AYUDA DE UN ANALIZADOR DE ESPECTRO
Utilizando un analizador de espectro
En este artículo espero mostrarles algunos de los usos y ventajas del análisis de espectro basado en computadora para descubrir la modulación de un intruso desconocido (también mencionaría las desventajas, pero no conozco ninguna.) Estos programas (hay varios listados aquí) combinan una técnica matemática conocida como Transformada Rápida de Fourier (FFT) con la potencia de procesamiento de computadoras personales modernas, para realizar un tipo de análisis que no estaba disponible para la gente común hasta hace una década.Al igual que cuando escuchan una señal mientras sintonizan su receptor lentamente a través de ella utilizando un ancho de banda estrecho para descubrir sus componentes, un analizador de espectro hace lo mismo en forma automática y presenta una imagen de ella, como " escuchada"en la salida de audio del receptor, para que puedan ver de inmediato cuántos canales hay, cuál es el desplazamiento de frecuencia, si hay algún" zumbido" proveniente de la fuente de alimentación en la portadora y, con un poco de práctica,deducir si utiliza FSK o PSK.
Hay dos métodos comunes de visualización utilizados por estos analizadores: uno, es una imagen instantánea del espectro que cambia de momento a momento, del mismo modo que un osciloscopio muestra una forma de onda; el otro, presenta un historial del espectro de la señal durante un período de tiempo corto o largo mostrándolo en forma de "cascada", utilizando diferentes colores para mostrar la amplitud de la señal en cualquier frecuencia y tiempo. Este segundo método proporciona mucha información en una imagen y espreferible para la mayoría de los propósitos. Todos los espectrogramas que se muestran aquí usan el método de visualización en cascada.
Portadora manipulada Encendido/Apagado
Comencemos con un caso simple. El envío continuo de puntos y rayas Morse es un buen ejemplo de portadora simple manipulada Encendido/Apagado (On/OffKeyed -OOK-). Algunas estaciones militares las utilizan como marcador de canal o señal de sincronización para sus equipos de cifrado. En la práctica, los periodos de encendido y apagado suelen tener la misma duración, referidos a veces como "reversiones 1:1" (un poco de jerga útil: el término "reversiones" se usa a menudo para describir la codificación del transmisor alternativamente entre activado y desactivado, o entre marca y espacio, o entre 0 y 1)A la derecha está el espectrograma de unaportadora OOK manipulada a 38 Hz o 76 baudios. La frecuencia se muestra horizontalmente y el tiempo fluye por la pantalla como una cascada. Observen cómo la portadora está acompañada por dos líneas espectrales, una a cada lado, 38 Hz por encima y por debajo de la frecuencia portadora. También hay muchos armónicos de numeración impar de estas líneas (x3, x5, etc.), a cada lado, que se deben al hecho de que la portadora está modulada al 100%, con tiempos de encendido y apagado bastante rápidos.
Este es un ejemplo casi trivial, pero se deben tener en cuenta dos puntos relacionados. Si la señal estuviese enviando reversiones por desplazamiento de frecuencia, es decir, elementos marca y espacio de RTTY alternados, el espectro se vería como dos portadoras OOK, una en la frecuencia marca y otra en la frecuencia espacio. Esto se debe a que las reversiones de FSK son las mismas que las de encendido/apagado de la frecuencia de marca y de la frecuencia de espacio. Tales señales se pueden ver con frecuencia; de hecho, son más comunes que laportadora OOK simple con la que comenzamos.
El segundo punto es que una portadora OOK a menudo puede parecerse a una portadora que no lleva inteligencia, pero que está modulada en amplitud por "zumbido" en la fuente de alimentación. Tal zumbido puede ser causado por una mala regulación de los voltajes de la fuente de alimentación del transmisor, de modo que varían a la misma frecuencia (generalmente 50 o 60 Hz) que la corriente alterna del suministro de red o de armónicos de la misma. Buscar rutinariamente zumbido de la fuente de alimentación en cualquier señal intrusa puede proporcionar una pista importante sobre la ubicación del transmisor, ya que pocos países usan frecuencias de red de 50 y 60 Hz.
Dos señales FSK
Tiempo atrás, a los aficionados en la Región 3 les molestaba una señal RTTY que ocupaba 14212 kHz en momentos impares durante el día. Que yo sepa, nunca se descubrió un cronograma de esas transmisiones y, aunque solían durar no más de uno o dos minutos, la señal era fuerte.
A la derecha se muestra un analizador de espectro que muestra la transmisión de dos mensajes sucesivos. La pantalla abarca un tiempo de poco más de ocho minutos. El primer mensaje comenzó a las 11:47 Z y duró aproximadamente un minuto y medio; el segundo, comenzó justo después de las 11:50 Z y duró unos dos minutos. En cualquier momento durante estos períodos, se pueden ver en la pantalla dos amplias bandas verticales que representan las frecuencias de marca y espacio recibidas de la señal RTTY. Estos componentes espectrales se amplían en frecuencia por los transitorios de codificación del transmisor y la brevedad de los elementos marca y espacio individuales. Observen cómo el operador del transmisor lo testeó brevemente en las frecuencias de marca y espacio antes de comenzar el mensaje, lo que resultó en una línea espectral mucho más estrecha para estos períodos cuando se estaba enviando una portadora no modulada. También se pueden ver bandas verticales débiles a cada lado de las frecuencias de marca y espacio. Se trata de bandas laterales derivadas de la velocidad de codificación de la transmisión RTTY. Después del segundo mensaje, el transmisor estuvo en espera en la frecuencia de espacio (enviando otra vez la portadora no modulada) durante aproximadamente 20 segundos antes de salir del aire. Los borrones casi horizontales en la pantalla fueron el resultado de señales interferentes presentes en el pasabanda del receptor.Significativamente, el espectrograma muestra que el cambio de frecuencia utilizado para cada mensaje fue de aproximadamente 850-860 Hz, pero la frecuencia central de la transmisión FSK fue diferente para cada mensaje. Durante varios meses, se observó que se usaban dos frecuencias distintas para estas emisiones y, en algunas raras ocasiones, se escucharon en ambas frecuencias al mismo tiempo, lo que demuestra que utilizaban dos transmisores por separado. En el espectrograma que se muestra aquí, la sintonización del receptor no cambió entre los mensajes, por lo que, si se utiliza la escala de frecuencia de audio en la parte inferior de la pantalla, se puede calcular la diferencia en la frecuencia central entre estos dos transmisores. Si encuentran una diferencia de alrededor de 125 Hz, tienen buen ojo.
El espectrograma de la derecha muestra un sistema de interferencia que al oído suena como una fuerte señal de zumbido o ruido indescriptible. La frecuencia base indicada por el receptor era 7058.5 kHz y la señal se grabó en modo USB, por lo que esta estaba en una frecuencia central de aproximadamente 7060.1 kHz en nuestra banda de 40 m. El bloqueador dejó esta frecuencia aproximadamente a las 01:50 Z. Usando la escala de frecuencia en la parte inferior de la pantalla, pueden verse las muchas componentes espectrales a intervalos de 100 Hz, con un número más pequeño a intervalos de 50 Hz. Es fácil ver que la señal ocupa un ancho de banda de casi 2 kHz.
A modo de comparación, el espectrograma de la derecha muestra una señal VFT rusa (¿o china?) En una frecuencia central de 14154,3 kHz, registrada en mayo de 1999. Cuando comienza la grabación, la señal envía tráfico y se pueden ver cada uno de los 8 canales de datos, separados por 300 Hz (excepto 450 Hz entre los dos canales centrales). Estos 8 canales simplemente se ajustan al ancho de banda de 2,4 kHz del receptor y al rango máximo de frecuencia del analizador de espectro. Poco después de las 11:33 Z, el tráfico finalizó y la señal cambió a condición "en espera", en la que se pueden ver dos líneas de sincronización separadas por aproximadamente 70 Hz en cada canal. En esta condición, la señal emitirá un fuerte zumbido en el receptor. Luego, justo antes de las 1134 Z, la señal se apagó. No es raro que estas señales VFT permanezcan inactivas durante largos períodos, durante los cuales es fácil confundirlas con sistemas de interferencia de radiodifusión, a menos que, por supuesto, se utilice un analizador de espectro para mostrar la verdadera naturaleza de la señal.
Hay otra señal de datos VFT que a menudo se escucha desde Rusia o China. Es una señal de 12 canales con un espaciado de 200 Hz entre canales y una portadora piloto de 400 Hz por encima del canal de datos de frecuencia más alta. El espectrograma de la derecha muestra los 9 canales más altos del total de 12 y el piloto que está sobre ellos. Se cree que la señal es PSK y, debido a que el tráfico se envía a lo largo de la grabación que aquí se muestra (sin períodos de inactividad), solo se observa una banda de ruido en cada canal de datos. En la práctica, es habitual que la portadora piloto de estas señales esté en una frecuencia de radio que termina en "x.3 kHz". Se cree que la portadora piloto podría ser un auxiliar de sintonía y no necesariamente significa que se está utilizando banda lateral única.