Экранированный бокс с функцией ультразвукового подавления звукозаписывающего тракта электронного устройства, помещенного внутрь
SHIELDED BOX WITH THE FUNCTION OF ULTRASONIC SUPPRESSION OF THE SOUND RECORDING PATH OF AN ELECTRONIC DEVICE PLACED INSIDE

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области защиты информации от несанкционированного доступа к ней̆, к защите устройств, передающих информацию по радиоканалам и акустическим каналам.
Уровень техники
Из уровня техники известен защитный кожух для смартфона. (US 9336768B2, опубл.10.05.2016). Известный защитный кожух для маскировки мобильных телефонов содержит звукоизолированный корпус для использования в качестве временного хранилища сотовых и других мобильных устройств в местах, где ведутся конфиденциальные и конфиденциальные разговоры и обсуждения. Устройство, генерирующее розовый / белый шум внутри корпуса, генерирует маскирующий шум, так что сотовые или другие мобильные устройства внутри корпуса не могут принимать или записывать разговоры за пределами корпуса. Устройство также содержит генератор акустического шума, расположенный внутри кожуха. указанный генератор акустического шума содержит множество отдельных генераторов шума, каждый из которых индивидуальный генератор шума генерирует шум.
Технические решения, реализованные в данном изобретении, не позволяют достичь технический результат, достигаемый настоящим изобретением, поскольку корпус не экранирован и пропускает электромагнитное излучение, а также поскольку устройство генерирует белый шум, что не обеспечивает полное подавление звукозаписывающего устройства.
Также из уровня техники известно устройство, выполненное в виде корпуса , состоящего из двух частей, внутренняя часть корпуса предназначена для приема и заключения одного или нескольких персональных устройств связи; при этом корпус выполнен из материала ,поглощающего звук; и содержит генератор шума, работающий для обеспечения потоков некоррелированных шумовых сигналов. (US10878795 B2, опубл. 20.02.2020).
Технические решения, реализованные в данном изобретении, не позволяют достичь технический результат, достигаемый настоящим изобретением, поскольку корпус не экранирован и пропускает электромагнитное излучение, а также поскольку устройство генерирует белый шум, что не обеспечивает полное подавление (изолирование) звукозаписывающего или электронного устройства.
Из уровня техники также известен контейнер для хранения электронных устройств. (US 10818280B2, опубл. 19.03.2020). Известный контейнер для хранения электронного устройства включает в себя основание, боковые стенки по периметру, проходящие от него вверх для образования внутреннего объема, и крышку, шарнирно прикрепленную к одной боковой стенке. Корпус электроники расположен во внутреннем объеме и включает в себя источник питания, оперативно подключенный к генератору белого шума, фотодатчик, множество USB-портов, внутренний динамик, внешний динамик, вентилятор, регулятор громкости, переключатель блокировки крышки, и один или несколько внешних светодиодов. Корпус может включать слои звукоизоляционного материала. Генератор белого шума излучает звуковой сигнал для предотвращения записи разговоров или других звуков микрофоном хранимого электронного устройства. Фотодатчик определяет, когда электронное устройство принимает входящую передачу, а внешний динамик уведомляет пользователя о входящей передаче.
Технические решения, реализованные в данном изобретении, не позволяют достичь технический результат, достигаемый настоящим изобретением, поскольку корпус не экранирован и пропускает электромагнитное излучение, а также поскольку устройство генерирует белый шум, что не обеспечивает полное подавление (изолирование) звукозаписывающего или электронного устройства.
Сущность изобретения
Задачей, решаемой заявленным техническим решением, является создание устройства, обеспечивающего пассивную блокировку электромагнитного поля для контроля коммуникаций мобильных устройств, а также обеспечивающего активную блокировку звукозаписывающего устройства, встроенного в мобильное устройство.
Техническим результатом заявленного технического решения является обеспечение экранирования электромагнитного поля для контроля коммуникаций мобильных устройств, а также в обеспечении блокировки звукозаписывающего устройства, встроенного в мобильное устройство.
Технический результат заявленного изобретения достигается за счет того, что экранированный бокс с функцией ультразвукового подавления звукозаписывающего тракта электронного устройства, помещенного внутрь, содержит корпус бокса, выполненный из электропроводного материала и выполненный из двух частей, при этом части корпуса уплотнены и соединены между собой с обеспечением электрического контакта посредством медной пружинной ленты, закрепленной на одной части корпуса, ультразвуковой подавитель микрофонов смартфонов и диктофонов электронного устройства, выполненный в отдельном корпусе и размещенный внутри корпуса бокса, при этом ультразвуковой подавитель выполнен с тремя каналами, причем каждый канал содержит ультразвуковой генератор и ультразвуковой излучатель, при этом ультразвуковые излучатели расположены таким образом, что диаграмма направленности излучения упомянутых ультразвуковых излучателей направлена на электронное устройство, помещенное внутрь экранированного бокса, содержащее звукозаписывающее устройство, и каждый из каналов ультразвукового подавителя выполнен с возможностью модуляции своей частотой.
В частном случае реализации заявленного технического решения каждый из каналов ультразвукового подавителя выполнен с возможностью модуляции своей частотой в диапазоне 100 - 500 Гц.
В частном случае реализации заявленного технического решения ультразвуковой подавитель микрофонов смартфонов и диктофонов электронного устройства выполнен автономным.
В частном случае реализации заявленного технического решения ультразвуковой подавитель выполнен с возможностью генерации помех в виде ультразвуковых волн с частотой 24 - 26 кГц.
В частном случае реализации заявленного технического решения экранированный бокс выполнен с эффективностью экранирования – не менее 60 дБ в диапазоне частот от 30 МГц - 6 ГГц.
В частном случае реализации заявленного технического решения выполнен с возможностью блокировки следующих интерфейсов: GPS / Глонасс; GSM/3G/4G/5G; Wi-Fi; Bluetooth; NFC.
В частном случае реализации заявленного технического решения корпус бокса выполнен из электропроводного материала с глубиной проникновения тока не более 0,0026 мм на частоте 1 ГГц и с толщиной стенок не менее 1,5 мм.
В частном случае реализации заявленного технического решения медная пружинная лента закреплена посредством токопроводящего клея или посредством токопроводящего скотча.
В частном случае реализации заявленного технического решения пружинная лента выполнена в виде профилированной ленты с подпружиненными медно-бериллиевыми ламелями.
В частном случае реализации заявленного технического решения внутри корпуса бокса дополнительно установлен пластиковый стакан и/или вставка из звукопоглощающего материала.
В частном случае реализации заявленного технического решения в качестве звукопоглощающего материала использована акустическая мембрана из эластомера или из виброизоляционного материала толщиной не более 3 мм на основе полиуретана.
В частном случае заявленного технического решения в корпус бокса встроен ЭМС-фильтр для передачи данных и питания, который предотвращает проникновение помех через проводники кабеля либо отверстия в экране (боксе). Фильтр оснащен USB-C портами входа снаружи и выхода внутри.
В частном случае реализации заявленного технического решения ультразвуковой подавитель микрофонов смартфонов и диктофонов электронного устройства дополнительно содержит передатчик беспроводной зарядки, включающий контроллер беспроводной зарядки и индукционную передающую катушку, соединенную с упомянутым контроллером беспроводной зарядки.
Краткое описание чертежей
Детали, признаки, а также преимущества настоящего изобретения следуют из нижеследующего описания вариантов реализации заявленного технического решения с использованием чертежей, на которых показано:
На фиг.1 - общий вид экранированного бокса со встроенным ультразвуковым подавителем звукозаписывающего оборудования;
На фиг.2 – общий вид экранированного бокса со встроенным ультразвуковым подавителем звукозаписывающего оборудования;
На фиг.3 – общий вид ультразвукового подавителя звукозаписывающего оборудования;
На фиг.4 – расположение аккумулятора в ультразвуковом подавителе звукозаписывающего оборудования;
На фиг.5 – расположение ультразвуковых излучателей в ультразвуковом подавителе звукозаписывающего оборудования;
На фиг. 6 – принципиальная блок схема устройства.
На фигурах цифрами обозначены следующие позиции:
1 – нижняя часть бокса; 2 –ультразвуковой подавитель; 3 – корпус вставки; 4 –крышка вставки; 5 – кнопка; 6 – индикатор работы; 7 – индикатор заряда; 8 – USB-C; 9 – ультразвуковые излучатели; 10 – аккумулятор; 11 – пластиковый стакан; 12 – токопроводящий соединитель; 13 – крышка бокса.
Раскрытие изобретения
Экранирующий бокс представляет собой экранированный замкнутый корпус, блокирующий исходящие и входящие радиосигналов мобильных устройств от 30 МГц до 6 ГГц с эффектностью экранирования не менее 60 дБ. Внутри экранированного бокса располагается автономный ультразвуковой подавитель звукозаписывающего оборудования.
Заявленное техническое решение выполнено в виде бокса с вертикально вверх открывающейся верхней (13) частью корпуса, выполненного в виде крышки. Вмещает 5-8 телефонов, в зависимости от размеров. Для уплотнения соединения и электрического контакта между верхней (13) и нижней (1) частью бокса используется токопроводящий соединитель (12), выполненный в виде бронзовой пружинной ленты на токопроводящем клее или на токопроводящем скотче. Пружинная лента выполнена в виде профилированной медной (медно-бериллиевой) ленты с подпружиненными ламелями, уложенная по контуру соединения частей бокса. Такое исполнение позволяет сохранить экранирующие свойства корпуса на нужном уровне и обеспечить надёжное удержание бокса в закрытом состоянии.  Для установки пружинной ленты в корпусе выполнен паз для фиксирования медной пружинной ленты.
Выполнение пружинной ленты из сплава меди с содержанием бериллия положительно сказывается на надежность электрического контакта между частями бокса, поскольку сплав БрБ2 нейтрально реагирует на многие агрессивные среды: растворы кислот и щелочей, морскую и пресную воду. Кроме того, применение данного материала для соединителя (12) обусловлено его механической твердостью, износостойкостью, прочностью и устойчивый к коррозии и истиранию.
Электрический контакт между верхней (13) и нижней (1) частью бокса необходим для создания электрически замкнутой и электрически герметичной экранированной конструкции (клетки Фарадея). Применение медной ленты позволяет открывать и закрывать бокс многократно без ухудшения эффективности экранирования.
Упомянутая конструкция обеспечивает уверенное сохранение замкнутости электромагнитного контура, образуемого корпусом в закрытом состоянии.
Бокс, нижняя и верхняя части, изготовлен из электропроводного материала, с глубиной проникновения δ переменного ток в материал, составляющей не более 0,0151 мм при частоте 30 МГц и не более 0,0026 мм при частоте 1 ГГц. Это касается как материала самого корпуса, так и материала конструктивных элементов, соединяющих корпус.
В качестве таких материалов могут быть применены сплавы алюминия, типа Амг, с возможностью литья в кокиль и под давлением.
Толщина стенок не менее 1.5 мм. Внутри бокса установлен пластиковый стакан (11) для защиты смартфонов от повреждений о стенки бокса. Дополнительно, внутри пластикового стакана может быть установлен стакан из звукопоглощающего материала. В качестве звукопоглощающего материала в варианте реализации использован из акустической мембраны из эластомера или из виброизоляционного материала толщиной не более 3 мм на основе полиуретана.
Данный звукопоглощающий стакан может быть установлен непосредственно в экранированный бокс без пластикового стакана.
Данная конструкция экранированного бокса обеспечивает полное экранирования электромагнитного поля мобильных устройств связи, помещенных внутрь бокса и акустическую блокировку.
Внутри бокса с установленным в нем пластиковым стаканом (11) размещают электронные мобильные устройства, содержащее звукозаписывающее оборудование, а также в боксе размещен автономный модуль – ультразвуковой подавитель (2) микрофонов смартфонов и диктофонов. При меньшей толщине стенки будет не достаточная жесткость и возможно уменьшение эффективности экранирования.
Описание конструкции ультразвукового подавителя (2) звукозаписывающего оборудования, например, таких как микрофоны мобильных телефонов и смартфонов и диктофонов:
Ультразвуковой подавитель звукозаписывающего оборудования смартфонов и диктофонов представляет с собой ультразвуковой генератор помехи в виде ультразвуковых волн с частотой 24 - 26 кГц, который воздействует на усилительный тракт звукозаписывающего оборудования мобильного устройства и приводит к тому, что усилитель микрофона переходит в нелинейный режим, тем самым запись полезного сигнала (звука) становится невозможной.
Методика воздействия ультразвукового подавителя на усилительный тракт звукозаписывающего оборудования динамическая, повторяющаяся, по псевдослучайному закону, с сигналами с частотами 24 - 26 кГц.
Ультразвуковые волны с частотой 25 кГц и амплитудой не менее 60 Вольт модулируются различными частотами 100 - 500 Гц и затем поступают на ультразвуковые излучатели.
Используется 3 канала ультразвукового подавителя. Каждый из каналов модулируется своей частотой в диапазоне 100 - 500 Гц. Каждый канал представляет собой отдельный генератор ультразвуковой частоты с модулирующим сигналом и отдельный ультразвуковой излучатель.
Мощность ультразвукового подавителя для эффективного воздействия на звукозаписывающее оборудование составляет не менее 105 дБм (мощность измерена на расстоянии 1 м). Высокий уровень мощности также необходим для наиболее эффективного подавления на достаточном расстоянии от аппаратуры звукозаписи.
Преимуществом постановки динамической ультразвуковой помехи является высокая эффективность при попытке расшифровки записанного аудиофайла с применением данного метода за счет использования формирования шумового сигнала по псевдослучайному закону.
В данном режиме модулирующие частоты несущей проникают непосредственно на преобразователь аналогового сигнала устройства и таким образом на звукозаписывающей аппаратуре воспроизводятся лишь эти модулирующие частоты, так как по амплитуде они гораздо больше, чем любой поступающий сигнал вне воздействия ультразвукового подавителя. Таким образом запись полезного сигнала становится невозможной.
Реализация данной методики на аппаратном уровне заключается в разработке генератора ультразвуковой частоты с возможностью подстройки, а также с функцией внесения модулирующей частоты. Функция подстройки частоты необходима для настройки частоты резонанса ультразвуковых излучателей. Ультразвуковые излучатели необходимо выбирать таким образом, чтобы они смогли воспроизводить сигнал с наибольшей амплитудой, для наилучшего воздействия на аппаратуру звукозаписи.
Ультразвуковой подавитель (2) звукозаписывающего оборудования может быть использован как внутри упомянутого экранированного бокса или отдельно или в любом другом экранирующем (замкнутого) изделии, предназначенным для хранения мобильной техники.
Ультразвуковой подавитель звукозаписывающего оборудования выполнен с тремя ультразвуковыми излучателями (9), расположенными на лицевой части устройства.
Ультразвуковые излучатели расположены таким образом, что диаграмма направленности излучения упомянутых ультразвуковых излучателей направлена на электронное устройство, помещенное внутрь экранированного бокса, содержащее звукозаписывающее устройство.
Минимум 3 излучателя необходимо для достижения необходимого коэффициента подавления звукозаписывающего оборудования.
В варианте реализации заявленного технического решения ультразвуковой подавитель (2) звукозаписывающего оборудования дополнительно содержит передатчик беспроводной зарядки, включающий контроллер беспроводной зарядки и индукционную передающую катушку, соединенную с упомянутым контроллером беспроводной зарядки.
Реализация данного варианта исполнения технического решения позволяет реализовать беспроводную зарядку мобильных устройств и осуществить подавление звукозаписывающего оборудования.
Ультразвуковой подавитель (2) звукозаписывающего оборудования включается/выключается нажатием кнопки и имеет встроенный аккумулятор (10), который позволяет работать автономно до 4 часов, заряжается через разъем (8) Type-C. Индикация работы устройства осуществляется с помощью световодов.  Электропитание осуществляется от встроенного аккумулятора емкостью 3500 мАч.
Ультразвуковой подавитель (2) микрофонов смартфонов и диктофонов включает в себя следующие элементы: разъем (8) Type-C для заряда через схему заряда и контроля встроенного аккумулятора (10) (ёмкостью 3500 мАч); схема включения и индикации обеспечивает включение и индикацию состояний устройства.
Экранирующий бокс с встроенным ультразвуковым подавителем звукозаписывающего оборудования (встроенный микрофон в смартфоны, умные часы, наушники, диктофоны) выполнен мощностью не менее 105 дБ (измеренное на расстоянии 1 м) со следующими техническими характеристиками:
- Эффективность экранирования – не менее 60 дБ в диапазоне частот 30 МГц - 6 ГГц.
- Ультразвуковая защита от скрытой записи звука с обеспечением эффективности подавления 89% на расстоянии от звукозаписывающего оборудования не более 0,5 м.
1) Ключевыми преимуществами создаваемого продукта являются:
- простота использования;
- пассивное экранирование всех видов связи, осуществляемых по радиоканалам;
- наличие автономного ультразвукового подавителя микрофонов;
- стойкость, надежность и долговечность эксплуатации конструкции.
Экранирующий бокс обеспечивает блокировку радиосигналов по принципу «клетки Фарадея» с эффективностью экранирования не менее 60 дБ в диапазоне частот 30 МГц - 6 ГГц следующих интерфейсов:
а) GPS / Глонасс;
б) GSM / 3G / 4G/ 5G;
в) Wi-Fi (2.4 ГГц / 5 ГГц);
г) Bluetooth;
д) NFC.
Экранирующий бокс с встроенным ультразвуковым подавителем звукозаписывающего оборудования с помощью ультразвукового подавления блокирует звукозаписывающие устройства, помещенных в экранирующую капсулу (микрофоны смартфонов, диктофоны, умные часы).
Экранирующий бокс с встроенным ультразвуковым подавителем звукозаписывающего оборудования обеспечивает защиту информации от прослушивания мобильными электронными устройствами, в которых присутствует микрофон.
В варианте реализации заявленного технического решения в корпус бокса встроен ЭМС-фильтр для передачи данных и питания, который предотвращает проникновение помех через проводники кабеля либо отверстия в экране (боксе). Фильтр оснащен USB-C портами входа снаружи и выхода внутри.
Экранирующий бокс с встроенным ультразвуковым подавителем звукозаписывающего оборудования позволяет заблокировать встроенный в устройство микрофон по средствам ультразвукового излучения. Ультразвуковые волны с частотой24 - 26 кГц, воздействуя на усилительный тракт устройства, приводят к тому, что усилитель микрофона переходит в нелинейный режим, тем самым запись полезного сигнала (звука) становится невозможной.
Электропитание осуществляется от встроенного аккумулятора 3.7 В / 3500 мАч.
Зарядка осуществляется с помощью адаптера AC220 В/ DC 5В 2A.