения не выходят за 200-300 мВ. На фото произведено измерения БП (от точки доступа Wi-Fi) - напряжение 1,1В. Максимально зафиксированное значение очень большое - 4,5В, магнитное поле достаточно высокое, но из-за низкой частоты поля в 15-20 см от устройства значение близко к 0.

Поиск устройств излучающих высокочастотное излучение к примеру подслушивающих устройств (жучки, микрофоны) достаточно прост. Индикатор легко и уверенно определяет направление с которого идет излучение. Источник обнаруживается с расстояния 3-5м, даже это если обычный сотовый телефон. Увеличение показания прибора говорит о верности направления поиска. Чаще на верхних этажах дома в квартире присутвует электромагнитный "фон". Такая напряженность электромагнитного поля видимо обусловено мощными источниками излучения в радиусе нескольких сотен метров: базы сотовых операторов.

Индикатор не имеет своего усилителя, поэтому результат зависит от того какая конструкция антенны была выбрана. Конденсатор С1 - реактивное сопративление, который "режет" частоты и позволяет настроить индикатор на определенный диапазон. Точная настройка не производилось из-за отсуствия эталлоного генератора частоты, хорошего частометра.

Произведено лужение припоем. Это совсем не обязательно. В принципе после травления платы требуется тщательная промывка и просушка.

В качестве аналога который может быть использован вместо диода D1 ГД507А, рекомендую использовать КД922Б с максимальной частотой 1ГГц. По характеристикам при средних частотах до 400МГц, КД922Б превосходит германиевый аналог в два раза. Также при тестовых иземерниях с радиостанции 150МГц мощностью 5Вт, было получено 4.5В пикового напряжения с ГД507А, а с помощью КД922Б получена мощность в 3 раза выше.

При измерениях более низких частот (27МГц) существенных различий между диодами не наблюдается. Индикатор хорошо подходит для налаживания передающей аппаратуры, высокочастотных генераторов. Индикатор не позволяет определить частоту, искажения или возникающие гармоники передатчика, но думаю ничего не мешает доработать схему, усилить сигнал - подключить приемник и осциллограф.

Рассмотрим простейший индикатор напряженности электромагнитного поля в диапазоне 27 МГц. Принципиальная схема прибора приведена на рис. 5.17. 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 колебаний фильтруются конденсатором С2. При этом 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 на стальной проволоки длиной 50 см

Рис. 5.17 Простейший индикатор напряженности поля диапазона 27 МГц

Чувствительность прибора можно значительно повысить, если перед детек­тором установить усилитель ВЧ. Принципиальная схема такого устройства представлена на рис. 5.18. Эта схема, по сравнению с предыдущей, имеет более высокую чувствительность передатчика. Теперь излучение может быть зафик­сировано на расстоянии несколько метров.

Ри c 5.18 Индикатор с усилителем ВЧ

Высокочастотный транзистор VT1 включен по схеме с обшей 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 ноля. Принципиальная схема такого прибора приведена на рис. 5.19. а. Индикатор, схема которого показана на рис. 5.19. б, позволяет оп|>елелить направление на источник излучения.

а) б) Рис 5 19 Индикаторы диапазона 430 МГц

Высокочастотные поля (ВЧ-поля) – это электромагнитные колебания в диапазоне 100 000 – 30 000 000 Гц. Традиционно в этот диапазон включаются короткие, средние и длинные волны. Есть еще ультра- и сверхвысокочастотные волны.

Другими словами – ВЧ-поля, это те электромагнитные излучения, с использованием которых работает подавляющая часть окружающих нас приборов.

Индикатор ВЧ-поля позволяет определить наличие этих самых излучений и наводок.

Принцип работы его очень прост:

1.Необходима антенна, способная принимать сигнал высоких частот;

2.Принятые магнитные колебания преобразуются антенной в электрические импульсы;

3.Оповещение пользователя производится удобным для него способом (простым горением светодиодов, шкалой, соответствующей какому-либо ожидаемому уровню мощности сигнала, или даже цифровыми или жидкокристаллическими дисплеями, а также звуком).

Для каких случаев может понадобиться индикатор ВЧ ЭМ поля:

1.Определение наличия или отсутствия нежелательного излучения на рабочем месте (облучение радиоволнами может оказывать губительное воздействие на любой живой организм);

2.Поиск проводки или даже следящих устройств ("жучков");

3.Оповещение о состоявшемся обмене данными с сетью сотовой связи на мобильных телефонах;

4.И другие цели.

Итак, с целями и принципом работы все более-менее ясно. Но как же собрать такое устройство своими руками? Ниже приведем несколько простых схем.

Самая простейшая

Рис. 1. Схема индикатора

На изображении видно, что в составе по факту только два конденсатора, диода, одна антенна (подойдет металлический или медный проводник длиной 15-20 см) и милиамперметр (как самый недорогой – любой шкальный).

Чтобы определить наличие поля достаточной мощности необходимо поднести антенну к источнику ВЧ-излучения.

Амперметр можно заменить светодиодом.

Чувствительность указанной схемы сильно зависит от параметров диодов, поэтому их необходимо подбирать под заданные требования к обнаруживаемому излучению.
Если вам требуется обнаружить ВЧ-поле на выходе какого-либо прибора, то вместо антенны следует использовать простой щуп, который может подключаться к выводам техники гальванически. Но в этом случае необходимо позаботиться заранее о безопасности цепи, ведь выходной ток может пробить диоды и вывести узлы индикатора из строя.

Если вам требуется небольшое портативное устройство, способное весьма наглядно продемонстрировать наличие и относительную мощность ВЧ сигнала, то вам определенно будет интересна следующая схема.

Рис. 2. Схема с индикацией уровня ВЧ-поля на светодиодах

Этот вариант будет заметно чувствительнее своего аналога из первого рассмотренного случая благодаря встроенному усилителю на транзисторах.

Питается схема от обычной "кроны" (или любая другая батарея на 9 В), шкала загорается по мере усиления сигнала (светодиод HL8 сигнализирует о том, что прибор включен). Этого позволяют добиться транзисторы VT4-VT10, которые работают как ключи.
Монтаж схемы может быть осуществлен даже на макетной плате. И в этом случае ее габариты могут вписаться в 5*7 см (даже вместе с антенной, схема таких размеров даже в жестком корпусе и с батареей легко поместится в кармане).

Конечный результат, например, будет выглядеть следующим образом.

Рис. 3. Устройство в сборе

Задающий транзистор VT1 должен быть достаточно чувствительным к ВЧ-колебаниям и поэтому на его роль подойдет биполярный КТ3102ЕМ или аналогичный.

Все элементы в схеме в таблице.

Таблица

Индикатор со звуковой сигнализацией на операционных усилителях

Если вам нужно простое компактное и одновременно эффективное устройство для обнаружения ВЧ-волн, которое легко оповестит вас о наличии поля не светом и не стрелкой амперметра, а звуком, то схема ниже для вас.

Рис. 4. Схема индикатор со звуковой сигнализацией на операционных усилителях

Основа схемы – операционный усилитель средней точности КР140УД2Б (или аналог, например, CA3047T).

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