CN205092858U - 一种2.4GHz手持式非线性结点探测器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种2.4GHz手持式非线性结点探测器,包括：主机、转轴、手柄，所述主机包括发射机、4.8GHz接收机、7.2GHz接收机、控制器、显示屏、低通滤波器、4.8GHz带通滤波器、7.2GHz带通滤波器、2.4GHz天线、4.8GHz天线和7.2GHz天线；本实用新型的优点是体积小巧紧凑、使用轻便、具有探测结果判别功能，能将探测器的发射频率提高至2.4GHz并使探测性能大大提高；本实用新型具有脉冲发射及自动功率调节功能，不但能降低功耗，还能提高探测的有效性。本实用新型能够我自动搜索空闲信道并躲避周围环境电磁干扰，提高了电子目标探测的准确性。

Description

一种2.4GHz手持式非线性结点探测器

技术领域

本实用新型涉及一种2.4GHz手持式非线性结点探测器,属于安检排爆和技术侦察技术领域。

背景技术

目前，非线性结点探测器用来探测含有半导体非线性结点的电子装置。半导体结点存在于二极管、三极管中，而二极管、三极管又是构成电子电路的基本元素，广泛用于各种电子装置上。因此，通过检测半导体结点就能判断是否存在电子装置。非线性结点探测器的原理是，用功率足够大的电磁波去照射一个非线性结点，能检测到非线性结点辐射的原发射信号的谐波信号。非线性结点探测器通过检测谐波成分来确定是否存在非线性结点，并依据谐波信号的幅度来判断非线性结点的类型。当非线性结点探测器发射某一频率信号时，接收机开始接收发射频率的二次和三次谐波信号。若检测到二次或三次谐波信号，表示存在非线性结点。除了半导体结点外，很多非线性结点存在于电子装置之外，比如金属氧化物形成的金属结点，而这些结点并不代表电子装置，所以区分非线性结点的类型也是必有的。通过检测和比较二次和三次谐波信号的强度，能判定两种非线性结点的类型。半导体结点辐射的二次谐波相对较强，三次谐波相对较弱。而金属结点辐射的三次谐波相对较强，二次谐波相对较弱。非线性结点探测器的主要应用是探测和找出隐藏的电子装置。能快速地检测和定位墙体、办公家具内及人身上含有半导体元件的电子装置，如窃听器、手机、数码相机、录音笔，还能探测检查具有电子引爆装置的爆炸物。适合用于机场、车站、政府、军事机关及保密会议各类要害场所的安全和防爆检查。

然而，传统的现有的非线性结点探测器也存在一些不足，例如结构笨重、体积大、重量大，若要长时间使用，对操作者的臂力和体力都是极大考验。先前的非线性结点探测器的天线和主机之间要么通过笨重的伸缩杆连接，要么连接线直接暴露在主机外，结构设计不是很合理。并且先前的非线性结点探测器收放时的最小长度为45厘米，工作状态下的长度一般超过80厘米，重量普遍超过2公斤，体积大、重量大，使用起来不够轻便。

现有的非线性结点探测器都需要用户自己来判断探测到的非线性结点的类型，探测结果显示不够直观。目前非线性结点探测器的探测结果大都采用两种颜色的LED灯柱来显示，比如一个绿色LED灯柱和一个红色LED灯柱，分别表示探测到的非线性结点辐射的二次和三次谐波信号强度，且灯亮的个数越多表示相应谐波强度越强。用户需要通过比较二次和三次谐波信号的强度，亦即两列LED灯柱亮灯的个数多少来判断探测到的非线性结点是半导体结点还是金属结点。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够克服上述技术问题的2.4GHz手持式非线性结点探测器，本实用新型用于探测含有半导体结点的隐蔽电子装置。

本实用新型包括：依次连接的主机、转轴、手柄，所述转轴连接主机和手柄，所述转轴里面有连接主机内电路和手柄内电路的导线，所述手柄中安装有开关、充电电池、按键、扬声器。

所述主机包括发射机、4.8GHz接收机、7.2GHz接收机、控制器、显示屏、低通滤波器、4.8GHz带通滤波器、7.2GHz带通滤波器、2.4GHz天线、4.8GHz天线和7.2GHz天线；所述2.4GHz天线、低通滤波器、发射机、控制器依次连接；所述4.8GHz天线、4.8GHz带通滤波器、4.8GHz接收机、控制器依次连接；所述7.2GHz天线、7.2GHz带通滤波器、7.2GHz接收机、控制器依次连接；所述控制器与显示屏连接；所述控制器与按键、充电电池、扬声器连接；所述按键与开关连接。

所述发射机包括：单片机、放大器、数字频率合成器、程控衰减器、滤波器、功率放大器、末级放大器；所述单片机、放大器、数字频率合成器、程控衰减器、滤波器、功率放大器、末级放大器、低通滤波器、2.4GHz天线依次连接；所述单片机、数字频率合成器、程控衰减器、功率放大器、末级放大器分别与控制器连接。

所述4.8GHz接收机包括：低噪声放大器、衰减器、混频器、中频放大器、中频滤波器、解调器、单片机、锁相环、压控振荡器、放大器；所述4.8GHz天线、4.8GHz带通滤波器、低噪声放大器、衰减器、混频器、中频放大器、中频滤波器、解调器、控制器依次连接；所述单片机与衰减器、锁相环、控制器连接；所述控制器、锁相环、压控振荡器、放大器、混频器依次连接。

本实用新型包含4.8GHz接收机和7.2GHz接收机这两个接收机；所述7.2GHz接收机与所述4.8GHz接收机的电路结构相同。所述4.8GHz接收机和所述7.2GHz接收机的接收灵敏度能够调节。

所述发射机具有脉冲发射和连续波发射两种模式。

本实用新型包含2.4GHz天线、4.8GHz天线和7.2GHz天线这三个天线；所述2.4GHz天线、所述4.8GHz天线和所述7.2GHz天线均使用微带圆极化天线。

所述发射机用于产生发射信号；所述2.4GHz天线用于辐射发射信号；所述低通滤波器连接发射机和2.4GHz天线，所述低通滤波器用于滤除发射机自身产生的二次谐波信号和三次谐波信号以防止发射机产生的谐波信号干扰要接收的谐波信号；所述4.8GHz天线用于接收非线性结点辐射的发射信号的二次谐波信号；所述4.8GHz接收机用于对4.8GHz天线接收的二次谐波信号进行检波、解调以得到表征二次谐波信号强度的指示电平；所述4.8GHz带通滤波器用于连接4.8GHz接收机和4.8GHz天线，阻止发射信号进入4.8GHz接收机；所述7.2GHz天线，用于接收非线性结点辐射的发射信号的三次谐波信号；

所述7.2GHz接收机用于对7.2GHz天线接收的三次谐波信号进行检波、解调，得到表征三次谐波信号强度的指示电平；所述7.2GHz带通滤波器用于连接7.2GHz接收机和7.2GHz天线，阻止发射信号进入7.2GHz接收机；所述显示屏，用来显示发射功率大小、接收的二次谐波信号强度、三次谐波信号强度和探测到非线性结点的类型。所述控制器用于与按键、发射机、4.8GHz接收机、7.2GHz接收机、显示屏之间的串口通讯，用来接收按键的操纵指令，控制整个探测器的频点变换、发射功率调节以及接收机灵敏度调节；读取二次和三次谐波信号强度，经采样和数据处理后送显示屏显示；检测到非线性结点时，给出声音提示信号；

所述手柄中安装有开关、充电电池、按键、扬声器；所述开关用于供用户开启/关闭本实用新型的探测器；所述充电电池作为探测器的电源用来给各电路模块供电；所述按键用于供用户选择相应的探测模式、调节频率和功率大小、改变接收机灵敏度；所述扬声器用于当检测到非线性结点时，控制器驱动扬声器发出声音信号以告知用户探测到目标物。

本实用新型的优点是体积小巧紧凑、使用轻便、具有探测结果判别功能。本实用新型能将非线性结点探测器的结构压缩为主机和手柄两部分，做成手持式探测设备。主机内集成发射机、接收机、天线、控制器、显示屏，按键、开关、电池、扬声器结合在手柄上。主机和手柄之间靠一个转轴固定，本实用新型能将探测器的发射频率提高至2.4GHz并使探测性能大大提高。本实用新型能在原有的显示方式上增加两个判别灯，即在显示屏上增加两个探测结果判别灯，红色、绿色判别灯各一个；绿色判别灯亮时，表示探测到的非线性结点是半导体结点；红色判别灯亮时，表示探测到了金属结点；二者都不亮时，则表示没有探测到任何非线性结点。两个判别灯的增加，这样就使探测结果的显示更直观从而不再需要用户自己去判断。本实用新型具有脉冲发射及自动功率调节功能，不但能降低功耗，还能提高探测的有效性。本实用新型能够我自动搜索空闲信道并躲避周围环境电磁干扰，提高了电子目标探测的准确性。

附图说明

图1是本实用新型所述一种2.4GHz手持式非线性结点探测器的电路原理示意图；

图2是本实用新型所述一种2.4GHz手持式非线性结点探测器的发射机的电路原理示意图；

图3是本实用新型所述一种2.4GHz手持式非线性结点探测器的4.8GHz接收机的电路原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式进行详细描述。

如图1所示，本实用新型包括：主机2、转轴3和手柄4。主机2包括发射机21、4.8GHz接收机22、7.2GHz接收机23、控制器24、显示屏25、低通滤波器26、4.8GHz带通滤波器27、7.2GHz带通滤波器28、2.4GHz天线29、4.8GHz天线210和7.2GHz天线211。主机2还能提供电路模块之间的电路连接和电磁屏蔽。

控制器24用于与按键43、发射机21、4.8GHz接收机22、7.2GHz接收机23、显示屏25之间的串口通讯，控制整个探测器的频点变换、发射功率调节以及4.8GHz接收机22、7.2GHz接收机23的灵敏度调节的功能。打开开关41开启本实用新型的2.4GHz手持式非线性结点探测器，用按键43选择适当的工作模式，控制器24先读取按键43中的单片机发送的串口信号所表示的按键操作，然后将相应指令转发给发射机21、4.8GHz接收机22和7.2GHz接收机23，发射机21、4.8GHz接收机22和7.2GHz接收机23收到指令后开始工作。发射机21产生发射信号，经低通滤波器26滤波后由2.4GHz天线29辐射出去。4.8GHz天线210接收非线性结点辐射的二次谐波信号，经4.8GHz带通滤波器27滤波后，送至4.8GHz接收机22检波、解调，得到表征二次谐波信号强度的指示电平。7.2GHz天线211接收非线性结点辐射的三次谐波信号，经7.2GHz带通滤波器28滤波后，送至7.2GHz接收机23检波、解调，得到表征三次谐波信号强度的指示电平。控制器24接收二次和三次谐波信号强度指示电平并对其进行数字采样和数据处理后送至显示屏25显示；当检测到非线性结点时，控制器24还要给出声音信号以让扬声器44发出声响来告知用户探测到目标物。

发射机21产生的发射信号经低通滤波器26后，由2.4GHz天线29辐射出去。本实用新型的发射机21的电路原理框图如图2所示。发射机21中的单片机收到控制器24的串口指令后，控制数字频率合成器产生基本的发射频率，发射频率在2.4～2.42GHz可调。数字频率合成器的参考频率为10MHz，由控制器24提供。数字频率合成器输出的发射信号经放大器放大后，送至程控衰减器，再经滤波器滤波后，送至功率放大器和末级放大器放大，经低通滤波器26滤波后，由2.4GHz天线29发射出去。发射机21的功率调节由控制器改变程控衰减器的编程电压来实现，输出功率在1毫瓦～4瓦之间变化。发射机21能够提供脉冲发射和连续波发射两种模式，由控制器24控制功率放大器和末级放大器的供电电压来实现，脉冲发射的占空比能够由控制器24灵活设定。在发射功率不变的情况下，脉冲发射能大大降低探测器的功耗。

本实用新型包含4.8GHz接收机22和7.2GHz接收机23；4.8GHz接收机22用来接收非线性结点辐射的二次谐波信号，接收频率范围4.8～4.84GHz；7.2GHz接收机23用来接收非线性结点辐射的三次谐波信号，接收频率范围7.2～7.26GHz。4.8GHz接收机22、7.2GHz接收机23的电路原理相同，图3给出了4.8GHz接收机22的电路原理框图，如图3所示，4.8GHz天线210将接收到的非线性结点辐射的二次谐波信号经4.8GHz带通滤波器27滤波后送至4.8GHz接收机22,接收的二次谐波信号由低噪声放大器放大后，经衰减器，由混频器下变频至中频418MHz，再经中频放大器放大、中频滤波器滤波后，送至解调器检波、解调。混频的本振信号由4.8GHz接收机22的单片机控制锁相环和压控振荡器产生，经4.8GHz接收机22的放大器放大后送至混频器。锁相环的输入参考频率为10MHz，与发射机21使用相同的参考频率源，均由控制器24提供。为了接收二次谐波信号4.8～4.84GHz，锁相环和压控振荡器输出的本振信号频率应为4.382～4.422GHz，使其下变频至418MHz。控制器24读取解调器输出的接收强度指示电平，对其进行采样和数据处理后，送显示屏25显示。当接收强度指示电平高于预设阈值时，表示检测到非线性结点，控制器24给出声音信号驱动扬声器44发出声响，告知用户探测到目标物。4.8GHz接收机22的灵敏度可调，由控制器24给出相应串口指令，4.8GHz接收机22的单片机收到指令后，改变衰减器的编程电压来实现。

7.2GHz接收机23的工作原理与4.8GHz接收机22完全相同，除锁相环和压控振荡器不同外，所采用的器件均相同。为了接收三次谐波信号7.2～7.26GHz，7.2GHz接收机23的锁相环和压控振荡器输出的本振信号频率应为6.782～6.842GHz，使其下变频至418MHz。

本实用新型的探测器使用三个天线：(1)2.4GHz天线29用于辐射发射信号，(2)4.8GHz天线210用于接收非线性结点辐射的二次谐波信号；(3)7.2GHz天线211用于接收非线性结点辐射的三次谐波信号，2.4GHz天线29、4.8GHz天线210、7.2GHz天线211均使用微带圆极化天线，所述微带圆极化天线为平面结构且体积小、重量轻。所述微带圆极化天线能接收任意极化的来波，其辐射波能由任意极化的天线接收到，故收发均采用微带圆极化天线且不必考虑探测器的扫描角度以实现更好的探测效果。2.4GHz天线29、4.8GHz天线210、7.2GHz天线211分别覆盖发射频率2.4～2.42GHz、接收的二次谐波频率4.8～4.84GHz和三次谐波频率7.2～7.26GHz。

低通滤波器26连接发射机21和2.4GHz天线29，低通滤波器26用于滤除发射机21自身产生的二次谐波信号和三次谐波信号，防止发射机21产生的谐波信号干扰要接收的谐波信号。4.8GHz带通滤波器27连接4.8GHz接收机22和4.8GHz天线210并阻止发射信号进入4.8GHz接收机22。7.2GHz带通滤波器28连接7.2GHz接收机23和7.2GHz天线211，阻止发射信号进入7.2GHz接收机23。

主机2上装有一个显示屏25，能够显示当前本实用新型探测器的发射功率大小和探测结果指示。显示屏25上设有三列LED灯柱和两个LED判别灯，比如一列黄色LED灯柱、一列绿色LED灯柱和一列红色LED灯柱，分别表示发射功率大小、接收的二次谐波强度和三次谐波强度，红色、绿色LED判别灯各一个。绿色判别灯亮时，表示探测到的非线性结点是半导体结点；红色判别灯亮时，表示本实用新型探测到了金属结点；二者都不亮时，则表示没有探测到任何非线性结点。两个LED判别灯的增加，使探测结果显示更直观，不再需要用户自己去判断，这也是本实用新型的一个创新。

手柄4用来安装本实用新型的开关41、充电电池42、按键43、扬声器44。开关41安装在手柄4的侧面，供用户开启或关闭本实用新型的探测器。手柄4上的按键43供用户操作、控制本实用新型的探测器的运行，即手柄4上的按键43能够选择相应的探测模式、调节频率和功率大小、改变4.8GHz接收机22和7.2GHz接收机23的灵敏度。手柄4内置的扬声器44能在检测到非线性结点时接收控制器24给出的声音信号并发出声响以告知用户探测到了目标物。充电电池42作为本实用新型的探测器的电源用来给按键43、扬声器44以及主机2内的控制器24、发射机21、4.8GHz接收机22、7.2GHz接收机23和显示屏25供电。

转轴3用来连接主机2和手柄4并固定主机2和手柄4之间的角度。转轴3为空心并能够容纳连接主机2内电路和手柄4内电路的导线；转轴3能够调节主机2和手柄4间的角度并方便用户根据自己的操作习惯调整使用角度；调整转轴3，当主机2和手柄4折叠在一起时，本实用新型的长度最小，仅为20厘米。当主机2和手柄4完全展开后，本实用新型的长度最大，但也不超过40厘米；相比传统的非线性结点探测器，本实用新型的重量仅0.75公斤，且体积小巧、重量轻，用户使用起来更为轻便。本实用新型具有自动功率调节功能，当接收到的信号强度指示信号达到饱和时，控制电路会自动降低发射信号的功率；当接收信号强度指示信号趋于噪声电平时，控制器24会自动增加发射信号的功率，使探测结构更明显。本实用新型能自动调整发射功率并能大大减少探测时用户的手动操作；本实用新型还具有躲避干扰频率的功能，本实用新型的发射频率较宽，本实用新型能找到一个电磁干扰小的频率来探测并大大提高了对电子目标探测的准确性。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型公开的范围内，能够轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种2.4GHz手持式非线性结点探测器，其特征在于，包括：依次连接的主机、转轴、手柄，所述转轴连接主机和手柄，所述手柄中安装有开关、充电电池、按键、扬声器；

所述主机包括发射机、4.8GHz接收机、7.2GHz接收机、控制器、显示屏、低通滤波器、4.8GHz带通滤波器、7.2GHz带通滤波器、2.4GHz天线、4.8GHz天线和7.2GHz天线；所述2.4GHz天线、低通滤波器、发射机、控制器依次连接；所述4.8GHz天线、4.8GHz带通滤波器、4.8GHz接收机、控制器依次连接；所述7.2GHz天线、7.2GHz带通滤波器、7.2GHz接收机、控制器依次连接；所述控制器与显示屏连接；所述控制器与按键、充电电池、扬声器连接；所述按键与开关连接。

2.根据权利要求1所述的一种2.4GHz手持式非线性结点探测器，其特征在于，所述发射机包括：单片机、放大器、数字频率合成器、程控衰减器、滤波器、功率放大器、末级放大器；所述单片机、放大器、数字频率合成器、程控衰减器、滤波器、功率放大器、末级放大器、低通滤波器、2.4GHz天线依次连接；所述单片机、数字频率合成器、程控衰减器、功率放大器、末级放大器分别与控制器连接。

3.根据权利要求1所述的一种2.4GHz手持式非线性结点探测器，其特征在于，所述4.8GHz接收机包括：低噪声放大器、衰减器、混频器、中频放大器、中频滤波器、解调器、单片机、锁相环、压控振荡器、放大器；所述4.8GHz天线、4.8GHz带通滤波器、低噪声放大器、衰减器、混频器、中频放大器、中频滤波器、解调器、控制器依次连接；所述单片机与衰减器、锁相环、控制器连接；所述控制器、锁相环、压控振荡器、放大器、混频器依次连接。

4.根据权利要求1所述的一种2.4GHz手持式非线性结点探测器，其特征在于，所述转轴里面有连接主机内电路和手柄内电路的导线。

5.根据权利要求1或4任意一项所述的一种2.4GHz手持式非线性结点探测器，其特征在于，所述2.4GHz天线、所述4.8GHz天线和所述7.2GHz天线均使用微带圆极化天线。