Овчинников Андрей Михайлович, АРЧАГОВ Олег Игоревич

ИНДУКТИВНЫЕ УСТРОЙСТВА

Статья перепечатана из журнала "Специальная Техника" №1 1998 г.

В практике служб безопасности и различных охранных структур часто требуется незаметное для окружающих использование средств радиосвязи (обеспечение визуальной и акустической скрытности связи). Это достигается применением малогабаритных радиостанций, скрытным размещением радиостанций и микрофона на теле оператора, использованием миниатюрных выносных пультов управления радиостанцией.

Основная проблема в данном случае - обеспечение незаметного для окружающих приема информации, поскольку использование головных телефонов в таких ситуациях недопустимо. Решение проблемы - в применении комплексов устройств индуктивной связи, состоящих из передающей антенны и миниатюрных беспроводных приемников-телефонов.

Передающая антенна (катушка индуктивности, индуктор) подключается к выходу усилителя низкой частоты (УНЧ) любой звуковоспроизводящей аппаратуры, в данном случае радиостанции, и создает вокруг себя переменное электромагнитное поле звуковой частоты. В антенной катушке приемника наводится ЭДС звуковой частоты, которая усиливается УНЧ приемника и преобразуется в звуковые колебания с помощью миниатюрного электромагнитного телефона.

Передающая антенна (индуктор) может быть помещена в малогабаритный корпус прямоугольной формы, крепиться к внутренней стороне пиджака либо быть выполнена в виде многовитковой петлевой антенны и размещаться вокруг шеи. Существуют конструкции индуктора в виде погона, которые располагается под рубашкой или пиджаком. Приемник-телефон помещается в ушную раковину оператора так, что звуковоспроизводящий телефон входит в наружный слуховой канал уха. Кроме решения задачи скрытного от окружающего приема информации, такое размещение приемника-телефона улучшает качество воспроизведения речевого сигнала условиях повышенных акустических шумов, т.к. акустический выход телефона максимально приближен к барабанной перепонке, а корпус изделия является звукоизолятором (звукоизолирующие свойства особенно четко проявляются в диапазоне частот от 1000 до 4000 Гц). При этом размещение приемника в ухе почти не сказывается на разборчивости принимаемой речевой информации окружающих.

Как правило, питание приемников-телефонов осуществляется от миниатюрных элементов питания с напряжением 1,5 В. Существует большое количество фирм, занимающихся производством аппаратуры данного класса, однако на отечественном рынке наиболее известны следующие модели подобных изделий:

- комплект аппаратуры, состоящий из приемника WR4 и индуктора СА19 фирмы "SONIC Communications (США)",

- аналогичный комплект, изготавливаемый фирмой Dynatech Tactical Communication - DTC (Канада): индуктор - Z8, Z8L: приемники - R5. R8:

- Phonak Inductor фирмы PHONAK Communication AG (Швейцария):

- акустический приемник ПА-1 отечественного производства:

- приемник-телефон АМФ-У-С отечественного производства.

Сравнительные характеристики приемников-телефонов, составленные на основе рекламных материалов и паспортных данных на изделия, представлены в таблице. Следует отметить, что приемники фирм SONIC и DTC имеют практически одинаковые характеристики и поэтому в таблице они сведены в один столбец.

Примечание, Для аппаратуры фирм SONIC и DTC отсутствуют сведения о токе потребления и емкости используемого элемента питания, а стоимость указана для варианта поставки со скрытоносимой гарнитурой.

Как видно из таблицы, лучшими акустическими свойствами (более высоким уровнем звукового давления и более широким диапазоном рабочих частот) обладают телефоны зарубежных фирм SONIC, DTC и PHONAK. Вместе с тем разница этих технических характеристик по сравнению с двумя отечественными изделиями настолько незначительна, что может быть замечена только при проведении специальных артикуляционных испытаний, и обычным среднестатистическим пользователем практически не ощущается. Как правило, все приемники-телефоны рассчитаны на обеспечение разборчивость воспроизводимой речевой информации, соответствующей по классу ГОСТ 16600-72 в условиях повышенных внешних акустических шумов (в технических характеристиках зарубежные фирмы указывают не средние, а наилучшие значения).

При подготовке данной статьи нами были проведены сравнительные испытания указанных изделий. Испытания всех приемников-телефонов проводились по стандартной единой методике путем измерения уровня звукового давления, развиваемого изделием на аппарат “искусственное ухо” типа 415: с камерой связи DB 0138 фирмы “Брюль и Кьер”. К “искусственному уху” с камерой связи подключался испытуемый приемник, работающий от штатного элемента питания. Сигнал генератора низкой частоты типа ГЗ-117 подавался на передающую петлевую антенну, расположенную над изделием на расстоянии 150 мм. Уровень сигнала для различных приемников выбирался исходя из условий обеспечения фиксированного (не более 20%) коэффициента нелинейных искажений рабочем диапазоне частот.

Испытания показали - разборчивость воспроизведения речевой информации всех изделий соответствует 1 классу ГОСТ 16600-72 при незначительных различиях в акустических параметрах. Значения максимального уровня звукового давления и коэффициента нелинейных искажений, полученные при испытаниях, указаны в соответствующих графах таблицы скобках. Как видно из таблицы, наилучшими параметрам здесь обладают как раз отечественные изделия. Несмотря то что по данной выборке (испытывался один образец каждого типа приемников-телефонов) нельзя сделать однозначного вывода, приведенные результаты определенно дают дополнительную информацию при выборе конкретных технических средств.

Как правило, пользователя интересуют такие характеристики аппаратуры, как время работы приемника от одного источника питания, степень скрытности размещения, устойчивость звукового сигнала, удобство ношения антенны и самого приемника, надежность изделия. комплектность поставки (возможность поставки фирмой совместно с изделием других аксессуаров для организации скрытой радиосвязи), а также его стоимость. По времени работы источника питания отечественные образцы превосходят зарубежные изделия (не менее 100 часов для ПА-1 и не менее 120 часов для АМФ-У-С при 20 часах для Phonak Inductor и 72 часах для приемника SONIC и DTC). При этом в ПА-1 это обеспечивается использованием воздушно-цинкового элемента питания большой емкости, а в изделии АМФ-У-C - экономичным режимом работы (ток потребления в 6 раз меньше, чем в ПА-1, и в 4 раза меньше, чем в Phonak Inductor).

Степень скрытности размещения определяется габаритами и конструкцией приемников-телефонов, а также их цветовым оформлением. Размеры приемников, устанавливаемых в ушную раковину, у различных фирм близки, однако наименьшие габариты из указанных изделий имеет АМФ-У-С. Следует также отметить, что конструкция приемников WR4 фирмы SONIC и АМФ-У-С выполнена с максимальным (по сравнению с другими изделиями) учетом анатомических особенностей наружного слухового прохода уха человека, поэтому при одинаковых размерах эти приемники устанавливаются глубже и более незаметны.

Разница в цветовом оформлении заключается в том, что приемники SONIC, DTC, Phonak Inductor и ПА-1 имеют телесный цвет и сочетаются с цветом уха человека, а изделие АМФ-У-С темнее, его цвет подобран таким образом, чтобы он сочетался с цветом слухового канала уха. Поэтому приемник АМФ-У-C, установленный в ушную раковину, смотрится более естественно.

В целом можно говорить о большей степени скрытности размещения приемника-телефона АМФ-У-C по сравнению с другими изделиями. Важное требование к устройству индуктивной связи устойчивость звукового сигнала приемника при движении и других активных действий оператора. Устойчивость характеризуется зависимостью уровня звука от положения головы оператора и определяется в основном типом применяемой передающей антенны. Наименьшая зависимость проявляется при использовании петлевой антенны, формирующей равномерно распределенное электромагнитное поле звуковых частот. наибольшая - при индукторе, размещаемом в корпусе прямоугольной формы и имеющем узкую диаграмму направленности. При использовании антенны в виде погона и размещении приемника в ухе с той же стороны, что и погон, достигается устойчивость звукового сигнала, близкая к петлевой антенне.

В изделии ПА-1 передающая антенна (индуктор) размещается в малогабаритном прямоугольном корпусе, который крепится, как правило, к обратной стороне пиджака или пальто оператора связи. При таком конструктивном исполнении антенны и ее размещении громкость акустического сигнала существенно зависит от положения головы оператора. В изделии АМФ-У-C передающая антенна выполнена в виде петли и размещается на шее оператора, что позволяет свести к минимуму изменение громкости воспроизводимого приемником-телефоном сигнала при изменении положения головы.

Изделия зарубежных фирм (DTC, SONIC и PHONAC) поставляются в комплектации с любым типом антенны. Удобство ношения в основном определяется надежностью закрепления изделия (отсутствием выпадении приемника при изменении положения головы) и комфортностью состояния человека при размещенном в его ушной раковине приемнике-телефоне и антенны на шее или внутренней стороне пиджака. Несимметричные конструкции приемников фирмы SONIC и DTC и изделия АМФ-У-C, максимально приближенные к форме наружного слухового прохода уха человека, в данном случае обеспечивают максимальные удобства при ношении по сравнению с другими приемниками-телефонами.

В части конструктивного оформления индукторов определенное преимущество имеют зарубежные фирмы. Конструктивное исполнение передающих антенн обеспечивает большее удобство для оператора, к примеру, индуктор для изделий фирм DTC и SONIC поставляется совместно со специальным чехлом для размещения его на боку оператора (закрепляется на плече под одеждой). К сожалению, отсутствуют точные данные о надежности изделий фирм SONIC, DTC и PHONAK, а также ПА-1 (средняя наработка на отказ изделия АМФ-У-C составляет 40 000 часов), что не позволяет сравнить изделия по этому критерию. В рекламных материалах зарубежных фирм указывается соответствие изделий военным стандартам.

С точки зрения комплексности поставки выгодно отличаются изделия зарубежных фирм, которые предлагают широкий выбор аксессуаров визуально скрытой радиосвязи (скрытноносимые радиоприемники, выносные пульты управления, микрофоны, аксессуары для ношения и т.д.), работающих в сочетании с приемником-телефоном индуктивной связи. Кроме того, имеется возможность согласования приемника с радиостанциями, имеющими различное выходное сопротивление (8, 15, 30, 60, 300, 600 0м, 2 кОм), путем выбора соответствующей модификации индуктора.

Изделие ПА-1 выпускается только с одной модификацией выходного сопротивления (8 0м), комплект аппаратуры АМФ-У-C поставляется в 3 модификациях (12, 50, 200 и 1000 0м). Приемники изделий Phonak Inductor, ПА-1 и АМФ-У-C поставляются в упаковке, содержащей также зеркало и комплект приспособлений для установки и изъятия приемника из ушной раковины. Изделия фирм DTC и SONIC поставляются без комплекта приспособлений.

Изделия зарубежных фирм имеют существенно более высокую стоимость по сравнению с отечественными комплектами аппаратуры. При этом высокая стоимость американских и канадских изделий объясняется декларируемой высокой надежностью, широким диапазоном рабочих температур и соответствием военным стандартам. Однако приобрести аксессуары скрытой радиосвязи по цене $ 800 - 900 (правда, в стоимость включается целиком скрытноносимая гарнитура с микрофоном и пультом управления радиостанцией), в 2-3 раза превышающей среднюю стоимость импортных аналоговых УKB-радиостанций, может позволить только очень обеспеченный клиент. При этом преимущество в технических и эксплуатационных характеристиках по сравнению с другими изделиями представляется неоднозначным. Несколько меньшую стоимость имеет комплект устройства индуктивной связи фирмы PHONAK.

Суммарная цена передающей антенны, соединительного кабеля и приемника-телефона, по которой комплект продается на самой фирме, составляет около $ 400. Однако фирмы-поставщики в России предлагают данное изделие по цене от $ 500 до 600. По техническим характеристикам Phonak Inductor не уступает изделиям фирм DTC и SONIC. Фирма имеет возможность поставки широкого круга технических средств для скрытой радиосвязи, работающих совместно с устройством индуктивной связи. Отечественные изделия можно приобрести по более низким ценам: $ 100 - 200 за ПА-1 и $200-250 за АМФ-У-C. (Разброс цен на ПА-1 объясняется тем, что изделие продается как предприятиями-изготовителями (минимальная цена), так и фирмами-посредниками.)

При этом по ряду важных эксплуатационных характеристик комплект АМФ-У-C превосходит изделие ПА-1 и имеет достаточно высокую надежность. Следует также отметить, что эксплуатационные расходы, связанные с приобретением сменных элементов питания, существенно ниже других у АМФ-У-C. В целом проведенный анализ показывает наличие богатого выбора аппаратуры в классе устройств индуктивной связи, предназначенных для организации скрытой радиосвязи. На сегодняшний день пользователь может приобрести не только дорогостоящую зарубежную технику, отдав ей предпочтение по причине комплексности поставки, лучшего оформления, соответствия военным стандартам США и наличия различных аксессуаров для ношения. Но и более дешевую аппаратуру отечественного производства, ничем не уступающую импортной по техническим характеристикам, сэкономив при этом средства на закупку другой техники для организации скрытой радиосвязи.

Статья опубликована на сайте: 11.06.1999