CN207251611U - 一种基于fpga的信号加密电台 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基于FPGA的信号加密电台，包括话筒、控制及数据处理模块、信号处理及收发模块、人机交互模块，所述控制及数据处理模块包括AD转换电路、单片机、FPGA、DA转换电路，所述话筒经过一个AD转换电路信号连接单片机的输入，单片机双向连接人机交互模块和FPGA，FPGA的输出经过一个DA转换电路连接信号处理及收发模块；信号处理及收发模块输出经过一个AD转换电路后连接FPGA，单片机的一个输出通过一个DA转换电路连接话筒；所述信号处理及收发模块为射频收发电路。本实用新型通过人机交互界面选择密钥，根据密钥加密电台间传播的调制信号从而实现电台加密防止窃听。

Description

一种基于FPGA的信号加密电台

技术领域

本实用新型属于防窃听的电台技术领域，尤其是涉及一种基于FPGA的信号加密电台。

背景技术

电台在使用过程中，只要在同一频率下发出的信号所有电台都可以听到，所以两个电台通话时的信息非常容易被人窃听。电台的调制解调电路由模拟电路组成，不方便加密解密，简单的电路加密也容易被破解。

发明内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种基于FPGA的信号加密电台，通过人机交互界面选择密钥，根据密钥加密电台间传播的调制信号从而实现电台加密防止窃听。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种基于FPGA的信号加密电台，包括话筒、控制及数据处理模块、信号处理及收发模块、人机交互模块，所述控制及数据处理模块包括AD转换电路、单片机、FPGA、DA转换电路，所述话筒经过一个AD转换电路信号连接单片机的输入，单片机双向连接人机交互模块和FPGA，FPGA的输出经过一个DA转换电路连接信号处理及收发模块；信号处理及收发模块输出经过一个AD转换电路后连接FPGA，单片机的一个输出通过一个DA转换电路连接话筒；所述信号处理及收发模块为射频收发电路。

进一步的，所述信号处理及收发模块包括依次连接的第二信号处理电路、第一变频电路、功放电路、天线、第三信号处理电路、信号衰减电路、第二变频电路和第四信号处理电路，所述第二信号处理电路、第一变频电路、功放电路、第三信号处理电路、信号衰减电路、第二变频电路均与单片机连接；所述第二信号处理电路接收来自FPGA的输出，第四信号处理电路的输出发送到FPGA。

进一步的，所述人机交互模块由按键和显示模块组成。

相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：

采用数字调制解调方式，方便加密解密，加密密钥可选，加密的级别高不可破解，进而防止了窃听保护了通话者之间的隐私。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例的系统组成图。

图2为本实用新型实施例的控制及数据处理模块原理示意图。

图3为本实用新型实施例的信号处理及收发模块原理示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

本实施例基于FPGA的信号加密电台，如图1至3所示，包括话筒1、控制及数据处理模块2、信号处理及收发模块3、人机交互模块4，

所述控制及数据处理模块2包括AD转换电路、单片机、FPGA、DA转换电路、第一信号处理电路，

发射时，从所述话筒1进来的低频模拟信号经过一个AD转换电路转化为数字信号后发送给单片机，单片机将数字信号根据人机交互模块4选择的密钥进行加密后发给FPGA，FPGA将数据进行FM调制后经过一个DA转换电路变为中频模拟信号发给信号处理及收发模块3。

接收时，来自信号处理及收发模块3的中频模拟信号，经过一个AD转换电路后变为数字信号再进入FPGA之后进行解调后发给单片机后进行解密，解密后的数字信号再通过一个DA转换电路变为低频模拟信号发给第一信号处理电路，所述第一信号处理电路将低频模拟信号放大后输出到话筒1进行收听完成接收，所述第一信号处理电路为放大电路，属于公知技术。其中，通过FPGA对信号进行调制和解调的技术属于现有技术。

所述信号处理及收发模块3为射频收发电路，具体包括依次连接的第二信号处理电路、第一变频电路、功放电路、天线、第三信号处理电路、信号衰减电路、第二变频电路和第四信号处理电路，所述第二信号处理电路、第一变频电路、功放电路、第三信号处理电路、信号衰减电路、第二变频电路均与单片机连接；

发射时，从控制及数据处理模块2输出的中频模拟信号经过第二信号处理电路的滤波、放大、匹配处理后再经过第一变频电路得到高频模拟信号，之后经过功放电路将信号以一定功率从天线上发射出去；

在接收时，从天线进入的高频模拟信号经过第三信号处理电路的滤波后输出到衰减电路，再经过第二变频电路转换为中频信号，再次经过第四信号处理电路后进入控制及数据处理模块2。

所述第二信号处理电路由中频带通滤波电路、数控衰减器和放大器构成的放大电路以及50欧姆阻抗匹配电路构成，第三信号处理电路为由调频滤波器构成的滤波电路，第四信号处理电路由数控衰减器和放大器构成的放大电路及带通滤波器构成，均属于射频信号处理领域的公知技术。

使用话筒1进行通话及收听，所述人机交互模块4由按键和显示组成，用来实现使用者对电台的频率选择、密钥选择等。

本电台预先存储多个现有的加密密钥，通过人机交互模块4从多种密钥中选取一种(电台间相互通信必须选择同样的密钥)，使用高精度的AD转换电路将模拟信号都转换成了数字信号，用单片机通过现有的加密方式对数字信号进行加密解密，再使用FPGA对加密的信号进行调制和解调。信号在通过射频收发电路进行传输，传输过程中即使被窃听也无法被破解，只能听到杂音。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基于FPGA的信号加密电台，其特征在于：包括话筒(1)、控制及数据处理模块(2)、信号处理及收发模块(3)、人机交互模块(4)，

所述控制及数据处理模块(2)包括AD转换电路、单片机、FPGA、DA转换电路，所述话筒(1)经过一个AD转换电路信号连接单片机的输入，单片机双向连接人机交互模块(4)和FPGA，FPGA的输出经过一个DA转换电路连接信号处理及收发模块(3)；信号处理及收发模块(3)输出经过一个AD转换电路后连接FPGA，单片机的一个输出通过一个DA转换电路连接话筒(1)；所述信号处理及收发模块(3)为射频收发电路。

2.根据权利要求1所述的基于FPGA的信号加密电台，其特征在于：

所述信号处理及收发模块(3)包括依次连接的第二信号处理电路、第一变频电路、功放电路、天线、第三信号处理电路、信号衰减电路、第二变频电路和第四信号处理电路，所述第二信号处理电路、第一变频电路、功放电路、第三信号处理电路、信号衰减电路、第二变频电路均与单片机连接；所述第二信号处理电路接收来自FPGA的输出，第四信号处理电路的输出发送到FPGA。

3.根据权利要求1所述的基于FPGA的信号加密电台，其特征在于：所述人机交互模块(4)由按键和显示模块组成。