📡 VHF 显示器射频发射器（TEMPEST / EMI 侧信道摩尔斯电码生成器）

作者： TA1EEI (Efe Işık)
版本： 1.2
许可证： MIT（开源 / 教育与实验用途）

📰 媒体报道与专题介绍

• [Hackaday] - Get Your Monitor Transmitting VHF With A Browser Tool
• [RTL-SDR.com] - An HTML Browser Page That Uses Display Pixel Clock EMI Leakage to Transmit VHF Morse Code

📌 项目概述

VHF 显示器射频发射器 是一款基于浏览器的实验性工具，可将普通计算机显示器转变为短距离 VHF 摩尔斯电码发射器。

值得注意的是，本项目 无需任何无线电硬件、射频发射器、SDR 或外部调制解调器 即可运行。通过使用优化的 HTML5 Canvas 渲染引擎精确控制屏幕上的像素输出，它操纵显示器内部的视频处理单元（GPU/缩放器）和传输接口（HDMI/DisplayPort），通过侧信道辐射（TEMPEST）直接发射经过调制的电磁信号。

🔬 深入解析：显示器 EMI 背后的物理与工程原理

现代视频管线并非纯粹的光学系统；它们是工作在高频下的高速数字电子设备。本项目利用 非故意电磁辐射（EMI） 来广播可读的射频信号。

1. 视频像素时钟（$f_{\text{pixel}}$）

为了显示稳定的图像，显卡会持续逐帧、逐行地将视频数据推送到显示器。控制这一像素流的基础时钟频率被称为 像素时钟频率（$f_{\text{pixel}}$）。

像素时钟根据总帧尺寸（包括有效显示区域加上水平和垂直消隐间隔）乘以屏幕刷新率计算得出：

$$f_{\text{pixel}} = H_{\text{total}} \times V_{\text{total}} \times f_{\text{refresh}}$$

其中：

• $H_{\text{total}} = H_{\text{active}} + H_{\text{blanking}}$（水平总像素数）
• $V_{\text{total}} = V_{\text{active}} + V_{\text{blanking}}$（垂直总行数）
• $f_{\text{refresh}}$ = 屏幕刷新率（单位：Hz）

计算示例（标准 1080p @ 60Hz）：

• 有效分辨率：$1920 \times 1080$
• CEA-861 时序标准：$H_{\text{total}} = 2200$，$V_{\text{total}} = 1125$
• 刷新率：$60\text{ Hz}$ $$f_{\text{pixel}} = 2200 \times 1125 \times 60 = 148,500,000\text{ Hz} = 148.500\text{ MHz}$$

2. 高频图案调制

当屏幕显示纯黑色或静态背景时，视频电缆上的信号电流保持相对均匀。

然而，当应用程序渲染交替的 $1 \times 1$ 像素图案（黑色 #000000 和白色 #FFFFFF 像素并排交替）时，每个相邻的时钟周期都会迫使显示接口串行器（HDMI 中的 TMDS 或 FRL；DisplayPort 中的主链路通道）快速切换其电压状态。

这种最大状态切换会在精确的像素时钟频率（148.500 MHz）处感应出强电磁场，将射频载波广播到空间中。

3. CW（连续波）/ AM 摩尔斯电码调制

为了将可读数据编码到这种电磁辐射中：

• 载波开启（标记）： 应用程序在整个屏幕画布上渲染高对比度的交替像素图案。视频行串行器以最大容量波动，发射强射频干扰。
• 载波关闭（间隔）： 画布立即切换为纯黑色（#000000）。时钟转换降至最低基线噪声，辐射射频输出随之消失。

通过将这些图案切换的时序与标准化的 摩尔斯电码元素时长（点 = 1 个单位，划 = 3 个单位）相匹配，附近的无线电接收器即可拾取可听的 CW/AM 音调。

🧮 目标频率的计算方式

不同的显示器分辨率和刷新率会产生不同的基频。以下是显示器时序通常生成的目标频率计算结果：

关于谐波的说明： 除了基频像素时钟频率外，在更高频段（$2 \times f_{\text{pixel}}$、$3 \times f_{\text{pixel}}$）也可以检测到较强的二次和三次谐波。

🚀 版本 1.2 的主要功能

• 🌐 自动多语言检测： 启动时读取 navigator.language 并自动将界面本地化为英语、土耳其语、法语、德语、西班牙语或中文。
• ⚡ 实时频率计算引擎： 通过高分辨率计时器（performance.now()）探测分辨率和刷新率，动态预测当前发射频率。
• 🛡️ 交互式安全与同意覆盖层： 具有交互式启动弹窗，提供光敏性癫痫警告和接收器设置步骤。
• 🖥️ 动态全屏优化： 在开始发射时自动请求全屏模式，以最大化屏幕表面积并增强辐射射频功率。
• ⏱️ 精确计时滑块： 微调点持续时间（50 ms – 300 ms）以调整每分钟字数（WPM）速度。

⚙️ 接收器设置与硬件说明

要使用手持对讲机（例如 Quansheng、Baofeng、Yaesu、Icom）或 SDR（RTL-SDR、HackRF、Airspy）收听发射信号：

1. 计算目标频率： 打开应用程序；它将显示检测到的目标频率（例如 148.500 MHz）。
2. 设置接收器频率： 将您的对讲机/SDR 精确调谐到该频率。
3. 选择无线电模式： 将调制模式切换为 AM、USB、CW 或 FM。
4. 关闭静噪： 将静噪设置为 0（取消静音，打开静态噪声）。
5. 设置带宽： 选择 WIDE 接收器滤波器带宽。
6. 天线放置： 将接收器天线 直接放在显示器后方，尽可能靠近 HDMI 或 DisplayPort 连接器。

⚠️ 安全与法律免责声明

• 癫痫警告： 本应用程序会渲染高对比度、高频视觉闪烁。如果您或附近任何人患有光敏性癫痫或光敏感，请勿使用。
• 合规与使用： 本软件严格用于 教育研究、业余无线电实验 和 TEMPEST 侧信道演示。用户须自行承担遵守当地射频法规标准的全部法律和操作责任。

📖 引用

如果您在研究、学术工作或技术实验中使用本项目，请按以下格式引用：

@software{isik2026vhf,
  author = {Isik, Efe},
  title = {VHF Monitor RF Transmitter: Browser-Based TEMPEST / EMI Side-Channel Morse Generator},
  year = {2026},
  publisher = {GitHub},
  journal = {GitHub repository},
  howpublished = {\url{[https://github.com/TA1EEI/vhf-morse-transmitter-monitor](https://github.com/TA1EEI/vhf-morse-transmitter-monitor)}},
  license = {MIT}
}