CN112019296A - 混合式超宽频段无线干扰系统及其设计方法和控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种混合式超宽频段无线干扰系统及其设计方法和控制方法，该系统包括：控制单元、电子开关、功率放大器、天线和多个信号源；信号源，用于生成干扰信号，包括单独覆盖超宽频段某一小频段的单独信号源以及多个信号源组合在一起覆盖超宽频段某一小频段的信号源组合，各信号源的频段的总和能够覆盖整个超宽频段；功率放大器，与信号源相匹配，用于将信号源输出的信号进行功率放大；天线，与功率放大器的输出端连接；电子开关，与控制单元连接，用于控制信号源的启动与关闭；控制单元，用于基于干扰目标的频率范围，通过控制电子开关启动所需的信号源。本发明提供的超宽频段无线干扰系统能够充分运用资源，且具有安装操作便捷的优势。
Description
技术领域
本发明涉及无线干扰技术领域，特别是涉及一种混合式超宽频段无线干扰系统及其设计方法和控制方法。
背景技术
近年来，随着对无线通信技术理论的深入研究，越来越多的相关产品出现在人们的日常生活中，极大地改善了人们的生活环境。同时也给不法分子带来了可趁之机，各种无线电作弊手段和技术不断推陈出新。因此，为了创建一个安全可靠的通信环境，严格管制不规范使用通信信道等情况，是现阶段无线频谱管理的当务之急。
压制干扰系统是信息化演练的重要平台，研发多信道干扰机，通过先进的技术手段来解决通信环境复杂多变的难题，可以提升通信环境质量，提高干扰设备的各项指标，解决各种军事演练和频谱管理中的各种问题。
针对这种复杂情况，常用的是一对一的干扰方式，每多一个干扰信号就需要增加一台相应的干扰机。其优点是能量集中可以采用最佳干扰方式，天线指向容易确定，可以发挥干扰机的最大效能。但是暴露的问题同样明显，此种设置方式，需要移动和安装多个干扰机，一方面安装操作繁琐，另一方面，由于每一台干扰机都具有一套完整的信号生成发射系统，造成了资源的浪费。
发明内容
本发明的目的是提供一种混合式超宽频段无线干扰系统及其设计方法和控制方法，该混合式超宽频段无线干扰系统能够充分运用资源，且具有安装操作便捷的优势。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明第一方面提供了一种混合式超宽频段无线干扰系统，包括：控制单元、电子开关、功率放大器、天线和多个信号源；
所述信号源，用于生成干扰信号，包括单独覆盖超宽频段某一小频段的单独信号源以及多个信号源组合在一起覆盖超宽频段某一小频段的信号源组合，其中，所述小频段为对超宽频段拆分后得到的频段，各所述信号源的频段的总和能够覆盖整个所述超宽频段；
所述功率放大器，与所述信号源相匹配，用于将所述信号源输出的信号进行功率放大；
所述天线，与所述功率放大器的输出端连接，用于发射干扰信号；
所述电子开关，与所述控制单元连接，用于控制所述信号源的启动与关闭；
控制单元，用于基于干扰目标的频率范围，通过控制所述电子开关启动所需的信号源。
可选的，所述信号源组合中各信号源的频段对接后覆盖所述超宽频段的某一小频段。
可选的，所述信号源还包括冗余信号源，所述冗余信号源包括与所述单独信号源相同的信号源以及与所述信号源组合中各信号源相同的信号源，其中，相同的信号源用于产生针对同一频段或频点的不同调制策略的干扰信号。
可选的，所述小频段为基于宽带天线设计与制造的难易程度、天线增益、射频功率放大器设计与制造的难易程度、发射功率、信号源种类与数量、电源功率中的一个或多个因素，对所述超宽频段进行拆分得到的频段。
可选的，所述控制单元包括：
信号源启动模块，用于根据干扰目标的频段范围，确定所需启动的信号源，并通过所述电子开关控制所需启动的信号源启动；
信号源调控模块，用于根据干扰目标的频段范围，确定干扰信号的频段或频率，记为目标频段/频率，并控制所述信号源生成所述目标频段/频率的干扰信号；
分时调控模块，用于在需要多个信号源发送干扰信号进行干扰时，控制多个信号源分时启动工作。
可选的，所述系统还包括功分器，所述功分器连接于所述信号源与所述功率放大器之间。
本发明第二方面提供了一种混合式超宽频段无线干扰系统的设计方法，包括：
获取超宽频段的频段范围；
将所述频段范围拆分为多个小频段；
为各所述小频段匹配选取信号源；其中，每一所述小频段对应一个信号源或一组信号源，所述一组信号源的总频谱信号段覆盖所述小频段的信号段；
为所述信号源匹配选取功率放大器；
为所述功率放大器匹配连接天线；
选取控制单元，所述控制单元被配置为根据干扰目标的频率范围，选取并控制所需的信号源工作。
可选的，所述控制单元还被配置为在需要多个信号源发射干扰信号时，控制多个信号源分时启动工作。
本发明第三方面提供了一种混合式超宽频段无线干扰系统的控制方法，包括：
控制单元根据干扰目标的频段范围，确定干扰信号的频段或频率，记为目标频段/频率；
控制单元根据干扰目标的信号调制策略，确定干扰信号的调制策略；
控制单元根据干扰目标的频段范围，确定所需启动的信号源，并控制所需启动的信号源启动，生成所述目标频段/频率的、基于所述调制策略的干扰信号。
可选的，所述控制单元还在需要多个信号源发射干扰信号时，控制多个信号源分时启动工作。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供的混合式超宽频段无线干扰系统通过将超宽频段拆分为多个小频段，并为每个小频段匹配信号源或信号源组合，设置控制单元，使控制单元根据干扰目标的频段选取并控制所需的信号源启动工作。与现有技术中使用多个干扰机进行干扰的方法相比，本发明提供的系统仅为一个装置，在运输以及安装过程中更加的便捷，而且避免了干扰机中的控制单元等很多部件的重复布置，节约了资源。此外，本发明还对多个干扰信号的发射进行了分时控制，节约了功耗。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1提供的混合式超宽频段无线干扰系统的结构示意图；
图2为本发明实施例1提供的多信号源的对接方式示意图；
图3为本发明实施例1提供的相同频段信号源产生的不同调制策略的干扰信号示意图；
图4为本发明实施例1提供的分时工作策略示意图；
图5为本发明实施例2提供的混合式超宽频段无线干扰系统的结构示意图；
图6为本发明实施例3提供的混合式超宽频段无线干扰系统的设计方法流程图；
图7为本发明实施例4提供的混合式超宽频段无线干扰系统的控制方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
参见图1，本实施例提供了一种混合式超宽频段无线干扰系统，该系统包括：控制单元、电子开关、功率放大器、天线和多个信号源。本实施例首先基于宽带天线设计与制造的难易程度、天线增益、射频功率放大器设计与制造的难易程度、发射功率、信号源种类与数量、电源功率中的一个或多个因素对超宽频段(比如0-77GHz)进行频段拆分，得到多个小频段，当然，对超宽频段进行拆分参考的因素不仅限于本实施例提到的因素，在其他的实施例中，还可以包括其他因素。本实施例在对超宽频段进行拆分后，为每一小频段匹配信号源，信号源用于生成干扰信号，信号源中有的信号源(记为单独信号源)能够单独覆盖超宽频段的某一小频段，有的信号源需要与其他的信号源组合才能实现对超宽频段某一小频段的覆盖(将组合在一起的信号源记为信号源组合)，组合方式可以为对接的方式，如图2所示。功率放大器与信号源相匹配，用于将信号源输出的信号进行功率放大。天线，与功率放大器的输出端连接，用于发射干扰信号。电子开关受控制单元的控制，在控制单元的控制下启动或关闭信号源。控制单元基于干扰目标的频率范围，控制电子开关的开闭；控制单元还用于控制功率放大器是否工作、工作发射功率增益大小。
作为一种实施方式，信号源还包括冗余信号源，冗余信号源包括与单独信号源相同的信号源以及与信号源组合中各信号源相同的信号源，其中，相同的信号源用于产生针对同一频段不同调制策略的干扰信号。比如，要对多个同频段或同频点的、调制策略不同的干扰目标进行干扰时，便可以采用相同的信号源产生不同调制策略的干扰信号，参见图3。
作为一种实施方式，本实施例中的控制单元包括：信号源启动模块、信号源调控模块以及分时调控模块，其中，信号源启动模块，用于根据干扰目标的频段范围，确定所需启动的信号源，并通过电子开关控制所需启动的信号源启动；信号源调控模块，用于根据干扰目标的频段范围，确定干扰信号的频段或频率(记为目标频段/频率)，并控制信号源生成目标频段/频率的干扰信号；分时调控模块，用于在需要多个信号源发射干扰信号时，控制多个信号源分时启动工作，解决了总供能功率不能满足多个信号源同时工作的问题。具体的，可以运用高速电子开关对每个小频段或是小频段中各信号源进行分时组合工作。分时组合工作可根据干扰要求进行小频段独立工作、小频段顺序切换衔接工作，在每个小频段中，也可以根据干扰要求进行信号源独立工作、信号源顺序切换衔接工作。
本实施例提供的混合式超宽频段无线干扰系统的控制单元在确定干扰目标的频率范围后，控制该频率范围内的信号源工作，并控制其输出目标频段或点频的干扰信号，如果同一频段或频点存在不同调制策略多个干扰目标，那么可以通过控制冗余信号源生产相同频段或频点的调制策略不同的干扰信号。如果同时需要对多个干扰目标进行干扰时，为了避免所需的各信号源同时工作带来的功耗太大，总供能功率不能满足多个信号源同时工作的问题，可以控制所需的各信号源分时工作。如图1所示，当发射模块1、发射模块2、发射模块3……发射模块N同时工作时。会导致能耗(设备工作功率)过大，导致设备发热过大、导致天线互相耦合、干扰过大。所以需要分时组合工作，至于最大支持同时几个发射模块工作以初期频率拆分时设计为准。参见图4，分时工作是利用高速电子开关高速切换F1、F2、F3、F4……。比如，设备能够满足较大功率供能，那么可以同时工作多路射频发射模块，比如同时工作2路射频发射模块，则可以F1&F2、F2&F3、F3&F1……循环工作。当然，如果只需干扰F1频段，那么只启动F1干扰频段即可。但是，需要干扰F1、F2、F3、F4……FN个频段，在总供能功率一定的情况下，就可以利用分时工作策略进行干扰。具体组合方式可以根据排列组合确定。
在本实施例中，在对超宽频段进行频段拆分时，需要考虑一些因素，下面对如何参考这些因素拆分超宽频段进行介绍：
1)根据宽带天线设计与制造的难易程度进行频段的拆分
参考研制一根天线需要经过参数设计、可行性设计、天线设计、天线仿真、天线试制、天线测试、天线定型等众多繁琐的步骤。很多时候还不得不重新反复以上步骤，耗费大量的时间、财力、物力。因此，可根据市面上是否有无天线进行拆分。市面上有正常流通的天线，可根据已有的成熟天线参数、性能进行快速的频段拆分。
2)根据天线发射增益与发射功率进行频段的拆分
一根宽频段发射天线的天线增益、平坦度、能承受的最大发射功率、体积都受到很大的物理条件限制(频率与波长，这个物理学原理限制)。当天线设计为超宽频段的时候。天线的增益很低，有的还是负的，且无法承受较大的发射功率。例如：窄频段发射天线增益可以做到12～30dbi，承受上百瓦的发射功率。宽频段发射天线增益却只能做到0dbi、2dbi、或者部分在负值，只能承受十几瓦或者是几瓦的发射功率(如果要承受大发射功率，付出的代价极其高昂)。
3)根据波长与频率进行宽频段拆分
根据人类对波的划分与归类进行拆分。例如：毫米波、厘米波、米波等。或者，根据已有ELF极低频、SLF超低频、ULF特低频、VLF甚低频、LF低频中波，长波、MF中频、AM广播、HF高频、短波、短波广播、VHF甚高频、米波、FM广播、UHF特高频分米波、SHF超高频、厘米波、EHF极高频毫米波等进行拆分。
4)根据天线互耦效应进行频段拆分
多入多出(MIMO)传输技术是第四代移动通信系统的关键技术之一，而小尺寸间隔下天线阵元间的互耦效应则是有可能影响MIMO系统性能的一个重要因素。
5)根据电源功率进行频段拆分
举例描述：假如已知设备最大供能能力为100瓦(w)，10V/10A，当所设计设备工作时，则需要1000瓦(W)，供能不足会使设备无法正常工作。根据电源、功耗进行拆分。假如每个射频发射模块只需要10V/10A。那么就可以将整个频超宽段拆分为10个频段，每次只工作一个频段。假如每个射频发射模块只需要10V/5A。那么我就可以将整个频超宽段拆分为10个频段，同时每次工作2个射频发射模块。
6)根据信号源种类与数量进行频段拆分
举例描述：干扰目标为干扰手机+WIFI，首先，分析目标wifi有2.4g、5g、5.8g三个频段，手机有2、3、4g信号，共有五个频段(900MHz、1800MHz、2100MHz、2300MHz、2600MHz)；确定总目标信号：有8个(900MHz、1800MHz、2100MHz、2300MHz、2600MHz、2400MHz、5000MHz、5800)；拆分：如果不拆分，就会有8个干扰机。如果拆分就可以已临近频段与二次谐波频段进行拆分，得到900+1800为一组，2100、2300、2400、2600为一组5000、5800为一组，从而，由以前的8个拆分为现在的3个；接下来，如果目标都是通信信号，那么可以使用通信干扰信号源，如果目标中有参杂遥控信号，那么使用通信干扰信号源+遥控信号干扰源组合一起使用。最后，得到信号源与对应频段，可以推导出电磁辐射情况，然后做对应的电磁兼容。
在本实施例中，信号源为各调制模式的无线发射信号激励，例如噪声信号、仿生信号、脉冲信号、锯齿波信号、扫频信号等等。信号源可以是一个单独信号，或者，是多个信号源组合在一起为一个信号源组。通过控制多个信号源的组合与拼接，实现覆盖整个无线超宽频段。控制单元还可以包括人机交互单元，可以通过获取干扰目标的频段范围。
实施例2
在实施例1的基础上，本实施例提供的混合式超宽频段无线干扰系统还包括功分器，功分器连接于信号源与功率放大器之间，参见图5。当需要使用多个信号源组合在一起时，可以使用功分器。功分器是一种将一路输入信号能量分成两路或多路输出相等或不相等能量的器件，也可反过来将多路信号能量合成一路输出，此时可也称为合路器。当同频段、频段信号源同时工作时，功分器作为信号叠加；当相邻频段、频点信号源分频工作时，功分器作为信号输入的合路。
实施例3
在实施例1以及实施例2的基础上，本实施例提供了一种混合式超宽频段无线干扰系统的设计方法，参见图6，该方法包括以下步骤：
步骤601：获取超宽频段的频段范围；
步骤602：将频段范围拆分为多个小频段；
步骤603：为各小频段匹配选取信号源；其中，每一小频段对应一个信号源或一组信号源，一组信号源的总频谱信号段覆盖所述小频段的信号段；
步骤604：为信号源匹配选取功率放大器；
步骤605：为功率放大器匹配连接天线；
步骤606：选取控制单元，控制单元被配置为根据干扰目标的频率范围，选取并控制所需的信号源工作。
作为一种实施方式，控制单元还被配置为在需要多个信号源发射干扰信号时，控制多个信号源分时启动工作。
实施例4
在实施例1以及实施例2的基础上，本实施例提供了一种混合式超宽频段无线干扰系统的控制方法，参见图7，该方法包括以下步骤：
步骤701：控制单元根据干扰目标的频段范围，确定干扰信号的频段或频率，记为目标频段/频率；
步骤702：控制单元根据干扰目标的信号调制策略，确定干扰信号的调制策略；
步骤703：控制单元根据干扰目标的频段范围，确定所需启动的信号源，并控制所需启动的信号源启动，生成目标频段/频率的、基于调制策略的干扰信号。
作为一种实施方式，控制单元还在需要多个信号源发射干扰信号时，控制多个信号源分时启动工作。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种混合式超宽频段无线干扰系统，其特征在于，包括：控制单元、电子开关、功率放大器、天线和多个信号源；
所述信号源，用于生成干扰信号，包括单独覆盖超宽频段某一小频段的单独信号源以及多个信号源组合在一起覆盖超宽频段某一小频段的信号源组合，其中，所述小频段为对超宽频段拆分后得到的频段，各所述信号源的频段的总和能够覆盖整个所述超宽频段；
所述功率放大器，与所述信号源相匹配，用于将所述信号源输出的信号进行功率放大；
所述天线，与所述功率放大器的输出端连接，用于发射干扰信号；
所述电子开关，与所述控制单元连接，用于控制所述信号源的启动与关闭；
控制单元，用于基于干扰目标的频率范围，通过控制所述电子开关启动所需的信号源。
2.根据权利要求1所述的混合式超宽频段无线干扰系统，其特征在于，所述信号源组合中各信号源的频段对接后覆盖所述超宽频段的某一小频段。
3.根据权利要求1所述的混合式超宽频段无线干扰系统，其特征在于，所述信号源还包括冗余信号源，所述冗余信号源包括与所述单独信号源相同的信号源以及与所述信号源组合中各信号源相同的信号源，其中，相同的信号源用于产生针对同一频段或频点的不同调制策略的干扰信号。
4.根据权利要求1所述的混合式超宽频段无线干扰系统，其特征在于，所述小频段为基于宽带天线设计与制造的难易程度、天线增益、射频功率放大器设计与制造的难易程度、发射功率、信号源种类与数量、电源功率中的一个或多个因素，对所述超宽频段进行拆分得到的频段。
5.根据权利要求1-4任一项所述的混合式超宽频段无线干扰系统，其特征在于，所述控制单元包括：
信号源启动模块，用于根据干扰目标的频段范围，确定所需启动的信号源，并通过所述电子开关控制所需启动的信号源启动；
信号源调控模块，用于根据干扰目标的频段范围，确定干扰信号的频段或频率，记为目标频段/频率，并控制所述信号源生成所述目标频段/频率的干扰信号；
分时调控模块，用于在需要多个信号源发送干扰信号进行干扰时，控制多个信号源分时启动工作。
6.根据权利要求1所述的混合式超宽频段无线干扰系统，其特征在于，所述系统还包括功分器，所述功分器连接于所述信号源与所述功率放大器之间。
7.一种如权利要求1-6所述的混合式超宽频段无线干扰系统的设计方法，其特征在于，包括：
获取超宽频段的频段范围；
将所述频段范围拆分为多个小频段；
为各所述小频段匹配选取信号源；其中，每一所述小频段对应一个信号源或一组信号源，所述一组信号源的总频谱信号段覆盖所述小频段的信号段；
为所述信号源匹配选取功率放大器；
为所述功率放大器匹配连接天线；
选取控制单元，所述控制单元被配置为根据干扰目标的频率范围，选取并控制所需的信号源工作。
8.根据权利要求7所述的混合式超宽频段无线干扰系统的设计方法，其特征在于，所述控制单元还被配置为在需要多个信号源发射干扰信号时，控制多个信号源分时启动工作。
9.一种如权利要求1-6所述的混合式超宽频段无线干扰系统的控制方法，其特征在于，包括：
控制单元根据干扰目标的频段范围，确定干扰信号的频段或频率，记为目标频段/频率；
控制单元根据干扰目标的信号调制策略，确定干扰信号的调制策略；
控制单元根据干扰目标的频段范围，确定所需启动的信号源，并控制所需启动的信号源启动，生成所述目标频段/频率的、基于所述调制策略的干扰信号。
10.根据权利要求9所述的混合式超宽频段无线干扰系统的控制方法，其特征在于，所述控制单元还在需要多个信号源发射干扰信号时，控制多个信号源分时启动工作。
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| CN (1) | CN112019296A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN112492677A (zh) * | 2020-12-16 | 2021-03-12 | 惠州Tcl移动通信有限公司 | 一种天线射频优化方法、装置及移动终端 |
| CN113259049A (zh) * | 2021-06-25 | 2021-08-13 | 南京新频点电子科技有限公司 | 一种机会阵智能电子干扰装置及干扰信号产生方法 |
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| CN209302034U (zh) * | 2018-12-27 | 2019-08-27 | 京信通信系统（中国）有限公司 | 一种微波治疗仪 |
-
2020
- 2020-09-03 CN CN202010916178.6A patent/CN112019296A/zh active Pending
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