CN111049618B - 一种通信信号远距离管控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及供电子系统、信号处理系统、天线子系统、接收子系统、发射子系统、相控阵和幅度控制子系统、功率T/R组件、控制子系统组成。可以有效扫描信号并发射干扰无线电信号，实现对远距离的通信信号进行管控的功能。
Description
技术领域
本发明涉及通信信号管控领域，具体指有一种通信信号远距离管控系统。
背景技术
通信信号管控系统，是对手机、对讲机等通讯设备的信号进行管控的工具，可产生干扰信号，干扰通讯设备的接收或发送，从而达到对其信号屏蔽的目的。
现有的通信信号管控系统，管控距离有限，适应性差，无法应用于边境地区、海面、境外区域。同时，管控方式简单，只能简单的对整个频段的信号进行屏蔽，无法选择单个频段进行放行或屏蔽。
针对上述的现有技术存在的问题设计一种通信信号远距离管控系统是本发明研究的目的。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明在于提供一种通信信号远距离管控系统，能够有效解决上述现有技术存在的问题。
本发明的技术方案是：
一种通信信号远距离管控系统，包含供电子系统，用于对所述管控系统供应电源，所述管控系统包含信号处理系统，用于解析无线电信号的频率和强度，所述信号处理系统包含噪声发生单元，用于产生干扰信号；以及
天线子系统，所述天线子系统对应不同频段包含若干独立的接收天线阵部分和若干独立的发射天线阵部分；
接收子系统，连接到所述信号处理系统，用于接收所述接收天线阵部分的无线电信号，并发送到信号处理系统；
发射子系统，连接到所述信号处理系统，所述发射子系统连接所述天线子系统，用于通过所述天线子系统发射包含所述干扰信号的无线电信号；
相控阵和幅度控制子系统，包含设置于所述接收子系统的幅度调谐器和设置于所述发射子系统的相位控制器，用于控制无线电信号的幅度和相位，保证各个若干独立的接收天线阵部分和若干独立的发射天线阵部分进行信号幅度叠加；
功率T/R组件，对无线电信号调制、解调、变频、功率放大；
控制子系统，连接到所述信号处理系统，用于输入用户选定的频段并启用所述信号处理系统对该频段内的信号进行干扰。
进一步地，所述天线子系统为宽带长槽型天线阵列。
进一步地，所述天线子系统为二维锥削缝隙阵列。
进一步地，二维锥削缝隙阵列的单元间距小于λ0/2，λ0为最高工作频率在真空中对应的波长。
进一步地，所述天线子系统的表面设置有金属壁。
进一步地，所述天线子系统的表面设置有寄生单元。
进一步地，所述金属壁或者所述寄生单元的厚度为2-4mm。
进一步地，所述功率T/R组件包括上行支路和下行支路，所述下行支路接收所述干扰信号并通过TX调制单元、功率放大器、信号扫描同步开关、大功率电子开关双工器传送到所述天线子系统；所述上行支路采集天线子系统接收到的无线电信号，并将无线电信号通过电子开关双工器、同步控制开关、功率放大器、RX解调单元处理传递到所述信号处理系统，对下行信号进行跟踪。
因此，本发明提供以下的效果和/或优点：
本发明通过各个子系统的互相配合，以及天线子系统的功能设计，可以实现远距离通信信号的管控功能。同时具有以下优点：
1)频段覆盖宽：可以覆盖从100-3000MHz范围内所有移动通信、对讲机的频段；包括2G、3G、4G的所有通信频率。
2)覆盖范围大：通过宽频段大功率的压制干扰技术实现超远距离的信号压制和屏蔽，最远作用距离达到30km；
3)适应性强：可根据用户需要进行工作频段的设计和调整；
4)己方通信的保护：己方通信频段开窗保护，保障己方的正常通信，此外定向天线的设计可以有效的减少己方区域无线信号的影响；
5)状态检测功能设计，可直观了解设备工作状态；
6)模块化设计，快速维修，易于升级；
7)系统采用军品研发体系，在环境适应性、电磁兼容性和可靠性方面均采用了成熟的设计技术，有效的提升了系统在不同环境下的适应性。
应当明白，本发明的上文的概述和下面的详细说明是示例性和解释性的，并且意在提供对如要求保护的本发明的进一步的解释。
附图说明
图1为本发明功能结构示意图。
图2为本发明的天线子系统结构示意图。
图3为HFSS软件中建模进行优化仿真阵列模型图。
图4为136-176MHz驻波图。
图5为155GHz天线方向图。
图6为功率T/R组件的功能结构示意图。
图7为各个频段产生的空间损耗图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员理解，现将实施例结合附图对本发明的结构作进一步详细描述：
参考图1，一种通信信号远距离管控系统，包含供电子系统，用于对所述管控系统供应电源，所述管控系统包含信号处理系统，用于解析无线电信号的频率和强度，所述信号处理系统包含噪声发生单元，用于产生干扰信号；以及
天线子系统，所述天线子系统对应不同频段包含若干独立的接收天线阵部分和若干独立的发射天线阵部分，本实施例中，包含137-200MHz 4阵列天线、350-500MHz 4阵列天线、800-960MHz 32阵列天线、1700-2200MHz 64阵列天线、2300-27000MHz 64阵列天线，适用于对讲机频段；
接收子系统，连接到所述信号处理系统，用于接收所述接收天线阵部分的无线电信号，并发送到信号处理系统；
发射子系统，连接到所述信号处理系统，所述发射子系统连接所述天线子系统，用于通过所述天线子系统发射包含所述干扰信号的无线电信号；
相控阵和幅度控制子系统，包含设置于所述接收子系统的幅度调谐器和设置于所述发射子系统的相位控制器，用于控制无线电信号的幅度和相位，保证各个若干独立的接收天线阵部分和若干独立的发射天线阵部分进行信号幅度叠加，该部分主要是控制后端的天线的相位，保证天线的扫描和天线的覆盖情况。功放幅度控制是和天线的相控阵进行配合，保证系统在阵列合成时候相位进行增益叠加，保证良好的覆盖效果；
功率T/R组件，对无线电信号调制、解调、变频、功率放大；
控制子系统，连接到所述信号处理系统，用于输入用户选定的频段并启用所述信号处理系统对该频段内的信号进行干扰。
进一步地，所述天线子系统为宽带长槽型天线阵列。
进一步地，所述天线子系统为二维锥削缝隙阵列。
进一步地，二维锥削缝隙阵列的单元间距小于λ0/2，λ0为最高工作频率在真空中对应的波长。
进一步地，所述天线子系统的表面设置有金属壁。
进一步地，所述天线子系统的表面设置有寄生单元。
进一步地，所述金属壁或者所述寄生单元的厚度为2-4mm。
通过在HFSS中建模进行优化仿真，参考图2-5，天线体最大尺寸为2880mmX1440mmX400mm，金属壁或者寄生单元的厚度3mm。
进一步地，参考图6，所述功率T/R组件包括上行支路和下行支路，
功率T/R组件需要考虑的屏蔽距离是30公里，为了有效的屏蔽30公里的远距离目标，系统需要在30公里处产生约-70dBm的干扰信号，根据自由空间损耗公式的计算，参考图7，各个频段产生的空间损耗分别如下：
LS：32.45+20×log(f)Mhz+20×log(d)Km+多径损耗+附加损耗
f：频率，单位：Mhz
d：距离，单位：km 30Km
多路径损耗：10dB
附加损耗：10dB
LS＝72+20×log(f)Mhz
所述下行支路接收所述干扰信号并通过TX调制单元、功率放大器、信号扫描同步开关、大功率电子开关双工器传送到所述天线子系统；所述上行支路采集天线子系统接收到的无线电信号，并将无线电信号通过电子开关双工器、同步控制开关、功率放大器、RX解调单元处理传递到所述信号处理系统，对下行信号进行跟踪。
设备的功放中，下行通过调制单元，后进行功率放大，进入信号扫描同步开关，最后送给大功率电子开关双工器传送到天线端子。上行采集信号在天线采集到信号后，通过电子开关双工器进入底噪放，进入同步控制开关，最后通过上行的放大后，进入解调单元，控制基带的信号处理单元，对下行信号进行跟踪处理。
工作原理：
系统主要由供电子系统、信号处理系统、天线子系统、接收子系统、发射子系统、相控阵和幅度控制子系统、功率T/R组件、控制子系统组成。可以有效扫描信号并发射干扰无线电信号。由于频段覆盖宽、发射功率大，因此系统采用了分频段设计，不同频段采用独立的天线和发射系统。采用对应的相控和幅度控制技术，保证各个阵子的信号进行有效的幅度叠加，实现天线增益的高度吻合，实现有源天线阵列的组合，形成合成功率为3000W水平的大功率发射功放单元。实现区域内30公里的信号有效管控。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属于本发明的涵盖范围。
Claims (7)
1.一种通信信号远距离管控系统，其特征在于：包含供电子系统，用于对所述管控系统供应电源，所述管控系统包含信号处理系统，用于解析无线电信号的频率和强度，所述信号处理系统包含噪声发生单元，用于产生干扰信号；以及
天线子系统，所述天线子系统对应不同频段包含若干独立的接收天线阵部分和若干独立的发射天线阵部分；
接收子系统，连接到所述信号处理系统，用于接收所述接收天线阵部分的无线电信号，并发送到信号处理系统；
发射子系统，连接到所述信号处理系统，所述发射子系统连接所述天线子系统，用于通过所述天线子系统发射包含所述干扰信号的无线电信号；
相控阵和幅度控制子系统，包含设置于所述接收子系统的幅度调谐器和设置于所述发射子系统的相位控制器，用于控制无线电信号的幅度和相位，保证各个若干独立的接收天线阵部分和若干独立的发射天线阵部分进行信号幅度叠加；
功率T/R组件，对无线电信号调制、解调、变频、功率放大；所述功率T/R组件包括上行支路和下行支路，所述下行支路接收所述干扰信号并通过TX调制单元、功率放大器、信号扫描同步开关、大功率电子开关双工器传送到所述天线子系统；所述上行支路采集天线子系统接收到的无线电信号，并将无线电信号通过电子开关双工器、同步控制开关、功率放大器、RX解调单元处理传递到所述信号处理系统，对下行信号进行跟踪；
控制子系统，连接到所述信号处理系统，用于输入用户选定的频段并启用所述信号处理系统对该频段内的信号进行干扰。
2.根据权利要求1所述的一种通信信号远距离管控系统，其特征在于：所述天线子系统为宽带长槽型天线阵列。
3.根据权利要求2所述的一种通信信号远距离管控系统，其特征在于：所述天线子系统为二维锥削缝隙阵列。
4.根据权利要求3所述的一种通信信号远距离管控系统，其特征在于：二维锥削缝隙阵列的单元间距小于λ0/2，λ0为最高工作频率在真空中对应的波长。
5.根据权利要求4所述的一种通信信号远距离管控系统，其特征在于：所述天线子系统的表面设置有金属壁。
6.根据权利要求4所述的一种通信信号远距离管控系统，其特征在于：所述天线子系统的表面设置有寄生单元。
7.根据权利要求5或6所述的一种通信信号远距离管控系统，其特征在于：金属壁或者寄生单元的厚度为2-4mm。
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