CN111970082A - 干扰信号生成装置及干扰信号源设备 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供了一种干扰信号生成装置及干扰信号源设备。可根据目标环境的信号干扰需求计算不同频率范围的多个干扰频带对应的调制信号，并分别利用第一频率范围对应的第二处理器和第二频率范围对应的第三处理器生成针对该目标环境的多个干扰信号，将多个干扰信号叠加后发射。灵活产生满足干扰需求的干扰信号，不需要全频段干扰，因此可减少天线等部件的数量，从而减少干扰信号源设备的体积和功耗，满足车载环境要求。
Description
技术领域
本申请实施例涉及信号干扰技术领域，尤其涉及一种干扰信号生成装置及干扰信号源设备。
背景技术
在很多场合中，出于信息安全、财产安全、人身安全等安全防护目的，需要对目标区域的通信进行信号干扰。由干扰信号源设备向目标区域发送干扰信号，以达到干扰目标区域通信信号的目的。
现有实现方式中，干扰信号源设备覆盖的频带、以及采用的调制方式固化到设备硬件中。因此，部分干扰信号源设备采用功率压制的方式，对全频段的信号进行干扰，导致其发射功率大、且设备体积大；部分干扰信号源设备仅针对特定频段以及特定调制方式的信号实现干扰。
上述干扰信号源设备无法满足车载环境的要求。在某些场景下，需要在较大的范围内以移动的方式实现小面积的信号干扰。车载环境意味着环境可变，不同环境下的信号频段、调制方式往往各不相同，即使在一次任务的移动过程中，途径环境的信号频段、调制方式也可能发生变化。若干扰信号源设备的体积过大、功耗较高，不便于移动，车辆无法为其提供足够的空间以及电源。若干扰信号源设备仅能够干扰特定频段及特定调制方式的信号，则无法应对移动过程中多变的信号环境。
发明内容
本申请实施例提供一种干扰信号生成装置及干扰信号源设备，以解决上述技术问题。
第一方面，本申请实施例提供一种干扰信号生成装置，该装置包括第一处理器、第二处理器、第三处理器、存储器、第一内存、第二内存、第一数模转换器和第二数模转换器；其中，
所述第一处理器用于从所述存储器中读取针对目标环境的至少一个第一调制参数和至少一个第二调制参数，所述第一调制参数包括干扰频带、调制方式和驻留时间，所述驻留时间满足预定的移动速度要求，所述第一调制参数的干扰频带的频率在所述第一频率范围，所述第二调制参数包括干扰频带、调制方式、驻留时间和跳频间隔，所述跳频间隔满足所述目标环境的信号压制范围要求，所述第二调制参数的干扰频带在所述第二频率范围；从所述存储器中保存的函数库中选择与每个调制方式分别对应的函数，分别利用所述函数计算得到与所述调制参数相匹配的调制信号；将所述调制信号保存到所述存储器中；当需要在所述目标环境发射干扰信号时，将所述存储器中保存的所述第一调制参数对应的调制信号和驻留时间读取到所述第一内存中，将所述存储器中保存的所述第二调制参数对应的调制信号、驻留时间和所述调频间隔读取到所述第二内存中；
所述第二处理器用于从所述第一内存中读取所述调制信号和所述驻留时间，在所述驻留时间内利用所述调制信号生成干扰信号的基带信号，并将所述基带信号发送给所述第一数模转换器；
所述第一数模转换器用于将所述基带信号转换为模拟中频信号，并将所述模拟中频信号发送给射频单元；
所述第三处理器用于从所述第二内存中读取所述调制信号和驻留时间，在所述驻留时间内利用所述调制信号生成干扰信号的基带信号，并将所述基带信号发送给所述第二数模转换器；
所述第二数模转换器用于将所述基带信号转换为模拟中频信号，并将所述模拟中频信号发送给射频单元，以便所述射频单元根据所述跳频间隔对所述模拟中频信号进行跳频处理。
第二方面，本申请实施例提供一种干扰信号源设备，该设备包括第一方面所述的干扰信号生成装置，所述设备还包括射频单元和功率放大器；
所述射频单元用于从所述内存中读取所述跳频间隔，并根据所述跳频间隔对所述模拟中频信号进行跳频处理，生成所述干扰信号的射频信号；
所述功率放大器用于对所述射频信号进行功率放大处理。
本申请实施例提供的干扰信号生成装置及干扰信号源设备，可根据目标环境的信号干扰需求计算不同频率范围的多个干扰频带对应的调制信号，并分别利用第一频率范围对应的第二处理器和第二频率范围对应的第三处理器生成针对该目标环境的多个干扰信号，将多个干扰信号叠加后发射。灵活产生满足干扰需求的干扰信号，不需要全频段干扰，因此可减少天线等部件的数量，从而减少干扰信号源设备的体积和功耗，满足车载环境要求。
附图说明
图1为本申请一个实施例提供的干扰信号生成装置示意图；
图2为申请一个实施例提供的干扰信号源设备示意图。
具体实施方式
为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本申请实施例的技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请实施例技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
本申请实施例提供一种干扰信号生成装置，如图1所示，该装置包括第一处理器101、第二处理器102、第三处理器103、存储器104、第一内存105、第二内存106、第一数模转换器107和数模转换器108；其中，
第一处理器101对应第一频率范围，可选的，第一频率范围在20MHz到500MHz之间，第二频率范围在1.4GHz到2.3GHz之间。
所述第一处理器用于从所述存储器中读取针对目标环境的至少一个第一调制参数和至少一个第二调制参数，所述第一调制参数包括干扰频带、调制方式和驻留时间，所述驻留时间满足预定的移动速度要求，所述第一调制参数的干扰频带的频率在所述第一频率范围，所述第二调制参数包括干扰频带、调制方式、驻留时间和跳频间隔，所述跳频间隔满足所述目标环境的信号压制范围要求，所述第二调制参数的干扰频带在所述第二频率范围；从所述存储器中保存的函数库中选择与每个调制方式分别对应的函数，分别利用所述函数计算得到与所述调制参数相匹配的调制信号；将所述调制信号保存到所述存储器中；当需要在所述目标环境发射干扰信号时，将所述存储器中保存的所述第一调制参数对应的调制信号和驻留时间读取到所述第一内存中，将所述存储器中保存的所述第二调制参数对应的调制信号、驻留时间和所述调频间隔读取到所述第二内存中；
所述第二处理器用于从所述第一内存中读取所述调制信号和所述驻留时间，在所述驻留时间内利用所述调制信号生成干扰信号的基带信号，并将所述基带信号发送给所述第一数模转换器；
所述第一数模转换器用于将所述基带信号转换为模拟中频信号，并将所述模拟中频信号发送给射频单元；
所述第三处理器用于从所述第二内存中读取所述调制信号和驻留时间，在所述驻留时间内利用所述调制信号生成干扰信号的基带信号，并将所述基带信号发送给所述第二数模转换器；
所述第二数模转换器用于将所述基带信号转换为模拟中频信号，并将所述模拟中频信号发送给射频单元，以便所述射频单元根据所述跳频间隔对所述模拟中频信号进行跳频处理。
其中，调制参数是上位机发送的，用于描述干扰信号需求。
其中，跳频间隔是指在干扰频带内，干扰信号的中心频率从一个点跳到另一个点的频率间隔。跳频间隔不大于干扰信号带宽的1/2。确保干扰信号不会产生带间间隙。车载环境下，环境变化较快，因此需要在短时间内形成对尽可能多的带内通信信号的压制，已知行驶速度的情况下，可以合理设置驻留时间，使其满足预定的移动速度要求，从而在满足移动速度要求的前提下尽可能地缩短驻留时间；另外，已知目标环境的信号压制范围的情况下，根据信号压制范围的要求设置跳频间隔，使其在驻留时间内尽可能多的对带内通信信号形成压制。
实际应用中，干扰信号发生装置可以接收上位机的指令从而确定需要在目标环境发射干扰信号，也可以通过装置上设置的物理按键的触发来确定需要在目标环境发射干扰信号。
本申请实施例提供的干扰信号生成装置可根据目标环境的信号干扰需求计算不同频率范围的多个干扰频带对应的调制信号，并分别利用第一频率范围对应的第二处理器和第二频率范围对应的第三处理器生成针对该目标环境的多个干扰信号，将多个干扰信号叠加后发射。灵活产生满足干扰需求的干扰信号，不需要全频段干扰，因此可减少天线等部件的数量，从而减少干扰信号源设备的体积和功耗，满足车载环境要求。
进一步地，上述调制参数还可以包括白噪声叠加标识和白噪声带宽，所述第一处理器还用于识别所述白噪声叠加标识，在所述白噪声叠加标识指示需要叠加白噪声时，将所述白噪声带宽作为所述调制信号读取到所述内存。相应的，第二处理器和第三处理器可以根据白噪声进行信号调制，以便在无法确定目标环境对应的调制方式时，利用白噪声实现较为有效的信号干扰。
本申请实施例中，所述第一处理器可以是数字信号处理器DSP，也可以是ARM，还可以是其他通用型处理器。
本申请实施例中，所述第二处理器和第三处理器可以是现场可编程门阵列FPGA，也可以是高速DSP。
一个实现方式中，所述FPGA包括信号发生器DDS，所述现场可编程门阵列利用所述DDS生成所述基带信号。
另一个实现方式中，所述FPGA包括锁相环，所述现场可编程门阵列利用所述锁相环生成所述基带信号。
本申请实施例中，存储器可以是闪存(FLASH)，内存可以是DDR(双倍数据速率)随机存储器。
可选的，所述调制参数还包括协同干扰代号；所述第二处理器用于按照协同干扰代号对所述调制信号进行分组，以组为单位对调制信号进行处理，干扰代号指示了各组调制信号的优先级。
下面结合具体应用场景对本申请实施例提供的干扰信号源设备进行说明。如图2所示，该干扰信号源设备包括DSP、低频带FPGA、高频带FPGA、FLASH、第一DDR、第二DDR、基于低频带FPGA实现的三个DDS、低频带FPGA对应的第一DAC、第一射频单元和第一功率放大器、基于高频带FPGA实现的三个DDS、高频带FPGA对应的第二DAC、第二射频单元和第二功率放大器。
上位机将针对目标环境的干扰需求数据与目标环境标识关联保存到FLASH中。目标环境可能需要在多个频带上实施干扰，那么，每个频带对应一组干扰需求数据。其中，干扰需求数据的数据格式包括如下字段：
干扰频带的起点频率，干扰频带的截止频率，调制方式(包括无调制、线性调制、BPSK、QPSK、OFDM等)，调制带宽(即信号带宽)，驻留时间，白噪声叠加标志(指示是否叠加白噪声)，白噪声带宽，干扰协同频带标志(指示是否需要协同干扰)，本频带协同代号，跳频间隔。
当检测到FLASH中有新增的干扰需求数据，DSP读取新增的干扰需求数据，从函数库中查找与调制方式匹配的函数，将干扰频带的起点频率，干扰频带的截止频率，调制方式和调制带宽作为函数输入，计算得到调制信号。根据调制方式的不同，得到的调制信号也不尽相同。对于频率调制方式，调制信号为频率调制信号，对于相位调制方式，调制信号为相位调制信号。
DSP将调制信号与目标环境标识关联保存到FLASH中。
当需要针对目标环境发射干扰信号，上位机向DSP发送指令，该指令中携带目标环境标识，DSP从FLASH中读取该目标环境标识对应的调制信号、驻留时间、跳频间隔。另外，若需要叠加白噪声，DSP还读取白噪声带宽。若有多个干扰频带，且干扰协同频带标志指示需要协同干扰，DSP还读取协同代号。DSP将读取到的第一频率范围的数据保存到第一DDR中，将读取到的第二频率范围的数据保存到第二DDR中。
若有多个干扰频带，DSP对这些干扰频带的调制信号进行排序，一般原则是按照频率从高到低或者从低到高的顺序排序，若需要协同干扰，则还根据协同代号排序。
低频FPGA从第一DDR中读取调制信号、驻留时间、白噪声带宽、协同代号，将每个频带对应的数据分别给不同的DDS。
高频FPGA从第二DDR中读取调制信号、驻留时间、白噪声带宽、协同代号，将每个频带对应的数据分别发送给不同的DDS。
每个DDS根据调制信号、白噪声带宽，在驻留时间内生成基带信号，并将基带信号发送给DAC。
若有多个干扰频带，则多个干扰频带的基带信号进行叠加后发送给DAC。
第一DAC和第二DAC将接收到的基带信号后，进行数模转换，生成中频信号并发送给射频单元。
第一射频单元对中频信号进行处理，生成射频信号；第二射频单元读取上述跳频间隔，按照跳频间隔对中频信号进行跳频处理，生成射频信号。
第一功率放大器和第二功率放大器将射频信号进行功率放大后通过天线发出。
假设有干扰频带1至6，频率依次提高。其中，干扰频带1至4属于低频范围，干扰频带5和6属于高频范围，干扰频带1和4的协同代号相同，干扰频带2和3的协同代号相同。那么：
低频FPGA按照频率由低到高的顺序，首先读取到干扰频带1的数据，然后查找与干扰频带1相同协同代号的干扰频带4的数据，分别将干扰频带1的调制信号和干扰频带4的调制信号发送给DDS，然后再读取干扰频带2的数据，查找与干扰频带2相同协同代号的干扰频带3的数据，分别将干扰频带2的调制信号和干扰频带3的调制信号发送给DDS；
高频FPGA按照频率由低到高的顺序，首先读取到干扰频带5的数据并发送给DDS，然后读取干扰频带6的数据并发送给DDS。
本说明书是参照根据本说明书实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的设备。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令设备的制造品，该指令设备实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本说明书的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本说明书范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本说明书进行各种改动和变型而不脱离本说明书的精神和范围。这样，倘若本说明书的这些修改和变型属于本说明书权利要求及其等同技术的范围之内，则本说明书也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (8)
1.一种干扰信号生成装置，其特征在于，所述干扰信号生成装置包括第一处理器、第二处理器、第三处理器、存储器、第一内存、第二内存、第一数模转换器和第二数模转换器，所述第二处理器对应第一频率范围，所述第三处理器对应第二频率范围；
所述第一处理器用于从所述存储器中读取针对目标环境的至少一个第一调制参数和至少一个第二调制参数，所述第一调制参数包括干扰频带、调制方式和驻留时间，所述驻留时间满足预定的移动速度要求，所述第一调制参数的干扰频带的频率在所述第一频率范围，所述第二调制参数包括干扰频带、调制方式、驻留时间和跳频间隔，所述跳频间隔满足所述目标环境的信号压制范围要求，所述第二调制参数的干扰频带在所述第二频率范围；从所述存储器中保存的函数库中选择与每个调制方式分别对应的函数，分别利用所述函数计算得到与所述调制参数相匹配的调制信号；将所述调制信号保存到所述存储器中；当需要在所述目标环境发射干扰信号时，将所述存储器中保存的所述第一调制参数对应的调制信号和驻留时间读取到所述第一内存中，将所述存储器中保存的所述第二调制参数对应的调制信号、驻留时间和所述调频间隔读取到所述第二内存中；
所述第二处理器用于从所述第一内存中读取所述调制信号和所述驻留时间，在所述驻留时间内利用所述调制信号生成干扰信号的基带信号，并将所述基带信号发送给所述第一数模转换器；
所述第一数模转换器用于将所述基带信号转换为模拟中频信号，并将所述模拟中频信号发送给射频单元；
所述第三处理器用于从所述第二内存中读取所述调制信号和驻留时间，在所述驻留时间内利用所述调制信号生成干扰信号的基带信号，并将所述基带信号发送给所述第二数模转换器；
所述第二数模转换器用于将所述基带信号转换为模拟中频信号，并将所述模拟中频信号发送给射频单元，以便所述射频单元根据所述跳频间隔对所述模拟中频信号进行跳频处理。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一频率范围为20MHz～500MHz，所述第二频率范围为1.4GHz～2.3GHz。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述调制参数还包括协同干扰代号；所述第二处理器用于按照协同干扰代号对所述调制信号进行分组，以组为单位对调制信号进行处理，干扰代号指示了各组调制信号的优先级。
4.根据权利要求1至3任一项所述的装置，其特征在于，所述第一处理器包括数字信号处理器。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第二处理器和所述第三处理器包括现场可编程门阵列。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述现场可编程门阵列包括信号发生器，所述现场可编程门阵列利用所述信号发生器生成所述基带信号。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述现场可编程门阵列包括锁相环，所述现场可编程门阵列利用所述锁相环生成所述基带信号。
8.一种干扰信号源设备，其特征在于，所述设备包括权利要求1至7任一项所述的干扰信号生成装置，所述设备还包括射频单元和功率放大器；
所述射频单元用于从所述内存中读取所述跳频间隔，并根据所述跳频间隔对所述模拟中频信号进行跳频处理，生成所述干扰信号的射频信号；
所述功率放大器用于对所述射频信号进行功率放大处理。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| AD01 | Patent right deemed abandoned | ||
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Effective date of abandoning: 20240227 |