Эндовибратор, инфракрасная прослушка, RFID, квантовые метки

Приветствую, друзья. На связи Тимур Гаранин.

Уже несколько раз меня просили рассказать об устройстве эндовибраторов, поэтому сегодня этим и займёмся.

Лев Сергеевич Термен – физик, изобретатель, инженер-электромеханик, музыкант. Создатель множества устройств и систем: электромузыкальных инструментов, первых телевизионных систем, охранных сигнализаций, автоматических дверей и систем освещения, а также подслушивающих устройств.

С 1925-го по 1938-й годы Лев Термен безбедно жил в США. Вернувшись в Союз, он был арестован в 1939 году по обвинению в громком “покушении” на Кирова и участии в т.н. “пулковском” заговоре. “Гуманное решение” Особого Совещания при НКВД СССР отправило изобретателя искупать несуществующую вину перед Родиной на Колыму, назначив восьмилетний срок лишения свободы.

Уже через год в ведомстве Лаврентия Берии одумались и перевели ученого отбывать наказание в одну из Московских шарашек (ОКБ — “особые конструкторские бюро” или попросту НИИ тюремного типа, для ученых и инженеров, с улучшенными по сравнению с лагерями условиями, где традиционный для советской пенитенциарной системы физический труд заменялся интеллектуальным).

В 1943-м году Лев Термен продолжал отбывать срок в кучинской шараге, где получает задачу разработать устройство, которое будет сложно обнаружить такими методами как нелинейный локатор и индикатор поля, наиболее распространенные средства для обнаружения радиозакладок.

Учитывая, что методы обнаружения, используемые в то время, предполагали поиск активного источника электромагнитного поля, Термен пришел к выводу о том, что необходимо создавать пассивное устройство, которое будет выполнять функцию своеобразного радиозеркала.

Итогом работы стало устройство, известных аналогов которого на тот момент не существовало. Принцип работы “Златоуста” (как его назовут впоследствии) был следующим: для активации устройства на него направлялся мощный ультравысокочастотный (800 МГц) радиосигнал. Мембрана, установленная в устройстве, резонировала от звуковых волн и затем модулировала отражаемый сигнал, который улавливался специальным приёмником, записывался на магнитную проволоку или стенографировался.

Устройство не имело встроенных источников питания и было сравнительно небольшим. Конструкция была предельно проста — металлическая полость с колеблющейся мембраной и объемом около 2-х кубических сантиметров, а также антенна длиной около 30 см. Дальше рассмотрим конструкцию детальнее.

Особого внимания заслуживает приемник, за характерный внешний вид названный “Лось”. Созданный коллективом той же шарашки, он был способен принять и обработать отраженный от эндовибратора модулированный сигнал так, чтобы можно было слышать и записывать отчетливую речь.

После того как устройство было разработано, дело оставалось за его размещением. Целью стало посольство США, которое было одной из самых желанных целей оперативно-технических служб НКВД, НКГБ, МГБ и иных советских спецведомств.

Возможность представилась 9 февраля 1945 года, на эту дату была назначена церемония открытия второй очереди пионерского лагеря «Артек». В образцово-показательное место отдыха советских детей пригласили большую тройку (Сталина, Рузвельта и Черчилля), но руководители коалиции не нашли время для посещения и направили на мероприятие своих послов.

На этом мероприятии послу США Гарриману решили вручить герб США, который был выполнен из ценных пород дерева. В гербе предварительно установили эндовибратор, а также сделали замаскированные отверстия для звука, которые размещались в ноздрях у орла.

Дело в том, что Гарриман был неравнодушен к разного рода поделкам из редких и ценных пород древесины, для “троянского” подарка таких пород применили сразу двадцать. По данным Владимира Алексеенко, отставного подполковника оперативно-технической службы ПГУ КГБ, инициатива сделать Гарриману такой “подарок” принадлежала лично Лаврентию Берии.

Подарок от пионеров пришелся послу по вкусу. После вручения он с трудом сдерживал восхищение презентом и уже начал думать от том, где разместить ценный экспонат для его коллекции.

По воспоминаниям очевидцев, Гарриман задал вопрос: «Куда я могу повесить это чудо?». На него моментально среагировал советский дипломат Валентин Бережков, который шепотом порекомендовал повесить герб в кабинете, чтобы вызвать зависть британских коллег. Подарок и рекомендация сработали, Гарриман распорядился повесить герб в его кабинете.

Для обеспечения работы устройства было создано два секретных поста, располагавшихся в непосредственной близости к зданию посольства США. На одном посту находился мощный излучатель радиоволн, работавший на частоте 800 МГц, на другом дежурили сотрудники с приёмником “Лось” и магнитофонами.

В нужный момент включался передатчик и сотрудники на принимающем посту могли отчетливо слышать и записывать переговоры в кабинете посла. Таким образом чекисты прослушивали кабинет посла на протяжении семи лет. После Гарримана до момента обнаружения устройства в кабинете с уникальным гербом работало еще трое послов США.

Теперь перейдём к самому интересному. Как устроен эндовибратор? Рассмотрим детально.

Эндовибратор представляет собой цилиндрический объёмный резонатор. На переднем торце его расположена гибкая металлическая мембрана. Задняя крышка оснащена резьбой для подстройки. Из центра задней крышки выступает грибовидный штырь, поверхность шляпки которого изрезана канавками для уменьшения эффекта воздушного дэмпфирования. Если канавок не будет, то воздушная подушка между штырём и мембраной будет гасить колебания последней.

В боковую поверхность цилиндрического резонатора через изоляцию вставлена антенна. На внутреннем конце она имеет диск, предназначенный для емкостной связи с резонатором.

Работает система следующим образом. В состоянии покоя резонатора, когда его передняя крышка, т.е. мембрана, неподвижна, резонатор имеет строго фиксированную частоту. Направленным излучением извне, частота которого совпадает с резонансной частотой эндовибратора, циллиндрический резонатор приводится в возбуждённое состояние. При чём возбуждаться он может как непостредственно при облучении его корпуса, так и при облучении его антенны, что гораздо эффективнее. В резонаторе устанавливаются колебания на его собственной частоте, и через емкостную связь эти колебания передаются на антенну и переизлучаются во все стороны. При этом амплитуда этих колебаний постоянна, пока мемрана в покое.

Но когда покой резонатора нарушается, т.е. мембрана начинает колебаться под действием звуковой частоты, собственная частота резонатора начинает меняться. Мембрана то отдаляется, то приближается к штырю, тем самым значительно изменяя ёмкость контура. А частота возбуждающего излучения и частота выходной антенны остаются фиксированными.

Длина антенны неспроста выбрана полторы длины волны. Такая длина делает антенну весьма узкополосной. Таким образом, когда резонансная частота циллиндрического резонатора совпадает с частотой возбуждения и частотой антенны, мы получаем максимальную амплитуду переизлучения антенны. А когда частота выше или ниже, мы получаем уменьшение амплитуды.

Следовательно, эндовибратор осуществляет амплитудную модуляцию высокой частоты под действием звуковой частоты.

Отражённый, а точнее переизлучённый, антенной эндовибратора амплитудно-модулированный сигнал распространяется во все стороны по горизонту. Сигнал этот относительно слаб и принять его можно на расстояни максимум нескольких сотен метров при помощи направленной антенны, смотрящей прямо на окно той комнаты, в которой работает прибор. Но этого для счастья спецслужб полностью достаточно.

Обозначим главные особенности этого устройства:

— прибор не содержит ни элементов питания, ни генератора;
— питается от внешнего источника колебаний;
— устройство модулирует ВЧ колебания звуковой частотой.

Иначе говоря, эндовибратор – это модулирующий переизлучатель. И этот принцип, принцип модулирующего переизлучателя, сегодня находит широчайшее применение.

Перед тем, как перейти к рассмотрению радиочастотных меток, современных потомков эндовибратора, я хочу рассказать ещё об одном изобретении Льва Сергеевича – устройство инфракрасной прослушки.

Продолжая коротать время в шарашке, Лев Термен создал ещё более совершенное устройство прослушивания. «Буран» — это инфракрасный микрофон, способный снимать колебания оконных стёкол. Фактически — это был прообраз того, что мы называем лазерной прослушкой, принцип был тот-же, с единственным различием: вместо лазерного луча использовалось инфракрасное излучение.

Именно за это изобретение заключённому Термену была присвоена «закрытая» сталинская премия первой степени и орден, полагавшийся к ней. По легенде Иосиф Сталин, просматривая документы, представленные для награждения Термена, лично перечеркнул слово «второй» и написал «первой».

Устройство инфракрасной и оптической прослушки использует тот же принцип, что и эндовибратор. Но в качестве модулирующего переизлучателя выступает обыкновенное оконное стекло, либо другие отражающие объекты. А облучение и приём инфракрасного либо оптического сигнала происходит так же направленными излучателями и приёмниками.

Принципы, применённые в эндовибраторе Льва Термена, не забыты и сегодня. Напротив, применяются чуть ли не на каждом шагу. И даже рядом с Вами лежит устройство, в котором есть современное подобие эндовибратора.

Самый известный потомок эндовибратора – это, конечно же, радиочастотная метка.

Сегодня существует огромное множество разновидностей радиочастотных меток. Их столько видов, что все не перечислить. Но самые распространённые из них – это пассивные метки с регистром памяти.

Такие метки не содержат источника питания, а только переизлучают внешний сигнал. На борту имеют регистр памяти, иногда перезаписываемый, который и уравляет модуляцией. Когда такую метку облучают, в ответ она вызванивает числовую последовательность.

В связи с разнообразием их разновидностей, RFID могут работать на совершенно разных частотах, вызванивать самые разные числовые последовательности, и что самое интересное, использовать разные источники прямого излучения для возбуждения. Т.е. одни метки могут переизлучать, например, сигнал от ворот в супермаркете, другие – сигнал от домофона, третьи звенят в ответ на сигнал сотовых вышек или точек WiFi.

Принцип работы пассивной радиочастотной метки следующий.
Источник внешнего поля резонансной частоты наводит колебания в открытом контуре метки. Колебания в контуре выпрямляются и заряжают небольшой конденсатор, от которого питается контроллер с регистром памяти. Регистр памяти содержит числовую последовательность, которая управляет транзистором, закорачивающим колебательный контур. Когда транзистор открыт, контур закорачивается и не переизлучает, когда транзистор закрыт, контур резонирует и переизлучает. Таким образом метка модулирует переизлучённый сигнал высокой частоты числовой последовательностью.
А считывающее устройство этот модулированный сигнал демодулирует. Таким образом происходит считывание числовой последовательности метки.

Я думаю, все видели плоские радиочастотные метки на товарах в супермаркетах. Обычно разглядеть можно только катушку колебательного контура. Остальные элементы скрыты за металлической фольгой.

К плоским радиочастотным меткам уже все привыкли. А вот капсульные RFID вызывают у многих людей религиозный ужас.

Современные капсульные метки очень малы, сравнимы с рисовым зерном, и продолжают уменьшаться с развитием технологии. Используют их практически всегда в качестве метки животных. При помощи иглы вводят капсулу под кожу животному, и с этого момента можно с лёгкостью определять местоположение оного. Некоторые метки работают на частоте станций сотовой связи, поэтому отслеживание животных происходит так же как отслеживание мобильного телефона.

Чтобы запрограммировать метку под свои нужды нужен программатор. Особое распространение они получили среди фриков – любителей вживлять капсульные RFID себе под кожу.

Фриками я их называю, потому что нет никакой необходимости вживлять метку под кожу. Она может спокойно работать, даже если её носить в кармане, на брелке или в кольце на пальце.

А вот если вживить её в тело, метка будет представлять угрозу, т.к. в случае неисправности может вызвать ожоги или инфекцию. Погоня за понтами ценой риска для здоровья.

Вспомним про конспирологов, которые боятся насильственного внедрения чипов. Бояться насильственного внедрения капсульных RFID под кожу – это паранойя. Как минимум по трём причинам:

Во-первых, потому что люди просто отвергнут эту идею,

Во-вторых, потому что из-под кожи они легко извлекаются. Чтобы гарантировать неизъятие метки, её нужно вставлять прямо в череп.

Но в отличии от фильма «Вспомнить всё» современные капсульные метки гораздо меньшего размера, и потому их логичнее всего размещать не в носовой полости, а за полостью носоглотки, около мозга.

Третья причина, по которой насильственное чипирование бессмысленно, состоит в том, что радиочастотные метки уже есть в любом современном мобильном устройстве. Именно благодаря им можно отследить положение мобильного устройства, даже если оно выключено или его аккумулятор сел или неисправен.

Технология создания антенн на поверхности кристаллов существует уже несколько десятилетий. А уж конденсаторы, резисторы и прочие элементы создаются фотолитографическим способом уже более полувека.

Несколько лет назад разработаны даже антенны для работы в инфракрасном диапазоне для печати на поверхностях фотоэлектрических элементов, что позволяет преобразовывать не только оптический диапазон света в электричество, но и инфракрасный, что значительно повышает КПД панелей.

Нас больше интересуют конечно же антенны, благодаря которым Ваш мобильный аппарат всегда виден, пока Вы находитесь в зоне действия станций. Для этих целей подходят как антенны на кристаллах, так и штатные антенны телефона, через которые устанавливается сотовая и WiFi связь. А сама числовая последовательность-идентификатор устройства может быть как вшита в процессор, так и на отдельном миниатюрном кристалле.

Технологии радиочастотных меток продолжают совершенствоваться, и размеры RFID становятся всё меньше. Но появился и другой подход – квантовые метки.

Самый наглядный пример квантового переизлучателя – это люминофор в газоразрядной лампе. Изнутри лампы вещество люминофора бомбардируется жёстким ультрафиолетовым излучением электрической дуги, это приводит к возбуждению атомов люминофора, и они переизлучают полученную энергию уже в оптическом спектре.

Квантовые метки, разработанные Биллом Гейтсом для маркировки вакцинированных животных, работают точно так же, с одним отличием. Они переизлучают не в видимом оптическом диапазоне, а в инфракрасном. Глаз этих меток не видит, а оборудование видит их отлично, даже некоторые модели мобильных телефонов способны их считать.

Как утверждают источники Гейтсов, на сегодняшний день рисунок квантовой татуировки представляет собой набор точек, наносимых относительно крупными иголками.
Может ли рисунок метки быть сложнее?

В своё время Элизабет Холмс помимо Тераноса разрабатывала ещё и пластырь с микроскопическими иглами для взятия анализа крови. Как известно, у неё ничего не вышло. Однако сразу после банкротства её компании миниатюрный пластырь с микроиглами тающими в коже был успешно испытан для проведения прививок в США.

В принципе нанопатчи, пластыри с наноиглами, демонстрировались ещё в 2014 году.

При таком размере игл на тело животного можно нанести квантовую татуировку с достаточно высокой детализацией рисунка. Всё ради здоровья и права на идентификацию братьев наших меньших.

Однако квантовые метки – это уже другая история, о которой нужно делать отдельный ролик.

Сейчас сделаем выводы по упомянутым типам переизлучателей:

  1. Эндовибратор – это пассивное устройство, модулирующее ВЧ сигнал от внешнего источника НЧ звуковыми колебаниями.
  2. RFID – устройства, модулирующие радиочастоту числовой последовательностью.
  3. Радиочастотных меток существует множество разновидностей, работающих на различных частотах, с разными свойствами и разными форм-факторами.
  4. Квантовые метки используют переизлучающие свойства атомов

Надеюсь, Вам было интересно услышать об эндовибраторе Льва Термена и его технологическом наследии. Возможно, Вас заинтересуют и другие изобретения этого талантливого человека, например известный терменвокс или не столь известные терпситон, электровиолончель и дальновизор. Или же отдельное видео про квантовые метки?

Свои пожелания, вопросы и предложения пишите в комментариях.

Ставьте лайки-дизлайки, делитесь роликом.

Всем удачи!

Запись опубликована в рубрике Образовательные ролики с метками , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , . Добавьте в закладки постоянную ссылку.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *