CN111698055A

CN111698055A - 一种信号干扰系统及便携式信号侦察干扰装置

Info

Publication number: CN111698055A
Application number: CN202010539842.XA
Authority: CN
Inventors: 黄小宇
Original assignee: Xi'an Radar Public Security Technology Co ltd
Current assignee: Xi'an Radar Public Security Technology Co ltd
Priority date: 2020-06-15
Filing date: 2020-06-15
Publication date: 2020-09-22

Abstract

本发明提供了一种信号干扰系统及便携式信号侦察干扰装置，其中信号处理系统，包括：至少两套射频前端处理单元；至少两套中频基带信号处理单元；以及CPU/ARM控制单元；输入天线接受到的信号依次连接第一射频前端处理单元、第一中频基带信号处理单元后进入CPU/ARM控制单元，所述CPU/ARM控制单元将信号处理之后依次通过第二射频前端处理单元、第二中频基带信号处理单元后发送至输出天线。通过被动探测和主动反制设备，以固定预警探测固定和反制基站式一体化承载平台，构建集预警探测、反制、指挥为一体的全自动侦测反制系统，对小范围内无线通讯设备实施近距离侦察和干扰处置,远距离切断小微无人机GPS定位信号。

Description

一种信号干扰系统及便携式信号侦察干扰装置

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种信号干扰系统及便携式信号侦察干扰装置。

背景技术

目前对于公安部门、军队等特殊兵种，有很多的特殊任务，尤其是侦察任务。对特殊区域内或者特殊任务中相关区域内无线电通讯设备，包括：对讲机、移动手机、卫星移动终端、小微型无人机导航链路等小型通信设备在内的有可能会影响到任务过程中我方正常通讯安全，保证通讯阻塞以便我方在后方更加有效地完成前期侦察任务。

为保证我方在执行侦察、反恐等特种作战行动中，对敌方对讲机、移动手机、卫星移动终端、小微型无人机导航链路等小型通信设备实施近距离信号侦察和干扰处置，特设计对小范围实施无线通信设备的侦察和干扰处置为一体的便携式单兵信号侦察干扰器。就目前市场上对于解决同样问题的技术产品存在，无线电侦侧与无线电干扰分体设计；无线电干扰装置干扰距离近、便携性差、质量重等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种信号干扰系统，解决特殊区域内无线电侦查与无线电干扰以及对微小型无人机导航定位信号实施切断干扰等问题，同时将所有功能集成于一体，切实落实并实现高集成性、便携性、简洁性等功能。

集无线电侦察、无线电干扰、供电方式于一体成为整套系统，同时系统包含：天线元件、侦察单元、干扰单元、配电单元、锂电池组、集中控制和综合显示等功能组成部件。

为实现以上“先进、实用新型、经济、可靠”原则，尤其是实现高集成性和便携性，为了实现便携性，本发明装置外观采用高强度硬质材料为设备主机，主体有背带设计，利于执勤人员背负使用，整体内置侦察单元、干扰单元、配电单元、锂电池组（可拆卸）、集中控制和综合显示单元。同时为了携行方便、体积较小，设计外置7根天线，尽量减少执勤人员在执行任务之前较为复杂的安装程序。

为了实现以上目的，本发明提供了一种信号处理系统，在信号输入端增加宽带中频带通采样结构，因为宽带中频带通采样结构并没有一次性从射频变为基频，而是先从射频变为中频，再从中频变为基频（设备频率范围为10-6000MHz），更易实现。而且，在一定情况下，实现的效果比其他软件无线电效果更佳。

具体地，一种信号处理系统，包括：

至少两套射频前端处理单元；

至少两套中频基带信号处理单元；

以及CPU/ARM控制单元；

输入天线接受到的信号依次连接第一射频前端处理单元、第一中频基带信号处理单元后进入CPU/ARM控制单元，所述CPU/ARM控制单元将信号处理之后依次通过第二射频前端处理单元、第二中频基带信号处理单元后发送至输出天线。

在本发明的一个优选实施例中，所述第一射频前端处理单元将无线电信号分别分成I路和Q路信号。

在本发明的一个优选实施例中，所述射频前端处理单元包括依次连接的低噪声放大器LNA、混频器、跨阻放大器TIA，以及低通滤波器LPF，并通过 A/D转换模块传输至中频基带信号处理单元。

在本发明的一个优选实施例中，所述中频基带信号处理单元包括依次连接的CIC滤波器、HB滤波器和FIR滤波器。

在本发明的一个优选实施例中，所述CIC滤波器、HB滤波器和FIR滤波器的采样速率通过更改抽取系数来进行调整。

在本发明的一个优选实施例中，在接收端，无线电信号经过输入天线分两路分别输入I路和Q路的低噪声放大器LNA，然后将放大后的射频信号传输至混频器；

同时，混频器接收压控振荡器VCO传输的频率信号，进行混频，将高频射频信号下变频为I和Q中频或基带信号，传输至跨阻放大器TIA，再传输至低通滤波器LPF，低通滤波器滤出放大后的基带信号中的较高频率的信号，通过 A/D转换模块传输至CIC滤波器，CIC滤波器对经过处理的基带信号进行高速抽取滤波，降低基带信号的频率；

再传输至HB滤波器，HB滤波器进行高速抽取滤波，用于降低基带信号的频率，得到低通基带信号频率，再传输至 FIR 滤波器，FIR滤波器是对低通基带信号整形和匹配滤波，最后传输至CPU/ARM控制单元。

便携式信号侦察干扰装置，包括天线、设备主机；

所述天线包括输入天线、输出天线；

所述设备主机内嵌上述信号处理系统，所述信号处理系统分别连接输入天线、输出天线。

在本发明的一个优选实施例中，所述设备主机还包括述电池组，主机表面设有模式切换开关、双电源开关和显示屏，所述模式切换开关用于在无线电侦察模式、通讯装置无线电干扰模式、GPS信号干扰模式之间的切换。

在本发明的一个优选实施例中，所述显示屏为LED显示屏，所述LED显示屏显示工作状态、装置电量，以及显示侦察到的目标无线电通讯装置的通讯频段信息、通讯装置信息。

在本发明的一个优选实施例中，所述装置主机的表面还设有电源接口，所述电源接口为所述电池组充电，接入市电或接入DC12V电源。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

通过被动探测和主动反制设备，以固定预警探测固定和反制基站式一体化承载平台，构建集预警探测、反制、指挥为一体的全自动侦测反制系统，对小范围内无线通讯设备实施近距离侦察和干扰处置,远距离切断小微无人机GPS定位信号,对低空小微型无人机进行有效驱离和处置，保障区域安全。

附图说明

图1为本发明的宽带中频带通采样软件无线电结构的原理框图。

图2为本发明的系统结构图。

图3为本发明的产品图。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。

请参图1和图2所示，在本实施方式中，一种信号处理系统，包括：至少两套射频前端处理单元；至少两套中频基带信号处理单元；以及CPU/ARM控制单元；输入天线接受到的信号依次连接第一射频前端处理单元、第一中频基带信号处理单元后进入CPU/ARM控制单元，所述CPU/ARM控制单元将信号处理之后依次通过第二射频前端处理单元、第二中频基带信号处理单元后发送至输出天线。

基于宽带中频带通采样结构（图1），设计出详细的软件无线电系统（图2）。

在接收端，无线电信号经过天线分两路分别输入I路和Q路的低噪声放大器LNA，然后将放大后的射频信号传输至混频器。

同时，混频器接收压控振荡器VCO传输的频率信号，进行混频，将高频射频信号下变频为I和Q中频或基带信号(防止信号丢失，采取信号后，多组保存处理)，传输至跨阻放大器TIA，再传输至低通滤波器LPF，低通滤波器滤出放大后的基带信号中的较高频率的信号，通过 A/D转换模块传输至CIC滤波器，CIC滤波器对经过处理的基带信号进行高速抽取滤波，降低基带信号的频率；再传输至HB滤波器，HB滤波器进行高速抽取滤波，用于降低基带信号的频率，得到低通基带信号频率，再传输至 FIR 滤波器，FIR滤波器是对低通基带信号整形和匹配滤波，最后传输至CPU/ARM控制单元。

滤波器有相应的频段范围，超出范围的就会认为他是无效频率，对他进行抑制。比较800-900M的频率，800以下和900以上滤波器就认为是无效频率，拟制他的产生，避免分散功率影响整体效果。

CIC滤波器、HB滤波器和FIR滤波器的采样速率可以通过更改抽取系数来进行调整，从而产生需要的输出数据速率。

CIC滤波器、HB滤波器和FIR滤波器的设计都是在FPGA中进行的。处理器上采用软件的方式解调解码，并进行侦测处理，生成干扰信号，干扰信号经过发送链路馈送之天线将信号发射，进而达到民用无线通信导航系统的干扰。

实施例2：

便携式信号侦察干扰装置，包括天线、设备主机；

所述天线包括输入天线、输出天线；

具体如下：

（1）为方便使用人员携行使用，设备除外置天线外一体化设置，主体分：天线部分、设备主机部分、携行背包。天线部分（侦察天线、发射天线），主机部分（内置无线电侦察单元、无线电干扰信号发生模块、功率放大模块、集中控制和综合显示单元、配电单元、锂电池组），携行背包（用于装载设备主机，以便使用人员背负携行使用）。

（2）装置外接天线部分，设计秉承外露天线较少原则，分别外接无线电侦察天线、无线电干扰天线。由于不同天线对应不同的高低频无线电信号，因此本装置特定设计天线，结构以最少数目的天线发射出侦察所发现的所有地方无线电干扰信号。

（3）同时为了防止外接天线因为天气等外界因素影响，能够在不同的恶劣环境下正常工作，在天线与装置主机衔接处做好防水处理，安装防护板材以及防护橡胶填充圈，在天线底部螺纹衔接处做好防水处理，放置天线与装置主机衔接处因为雨水渗入而影响到设备正常的工作。

（4）装置主机部分均为一体化设计，内置无线电侦察单元、无线电干扰信号发生模块、功率放大模块、集中控制和综合显示单元，尽量减少设备体积及重量。

（5）集中控制和综合显示单元，均内置于装置主机主体内，一方面在装置主体正面，会内置LED显示屏，显示屏不仅能够显示检测装置工作状态、装置电量显示，同时也可以显示装置侦察单元中所侦察到的目标无线电通讯设备的通讯频段信息、通讯设备信息。另一方面在装置内部也会简单植入软件控制电路板、控制开关线路、简单模式切换控制系统等，用于使用人员通过设备主机进行的简单功能操作实现功能。

（6）集中控制和综合显示单元，通过特殊的无线电频段实现远程显示、远程操控功能，同时安装有线数传线端口，用于特定环境下的有线数据传输，进行远程操控和综合显示。

（7）在装置主机底部设计安装可拆装锂电池，同时标准配备备用锂电池一块，当装置主机电量显示电量较低时可随时更换备用电池，两块电池配合使用能够解决应急环境下的应急状况。

（8）为能够延长装置使用寿命，设计采用强度较高的铝制主机外箱，同时采用隐蔽性的散热设计，一方面能够适应恶劣湿热、潮湿的环境，一方面能够通过合理有效的散热机制设计保证系统能够持续工作30-40分钟，高强度材质主机外壳以及合理的散热机制较大程度起到对系统主机部分的保护作用，包括：防摔、防尘、防重物按压、防水等对设备产生的影响，极大地提升了产品的稳定性。

（9）同时也可接市电（AC220）或发电机（AC220），市电供电时，装置可自动切换由市电供电，同时对内置电池充电。可拆卸电池采用进口锂电池，使用寿命可达3-5年，有效保证了设备在室外环境工作的可靠性和保障性。

实施例3：

依据图3所示，装置1位大容量可拆装锂电池，装置2为锂电池与主机衔接重要锁扣部件，除便于拆装电池外也可起到固定电池的作用，装置3为模式切换开关，装置4为电源接口，装置5为加电、启动双保险开关，装置6为设备工作指示灯、电量指示灯、以及设备状态监视指示灯，装置7为液晶显示屏，装置8为设备天线与主机衔接部件，防水、防尘，装置9为弹簧装置，为保护天线因为磕碰、挤压而导致天线底部破损等问题，装置10为设备工作天线。

装置1为锂电池，为了方便之前人员在室外恶劣环境下能够不依靠电源继续使用，本发明装置特设立安装大容量可拆卸锂电池，同时可以配备备用电池组，通过战略交换使用延长设备工作时间。装置2为金属锁扣，一方面固定锂电池，由于锂电池重量较重，因此需要牢固的锁扣以避免装置在执勤人员运动过程中由于颠簸可能会到时电池脱落的可能性，尤其是装置在正常工作时，容易导致装置元器件烧损等问题，大大影响任务正常完成；一方面保证电池能够在不借助其他工具而便于拆装，实现任务现场电池可迅速拆装更换的目的，避免了因为必须外接交流电源、直流电源引起的任务环境限制、便携性限制、任务时长限制的致命性问题。

装置3为模式一键切换开关，本发明装置共有：无线电侦察、通讯设备无线电大功率干扰、GPS信号干扰等三种模式。

其中，无线电侦察模式：发明装置开机默认功能，主要功能就是实施接收周边无线电环境发射频谱信号，一旦有其他通信频段异常出现立即报警，并显示频段信息，以便执勤人员分辨目标通信干扰频段；

通讯设备无线电大功率干扰模式：接收到无线电侦察系统报警信息后，可人工进行针对性的大功率频段压制干扰任务，使目标通讯设备无法正常通讯，达到对敌方对讲机、移动手机、卫星移动终端等通讯频段干扰阻断作用；

GPS信号干扰模式：针对小微型无人机GPS导航信号进行干扰阻断处置，达到干扰驱离任务区域内黑飞无人机的作用，使得执勤人员在任务过程中不会因为敌方无人机的监视和巡查暴露我方人员位置。

装置4为电源充电口，一方面可借助装置4端口为设备电池充电，一方面也可以接入市电或者DC12V电源使设备长时间工作。

装置5为加电、启动双电源开关，为了避免设备在运输或者运动过程中，执勤人员误触开关而导致设备开启，不但因为操作失误开启设备导致设备模块烧坏，也会因为操作不当减少设备寿命和设备稳定性。因此设计双电源开关就是为了减少设备失误开启。

装置6为指示灯群，具有设备工作状态指示灯、设备故障指示灯、电量指示灯、以及报警指示灯。

装置7为设备主机部分，外壳由高强度铝原材料制成，内部包含信号放射源、功放模块部分、信号接收单元，主要功能则是通过天线单元发现并识别无线电信号，并接收干扰反制指令向外发射信号源，通过功率放大模块借助天线发射出去，实现干扰压制作用。

装置8为天线与设备主机衔接部分，采用螺纹设备，牢固、稳定、防止接触不良，并利于设备在不用时方便拆卸天线，从而方便收存。

装置9为弹簧设计，灵活性高，利用弹簧的左右上下摇摆，缓冲因为大力碰撞天线而导致对天线部件的损害，同时防止内部元器件烧损。

装置10为天线放射、接收部分，主要用于接收和发射信号。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims

1.一种信号处理系统，其特征在于，包括：

至少两套射频前端处理单元；

至少两套中频基带信号处理单元；

以及CPU/ARM控制单元；

2.根据权利要求1所述的一种信号处理系统，其特征在于，所述第一射频前端处理单元将无线电信号分别分成I路和Q路信号。

3.根据权利要求1所述的一种信号处理系统，其特征在于，所述射频前端处理单元包括依次连接的低噪声放大器LNA、混频器、跨阻放大器TIA，以及低通滤波器LPF，并通过 A/D转换模块传输至中频基带信号处理单元。

4.根据权利要求3所述的一种信号处理系统，其特征在于，所述中频基带信号处理单元包括依次连接的CIC滤波器、HB滤波器和FIR滤波器。

5.根据权利要求4所述的一种信号处理系统，其特征在于，所述CIC滤波器、HB滤波器和FIR滤波器的采样速率通过更改抽取系数来进行调整。

6.根据权利要求1所述的一种信号处理系统，其特征在于，在接收端，无线电信号经过输入天线分两路分别输入I路和Q路的低噪声放大器LNA，然后将放大后的射频信号传输至混频器；

7.便携式信号侦察干扰装置，其特征在于，包括天线、设备主机；

所述天线包括输入天线、输出天线；

所述设备主机内嵌所述如权利要求1-6任意一项所述的信号处理系统，所述信号处理系统分别连接输入天线、输出天线。

8.根据权利要求7所述的便携式信号侦察干扰装置，其特征在于，所述设备主机还包括述电池组，主机表面设有模式切换开关、双电源开关和显示屏，所述模式切换开关用于在无线电侦察模式、通讯装置无线电干扰模式、GPS信号干扰模式之间的切换。

9.根据权利要求8所述的便携式信号侦察干扰装置，其特征在于，所述显示屏为LED显示屏，所述LED显示屏显示工作状态、装置电量，以及显示侦察到的目标无线电通讯装置的通讯频段信息、通讯装置信息。

10.根据权利要求8所述的便携式信号侦察干扰装置，其特征在于，所述装置主机的表面还设有电源接口，所述电源接口为所述电池组充电，接入市电或接入DC12V电源。