CN115290990A - 一种快速信号检测与iq数据同步存储设备 - Google Patents
一种快速信号检测与iq数据同步存储设备 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种快速信号检测与IQ数据同步存储设备,包括分别通过信号检测通路和数据记录通路顺次连接的多频段接收天线模块、变频通道和信号采集处理模块;多频段接收天线模块按照顺序循环采集信号;信号检测通路将多频段接收天线模块采集的信号传输至变频通道,变频至中频后传输至信号采集处理模块;信号采集处理模块判断到信号可疑后,将对应频率信息发送至数据记录通路,数据记录通路使能触发后采集对应频率信息的IQ数据并发送至信号采集处理模块进行同步存储。本发明既保证信号捕获时效性,又保证了信号分析、存储的灵活性,有效提高了对突发信号的捕获能力和分析能力。
Description
技术领域
本发明涉及电磁信号检测领域,尤其涉及一种快速信号检测与IQ数据同步存储设备。
背景技术
信息设备在工作过程中都会产生一定的电磁泄漏发射,任何处于工作状态的信息设备(如计算机、打印机、传真机、电话机等)都存在不同程度的电磁泄漏。具有显示输出功能的信息设备产生的电磁泄漏发射信号中会携带其正在处理的视频、图像信息内容,这些电磁泄漏发射信号被接收后可还原设备上的视频、文字等敏感信息,造成信息泄漏风险。
传统的信号检测方法主要采用单通道频谱仪设备进行频谱比对,通过信号功率对比发现电磁泄漏信号,在通过声音和图像解调进行属性确认。由于频谱仪仅能在频谱扫描模式和频谱分析模式中的一种模式下工作,在信号分析模式工作时就无法发现其它频段出现的泄漏信号,造成泄漏信号无法发现的情况。此外,仅从信号功率上判断可疑信号,对于功率较低的可疑信号无法有效识别,对于一些特殊信号更是无法确认信号属性。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种快速信号检测与IQ数据同步存储设备。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
本发明的第一方面,提供一种快速信号检测与IQ数据同步存储设备,包括分别通过信号检测通路和数据记录通路顺次连接的多频段接收天线模块、变频通道和信号采集处理模块;
多频段接收天线模块按照顺序循环采集信号;
信号检测通路将多频段接收天线模块采集的信号传输至变频通道,变频至中频后传输至信号采集处理模块;信号采集处理模块判断到信号可疑后,将对应频率信息发送至数据记录通路,数据记录通路使能触发后采集对应频率信息的IQ数据并发送至信号采集处理模块进行同步存储。
进一步地,所述的多频段接收天线模块包括天线共用器和与天线共用器的天线接收端连接的多个覆盖待检测频段的接收天线;天线共用器的第一信号输出端对应信号检测通路,天线共用器的第二信号输出端对应数据记录通路,均与变频通道连接。
进一步地,所述信号采集处理模块判断到信号可疑的过程包括:
通过信号检测通路获取变频模块发送的中频信号,进行AD转换和DDC处理;
进行FFT计算,并判断门限;
当超出门限,则判断为可疑。
进一步地,位于数据记录通路的信号数据处理模块包括顺次连接的AD转换单元、N路并行DDC单元和数据处理单元,同时对N路可疑信号进行存储和处理;所述N大于等于2。
进一步地,所述数据记录通路的N路并行DDC单元,在进行IQ数据记录中,根据每个信号的带宽和功率自动调整各路DDC通路的包括采样带宽、采样点数、射频衰减在内的参数,保证对每路信号的最佳采集宽度、粒度和深度,为后续信息还原提供数据基础。
进一步地,所述数据处理单元的处理包括对数据进行平均值、最大值、最小值的计算,和/或进行声音图像解调,完成窃密属性确认。
进一步地,所述设备还包括与所述信号采集处理模块连接的计算机主板,用于向信号采集处理模块下发频率、FFT点数在内的参数,还用于接收信号采集处理模块发送的存储数据和处理数据。
进一步地,所述设备还包括与计算机主板连接的显示屏,用于对计算机主板接收到的数据进行一体化展示。
进一步地,所述多频段接收天线模块按照顺序循环采集信号,具体包括:内置自动天线切换系统,可在微秒级时间内实现多频段接收天线模块的快速切换,天线切换时间远小于数据处理时间,天线切换与数据处理并行执行,从而实现全频段频谱的无缝实时显示。
进一步地,同步存储数据存储于后台数据库,在对IQ数据进行记录的过程中,对其频谱特征进行时、空、频、能、调制域进行多维度综合影像描绘并记录到数据库,为后续信号信息解密提供基础数据,再次发现相关信号后不通过解调,直接将实时信号与数据库中的影像进行相关计算,从而快速识别其窃密属性甚至进行实时信息还原。
本发明的有益效果是:
(1)在本发明的一示例性实施例中,与传统单通道窃密检测方法相比,本示例性实施例中与信号采集处理模块结合使用的两个通道可联合工作,由于信号检测通路循环执行信号扫描任务,不再进行信号分析任务,所以可有效降低信号分析时无法发现其它频段出现的窃密信号的可能性;而且循环任务的执行可极大提高设备的信号扫描速度,提升设备对突发信号的捕获能力;同时,在信号检测通路发现信号可疑时立刻触发数据记录通路进行IQ数据存储,既保证信号捕获时效性,又保证了信号分析、存储的灵活性,有效提高了对突发信号的捕获能力和分析能力。
(2)在本发明的又一示例性实施例中,天线共用器和各接收天线接收信号采集处理模块命令,完成全频段内无线电信号接收。
(3)在本发明的又一示例性实施例中,信号检测通路的流程,经AD转换和DDC处理后的信号,信号采集处理模块进行FFT计算;根据FFT计算结果进行门限检测,检测出超过门限的电磁泄露信号和窃密信号时判断为可疑,此时同步触发数据记录通路的使能信号,数据记录通路对当前信号进行IQ数据记录。
(4)在本发明的又一示例性实施例中,数据记录通路的信号数据处理模块还设计了N路DDC,当快速信号检测过程中检测到多个超过门限的信号时,可调用不同DDC进行多达N路信号的同时记录,既保证了IQ数据记录的同步性,又保证了数据记录的连续性,有效解决传统的检测方法存在测试步骤复杂、测试效率低、可扩展性差、测试结果不完备等问题。
(5)在本发明的又一示例性实施例中,数据记录通路不仅可利用多路DDC进行多个信号的同步IQ数据记录与分析,还可以在分析过程中自动调整个DDC通路的参数以达到最佳记录、分析效果,这不仅大大减少了传统窃密检测方法的人员介入工作,也提升了信号分析的时效性,解决了传统窃密检测方法对突发信号分析不及时的难点。
(6)在本发明的又一示例性实施例中,在进行信号检测任务时由计算机主板将要采集的频点一次性下发给信号采集处理模块,信号采集处理模块将所有频点80MHz进行FFT计算后合并回传给计算机,信号检测采用循环采集,有效减少了数字采集处理模块和计算机之间的交付,在25kHz分辨率时可将信号采集速度提升至300GHz/s以上,相较于现有技术中24GHz/s的速度,大大提升对突发信号的捕获能力。
(7)在本发明的又一示例性实施例中,同步存储数据存储于后台数据库,在对IQ数据进行记录的过程中,对其频谱特征进行时、空、频、能、调制域进行多维度综合描绘并记录到数据库,可为后续信号信息解密提供基础数据,再次发现相关信号后不通过解调,直接将实时信号与数据库中的影像进行相关计算,从而快速识别其窃密属性甚至进行实时信息还原。
附图说明
图1为本发明一示例性实施例提供的一种快速信号检测与IQ数据同步存储设备的连接示意图;
图2为本发明一示例性实施例提供的一种快速信号检测与IQ数据同步存储设备的信号检测与同步存储的流程图;
图3为本发明一示例性实施例提供的位于数据记录通路的信号数据处理模块的连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例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。
在本发明的描述中,需要说明的是,属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系为基于附图所述的方向或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,属于“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,属于“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外,下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
在现有技术中,由于频谱仪仅能在频谱扫描模式和频谱分析模式中的一种模式下工作,在信号分析模式工作时就无法发现其它频段出现的泄密信号,造成泄密信号无法发现的情况。其中频谱分析仪是对无线电信号进行测量的必备手段,是从事电子产品研发、生产、检验的常用工具。因此,应用十分广泛,被称为工程师的射频万用表。频谱分析仪是研究电信号频谱结构的仪器,用于信号失真度、调制度、谱纯度、频率稳定度和交调失真等信号参数的测量,可用以测量放大器和滤波器等电路系统的某些参数,是一种多用途的电子测量仪器。它又可称为频域示波器、跟踪示波器、分析示波器、谐波分析器、频率特性分析仪或傅里叶分析仪等。现代频谱分析仪能以模拟方式或数字方式显示分析结果,能分析1赫以下的甚低频到亚毫米波段的全部无线电频段的电信号。
更为具体地,由于监测的频段太宽,如果直接采样处理需要的采样信号频率非常高,在数字信号处理上难以实现,所以宽频段接收机和频谱仪均采用变频处理,即将较高频率的无线电信号(如18GHz)变换到统一的中频信号(如153.6MHz)进行处理,这样就形成了完全不同的工作模式。
(1)频谱扫描模式用于快速扫描无线电信号,通过门限实时比对捕获异常信号,如对200MHz-2600MHz进行扫描,采用80MHz中频带宽进行处理时,其先将频段划分为200-280MHz、280-360MHz……2520-2600MHz共计30个频段,此时给接收机下发的频点依次为240MHz、320MHz……2560MHz共计30个频点,接收机通过依次切换这30个频点获得将每个频点转换为153.6MHz的中频信号,由于中频信号带宽为80MHz,将30个80MHz的信号进行拼接后形成200MHz-2600MHz的全频段频谱。频谱扫描方式需要不断的切换频点,快速进行FFT计算获得信号功率形成频谱数据,但是无法获得带宽、调制模式、声音、图像等更重要的数据,也无法获得针对摸个频点的连续数据。
(2)信号分析模式用于对某个已识别为异常的信号进行深入分析,此种工作模式仅对某一个频率如2000MHz变换到153.6MHz中频信号进行处理,不需要进行其它频点的切换,所以可以对某个频点进行持续监测,获得带宽、调制模式、声音、图像、连续IQ、数字余晖等数据,这样就可以对信号进行窃密属性分析和取证。
根据以上分析,如果采用单通道进行扫描的时候发现异常信号后,必须停止频谱扫描进行信号分析才可以记录数据,如在扫描200-2600MHz时发现500MHz信号异常,此时需将频率切换至500MHz进行分析和记录,在分析和记录过程中不会再进行扫描,而在此时段内出现异常信号就无法发现。如果扫描完整个频段再进行计算则会出现多个信号无法同时记录的问题,比如扫描完200-2600MHz时发现500MHz、1000MHz、1500MHz三个信号,此时需依次切换至三个频点进行分析和记录,信号数量越多记录的时间越长,而在记录的过程中出现的其它异常信号也无法发现。当前某些泄密信号甚至采用了FSK数字调制,发射时采用间断发射,每次发射持续1秒左右,要抓住此类信号需要保证极高的扫描速度,捕获信号后可以及时进行持续记录分析,在记录分析过程中而不影响对其它异常信号的捕获,因此需要监测设备具备快速不间断扫描能力和数据同步分析记录能力才能对此类窃密信号进行有效监测。因此传统的单通道监测在扫描时无法记录某个频点的数据,在记录某个频点的数据时又无法扫描其它频点的频谱,所以存在无法监测的现象。而本申请的下述示例性实施例则可以解决该问题。
参见图1,图1示出了本发明的一示例性实施例种提供一种快速信号检测与IQ数据同步存储设备的连接示意图,包括分别通过信号检测通路(图1中左侧的射频1和中频1)和数据记录通路(图1中右侧的射频2和中频2)顺次连接的多频段接收天线模块、变频通道和信号采集处理模块;
多频段接收天线模块按照顺序循环采集信号;
信号检测通路将多频段接收天线模块采集的信号传输至变频通道,变频至中频后传输至信号采集处理模块;信号采集处理模块判断到信号可疑后,将对应频率信息发送至数据记录通路,数据记录通路使能触发后采集对应频率信息的IQ数据并发送至信号采集处理模块进行同步存储。
具体地,在本示例性实施例中,信号处理流程由信号检测通路和数据记录通路共同完成,信号检测通路和数据记录通路为并行工作。其中,在多频段接收天线模块按照顺序循环采集信号的基础上,信号检测通路负责对信号进行不间断采集,通过信号采集处理模块的初步筛选,得出一系列可疑信号将其频率信息传输至数据记录通路,数据记录通路根据频率信息进行IQ数据采集存储。
与传统单通道窃密检测方法相比,本示例性实施例中与信号采集处理模块结合使用的两个通道可联合工作,由于信号检测通路循环执行信号扫描任务,不再进行信号分析任务,所以可有效降低信号分析时无法发现其它频段出现的窃密信号的可能性;而且循环任务的执行可极大提高设备的信号扫描速度,提升设备对突发信号的捕获能力;同时,在信号检测通路发现信号可疑时立刻触发数据记录通路进行IQ数据存储,既保证信号捕获时效性,又保证了信号分析、存储的灵活性,有效提高了对突发信号的捕获能力和分析能力。
另外,本示例性实施例可以为针对电磁检测的特定应用研制的专用电磁检测设备,可以实现对数据获取、分析和显示一体化,降低了操作人员的专业要求,提高了工作效率,结果也更直观。设备能在发现电磁泄露信号和窃密信号时同步保存信号IQ数据,可为后续深入分析和机器学习提供数据支撑。
更优地,在一示例性实施例中,如图1所示,所述的多频段接收天线模块包括天线共用器和与天线共用器的天线接收端连接的多个覆盖待检测频段的接收天线;天线共用器的第一信号输出端(即图1中左侧的射频1)对应信号检测通路,天线共用器的第二信号输出端(即图1中右侧的射频2)对应数据记录通路,均与变频通道连接。
具体地,在该示例性实施例中,天线共用器和各接收天线接收信号采集处理模块命令,完成全频段内无线电信号接收。而在如图1所示的示例性实施例中,与天线共用器连接的接收天线包括四个,别为:9kHz-30MHz接收天线、30MHz-800MHz接收天线、800MHz-8GHz接收天线、8GHz-18GHz接收天线,其用于完成9kHz-18GHz频段内无线电信号接收。并且,在又一示例性实施例中,天线共用器还可以连接外部接收天线。
另外,对于所述多频段接收天线模块按照顺序循环采集信号,应用到该示例性实施例中,可具体为按顺序从小到大循环依次采集信号。
更优地,在一示例性实施例中,所述信号采集处理模块判断到信号可疑的过程如图2左侧所示,包括:
通过信号检测通路获取变频模块发送的中频信号,进行AD转换和DDC处理;
进行FFT计算,并判断门限;
当超出门限,则判断为可疑。
具体地,在本示例性实施例中,主要涉及的是信号检测通路的流程,经AD转换和DDC处理后的信号,信号采集处理模块进行FFT计算;根据FFT计算结果进行门限检测,检测出超过门限的电磁泄露信号和窃密信号时判断为可疑,此时同步触发数据记录通路的使能信号,数据记录通路对当前信号进行IQ数据记录。
更为优选地,此时信号采集处理模块对于信号检测通路的一轮FFT计算数据(包括实时值、均值、最大值、最小值),进行融合后上传后台计算机进行显示,同时返回进入FFT计算、门限检测、FFT数据融合上传(若有)的循环进程。
另外,在检测开始之前,信号采集处理模块可以接收外部发送的信号检测通路频率、FFT点数、衰减等参数进行重置,或者按照历史预设进行设置。
更优地,在一示例性实施例中,如图3所示,位于数据记录通路的信号数据处理模块包括顺次连接的AD转换单元、N路并行DDC单元和数据处理单元,同时对N路可疑信号进行存储和处理;所述N大于等于2。
具体地,在该示例性实施例中,数据记录通路的信号数据处理模块还设计了N路DDC(在一优选示例性实施例中为8路DDC),当快速信号检测过程中检测到多个超过门限的信号时,可调用不同DDC进行多达N路信号的同时记录,既保证了IQ数据记录的同步性,又保证了数据记录的连续性,有效解决传统的检测方法存在测试步骤复杂、测试效率低、可扩展性差、测试结果不完备等问题。中频信号经AD转换单元转换后传输至N路并行DDC单元。
更优地,在一示例性实施例中,所述数据记录通路的N路并行DDC单元,所述数据记录通路的N路并行DDC单元,在进行IQ数据记录中,根据每个信号的带宽和功率自动调整各路DDC通路的包括采样带宽、采样点数、射频衰减在内的参数,保证对每路信号的最佳采集宽度、粒度和深度。并可根据需要随时终止某几路DDC信号的记录重新记录新的信号。
具体地,在该示例性实施例中,N路DDC可独立设置,在IQ数据存储时可同步计算信号参数实时调整IQ数据记录点数。因此,数据记录通路不仅可利用多路DDC进行多个信号的同步IQ数据记录与分析,还可以在分析过程中自动调整个DDC通路的参数以达到最佳记录、分析效果,这不仅大大减少了传统窃密检测方法的人员介入工作,也提升了信号分析的时效性,解决了传统窃密检测方法对突发信号分析不及时的难点。
而在又一示例性实施例中,调整参数的具体流程可以包括:
根据信号检测通路扫描的信号频谱带宽BW先确定一个N倍BW的采样带宽(N大于1,且优选为2倍),在采样的过程中计算信号的准确带宽后迅速调整至最佳采样带宽,采样点数根据采样带宽的自动调整,主要可有效避免对小带宽信号采用大带宽采样导致信号采样点数不足和对大带宽信号采样小带宽采样导致信号采集不完整的情况;
粒度对应采样点数,深度对应采样时间;
每路DDC可以自动设置采样时间,当某个信号的采样时间达到后会终止当前信号采样开始下一个信号采样,从而完成大于N个信号的所有信号采样。
更优地,在一示例性实施例中,如图3所示,所述数据处理单元的处理包括对数据进行平均值、最大值、最小值的计算,和/或进行声音图像解调(如图2右侧所示右侧中数据记录通路具体计算的部分),完成窃密属性确认。
具体地在该示例性实施例中,数据处理单元的处理有两条同时进行的主路径:其中一条为参数计算即图3中上部分的平均值(Average)、最大值(Max)、最小值(Min)的计算,之后对电平测量后用频谱显示;另外一条为经过AGC(自动增益)/MGC(手动增益)的解调器(DEM)进行音频、图像解调,以及经过AGC(自动增益)/MGC(手动增益)的IQ数据获取。
更优地,在一示例性实施例中,如图1所示,所述设备还包括与所述信号采集处理模块连接的计算机主板(通过PCIE总线),用于向信号采集处理模块下发频率、FFT点数在内的参数,还用于接收信号采集处理模块发送的存储数据和处理数据。
具体地,在该示例性实施例中,计算机主板根据信号检测频率范围和步进,将频率点数和FFT点数等参数下发给信号采集处理模块;同时计算机主板也会接收信号检测通路的信号采集处理模块发送的融合数据、以及的信号采集处理模块发送的存储数据(同步存储)和处理数据(即数据处理单元的数据)。
更优地,在一示例性实施例中,如图1所示,所述设备还包括与计算机主板连接的显示屏,用于对计算机主板接收到的数据进行一体化展示(融合数据频谱展示,或者同步存储数据的展示)。
另外,如图1所示,所述设备还可以包括一些外围组件,例如按键、电源管理模块、锂电池、机箱等,根据实际需求进行选择。其中,计算机主板可通过按键和显示屏输入控制命令完成信号的分析、展示、存储等任务,电源管理模块实现锂电池充电并为各模块提供工作电源。机箱由于集成所有模块,采用一体化设计,携带方便,可随时开展检测工作。
更优地,在一示例性实施例中,所述多频段接收天线模块按照顺序循环采集信号,具体包括:内置自动天线切换系统,可在微秒级时间内实现多频段接收天线模块的快速切换,天线切换时间远小于数据处理时间,天线切换与数据处理并行执行,从而实现全频段频谱的无缝实时显示。
具体地,在该示例性实施例中,系统开关切换时间为10微秒,变频通道切换稳定时间为150微秒,25kHz分辨率带宽需要4K点采样,4K点采样需要40微秒,FFT计算和输出需要45236个时钟,FFT和输出采用204.8MHz时钟,所以FFT计算和输出时间约为221微秒。可见在完成一个信号完成计算和输出的时间内足够天线切换系统同步完成变频通道和天线开关的切换。完成80MHz带宽信号的处理与显示的整体时间约为261微秒,扫描速度可达306.5GHz/s。
因此,为实现快速信号检测,变频通道设计两路80MHz中频带宽,在进行信号检测任务时由计算机主板将要采集的频点一次性下发给信号采集处理模块,信号采集处理模块将所有频点80MHz进行FFT计算后合并回传给计算机,信号检测采用循环采集,有效减少了数字采集处理模块和计算机之间的交付,在相同分辨率下(例如25kHz分辨率时)可将信号采集速度提升至300GHz/s以上,相较于国外先进设备的扫描速度24GHz/s,大大提升对突发信号的捕获能力。
更优地,在一示例性实施例中,同步存储数据存储于后台数据库,在对IQ数据进行记录的过程中,对其频谱特征进行时、空、频、能、调制域进行多维度综合影像描绘并记录到数据库,为后续信号信息解密提供基础数据,再次发现相关信号后不通过解调,直接将实时信号与数据库中的影像进行相关计算,从而快速识别其窃密属性甚至进行实时信息还原。
更为具体地,在该示例性实施例中,所述的“相关计算”的算法如下:
S01:将存储到数据库中综合影像信号从频域上和时域上分别简化为函数和,将实时信号从频域上和时域上分别简化为函数和,其中,和为离
散的频率上的一系列幅度值,n表示当前帧频谱上2N个点中的第n个点,和为离散
的时间上的一系列幅度值,m表示某段时间内第m次采样。
S02:在进行信号采集时将频域信号进行相关计算,获得第一相关系数RF:
在一具体示例性实施例中,第一相关系数RF的取值范围和相关程度如下:
而在其他示例性实施例中,可以根据实际需求进行选择。
S04:在第二相关系数RT显示为高度相关以上时,则判为高风险窃密属性。同时进行信号调制域分析,识别信号调制方式,通过综合相关计算最终确定信号窃密属性。
其中,第二相关系数RT的取值范围和相关程度可以跟第一相关系数RF的相同,也可以进行额外选取。
对于图2中的整体流程,其可以为:启动检测任务,计算机下发频率、FFT点数、衰减等参数;信号检测通路负责对信号进行不间断采集,通过功率分析(FFT计算和门限检测)初步筛选出一系列可疑信号将其频率信息传输至数据记录通路,数据记录通路将收到的频率信息下发到不同的DDC通路进行IQ数据采集存储,同时对信号进行后台参数测量,通过功率、带宽、调制样式、声音/图像解调、荧光谱识别等综合分析进行窃密属性确认,并将信号属性回传至信号检测通路进行一体化展示。
显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定,对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种快速信号检测与IQ数据同步存储设备,其特征在于:包括分别通过信号检测通路和数据记录通路顺次连接的多频段接收天线模块、变频通道和信号采集处理模块;
多频段接收天线模块按照顺序循环采集信号;
信号检测通路将多频段接收天线模块采集的信号传输至变频通道,变频至中频后传输至信号采集处理模块;信号采集处理模块判断到信号可疑后,将对应频率信息发送至数据记录通路,数据记录通路使能触发后采集对应频率信息的IQ数据并发送至信号采集处理模块进行同步存储。
2.根据权利要求1所述的一种快速信号检测与IQ数据同步存储设备,其特征在于:所述的多频段接收天线模块包括天线共用器和与天线共用器的天线接收端连接的多个覆盖待检测频段的接收天线;天线共用器的第一信号输出端对应信号检测通路,天线共用器的第二信号输出端对应数据记录通路,均与变频通道连接。
3.根据权利要求1所述的一种快速信号检测与IQ数据同步存储设备,其特征在于:所述信号采集处理模块判断到信号可疑的过程包括:
通过信号检测通路获取变频模块发送的中频信号,进行AD转换和DDC处理;
进行FFT计算,并判断门限;
当超出门限,则判断为可疑。
4.根据权利要求1所述的一种快速信号检测与IQ数据同步存储设备,其特征在于:位于数据记录通路的信号数据处理模块包括顺次连接的AD转换单元、N路并行DDC单元和数据处理单元,同时对N路可疑信号进行存储和处理;所述N大于等于2。
5.根据权利要求4所述的一种快速信号检测与IQ数据同步存储设备,其特征在于:所述数据记录通路的N路并行DDC单元,在进行IQ数据记录中,根据每个信号的带宽和功率自动调整各路DDC通路的包括采样带宽、采样点数、射频衰减在内的参数,保证对每路信号的最佳采集宽度、粒度和深度。
6.根据权利要求4所述的一种快速信号检测与IQ数据同步存储设备,其特征在于:所述数据处理单元的处理包括对数据进行平均值、最大值、最小值的计算,和/或进行声音图像解调,完成窃密属性确认。
7.根据权利要求1所述的一种快速信号检测与IQ数据同步存储设备,其特征在于:所述设备还包括与所述信号采集处理模块连接的计算机主板,用于向信号采集处理模块下发频率、FFT点数在内的参数,还用于接收信号采集处理模块发送的存储数据和处理数据。
8.根据权利要求7所述的一种快速信号检测与IQ数据同步存储设备,其特征在于:所述设备还包括与计算机主板连接的显示屏,用于对计算机主板接收到的数据进行一体化展示。
9.根据权利要求1所述的一种快速信号检测与IQ数据同步存储设备,其特征在于:所述多频段接收天线模块按照顺序循环采集信号,具体包括:内置自动天线切换系统,可在微秒级时间内实现多频段接收天线模块的快速切换,天线切换时间远小于数据处理时间,天线切换与数据处理并行执行,从而实现全频段频谱的无缝实时显示。
10.根据权利要求1或7所述的一种快速信号检测与IQ数据同步存储设备,其特征在于:同步存储数据存储于后台数据库,在对IQ数据进行记录的过程中,对其频谱特征进行时、空、频、能、调制域进行多维度综合影像描绘并记录到数据库,为后续信号信息解密提供基础数据,再次发现相关信号后不通过解调,直接将实时信号与数据库中的影像进行相关计算,从而快速识别其窃密属性甚至进行实时信息还原。
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Citations (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1788521A (zh) * | 2003-05-14 | 2006-06-14 | 诺基亚公司 | 通信系统中的数据传输方法和系统 |
CN201035137Y (zh) * | 2007-04-03 | 2008-03-12 | 深圳市嵘兴实业发展有限公司 | 具有gps时间基准监测接收机及监测系统 |
CN201303403Y (zh) * | 2008-10-30 | 2009-09-02 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种具有手机电视功能的双模移动终端 |
CN102104437A (zh) * | 2011-01-11 | 2011-06-22 | 北京理工大学 | 一种无线电考试防作弊系统 |
CN102647385A (zh) * | 2012-03-30 | 2012-08-22 | 杭州畅鼎科技有限公司 | 一种数字光纤直放站自动频率跟踪方法及装置 |
CN203445887U (zh) * | 2013-06-24 | 2014-02-19 | 成都和跃科技有限公司 | 一种能智能压制短时无线电考试作弊信号的一体化设备 |
US20140287707A1 (en) * | 2013-03-21 | 2014-09-25 | Fujitsu Limited | Control device, frequency control method, and receiving device |
CN104717026A (zh) * | 2015-03-05 | 2015-06-17 | 成都大公博创信息技术有限公司 | 一种抗干扰单通道测向处理装置及方法 |
CN107682102A (zh) * | 2017-11-24 | 2018-02-09 | 成都中星世通电子科技有限公司 | 一种gsm‑r通信系统干扰信号自动监测与识别方法 |
JP2018132474A (ja) * | 2017-02-17 | 2018-08-23 | 日本放送協会 | 漏洩電波検出装置 |
US20180248593A1 (en) * | 2015-08-24 | 2018-08-30 | Datang Mobile Communications Equipment Co. Ltd. | Data transmission method, apparatus and antenna array |
CN108847907A (zh) * | 2018-09-13 | 2018-11-20 | 成都和跃科技有限公司 | 一种民航甚高频无线电干扰信号自动监测装置 |
CN109164447A (zh) * | 2018-09-26 | 2019-01-08 | 安徽博微长安电子有限公司 | L波段低空监视雷达的电磁频谱侦察装置 |
CN208754310U (zh) * | 2018-09-13 | 2019-04-16 | 成都和跃科技有限公司 | 一种民航甚高频无线电干扰信号自动监测装置 |
CN110082609A (zh) * | 2019-05-06 | 2019-08-02 | 中国人民解放军海军航空大学 | 便携式机载通信设备电磁辐射检测仪 |
CN110412620A (zh) * | 2019-06-29 | 2019-11-05 | 西南电子技术研究所(中国电子科技集团公司第十研究所) | 抗干扰天线信号处理装置 |
CN113810072A (zh) * | 2020-06-17 | 2021-12-17 | 兰州融信智能电子科技有限公司 | 宽频段双通道无线电监测接收系统及侦测信号的方法 |
CN114050951A (zh) * | 2021-10-30 | 2022-02-15 | 西南电子技术研究所(中国电子科技集团公司第十研究所) | 超短波跳频信号参数盲估计方法 |
-
2022
- 2022-09-28 CN CN202211186564.XA patent/CN115290990B/zh active Active
Patent Citations (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1788521A (zh) * | 2003-05-14 | 2006-06-14 | 诺基亚公司 | 通信系统中的数据传输方法和系统 |
CN201035137Y (zh) * | 2007-04-03 | 2008-03-12 | 深圳市嵘兴实业发展有限公司 | 具有gps时间基准监测接收机及监测系统 |
CN201303403Y (zh) * | 2008-10-30 | 2009-09-02 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种具有手机电视功能的双模移动终端 |
CN102104437A (zh) * | 2011-01-11 | 2011-06-22 | 北京理工大学 | 一种无线电考试防作弊系统 |
CN102647385A (zh) * | 2012-03-30 | 2012-08-22 | 杭州畅鼎科技有限公司 | 一种数字光纤直放站自动频率跟踪方法及装置 |
US20140287707A1 (en) * | 2013-03-21 | 2014-09-25 | Fujitsu Limited | Control device, frequency control method, and receiving device |
CN203445887U (zh) * | 2013-06-24 | 2014-02-19 | 成都和跃科技有限公司 | 一种能智能压制短时无线电考试作弊信号的一体化设备 |
CN104717026A (zh) * | 2015-03-05 | 2015-06-17 | 成都大公博创信息技术有限公司 | 一种抗干扰单通道测向处理装置及方法 |
US20180248593A1 (en) * | 2015-08-24 | 2018-08-30 | Datang Mobile Communications Equipment Co. Ltd. | Data transmission method, apparatus and antenna array |
JP2018132474A (ja) * | 2017-02-17 | 2018-08-23 | 日本放送協会 | 漏洩電波検出装置 |
CN107682102A (zh) * | 2017-11-24 | 2018-02-09 | 成都中星世通电子科技有限公司 | 一种gsm‑r通信系统干扰信号自动监测与识别方法 |
CN108847907A (zh) * | 2018-09-13 | 2018-11-20 | 成都和跃科技有限公司 | 一种民航甚高频无线电干扰信号自动监测装置 |
CN208754310U (zh) * | 2018-09-13 | 2019-04-16 | 成都和跃科技有限公司 | 一种民航甚高频无线电干扰信号自动监测装置 |
CN109164447A (zh) * | 2018-09-26 | 2019-01-08 | 安徽博微长安电子有限公司 | L波段低空监视雷达的电磁频谱侦察装置 |
CN110082609A (zh) * | 2019-05-06 | 2019-08-02 | 中国人民解放军海军航空大学 | 便携式机载通信设备电磁辐射检测仪 |
CN110412620A (zh) * | 2019-06-29 | 2019-11-05 | 西南电子技术研究所(中国电子科技集团公司第十研究所) | 抗干扰天线信号处理装置 |
CN113810072A (zh) * | 2020-06-17 | 2021-12-17 | 兰州融信智能电子科技有限公司 | 宽频段双通道无线电监测接收系统及侦测信号的方法 |
CN114050951A (zh) * | 2021-10-30 | 2022-02-15 | 西南电子技术研究所(中国电子科技集团公司第十研究所) | 超短波跳频信号参数盲估计方法 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
M.A. PIQUERAS 等: "Photonic Vector Demodulation Architecture for Remote Detection of M-QAM Signals", 《2005 INTERNATIONAL TOPICAL MEETING ON MICROWAVE PHOTONICS》 * |
李丹: "基于零中频技术的CDMA终端射频发射机的研究与开发", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库信息科技辑》 * |
王青: "全频段电磁频谱监测设备总体方案及设计", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库信息科技辑》 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN115290990B (zh) | 2023-02-07 |
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