CN2684475Y - 定向式手机信号阻隔仪 - Google Patents

Abstract

定向式手机信号阻隔仪属于信息保密安全领域。主要采用了快速扫频技术和定向覆盖技术干扰移动通信的下行信道，作用在CDMA800M、GSM900M、DSC1800M、PCS1900M几个频段上，使指定场所内的移动通信切断。主要由锯齿波发生器、压控振荡电路、高频功放电路、定向天线以及电源、遥控发射组件等组成。其优点在于：采用快速扫频技术，干扰效果强、干扰面积大；定向覆盖技术和功率无级可调设计，能够根据环境的需要灵活地控制干扰方向与干扰距离；使用内置电源与遥控开关，安装与使用方便；采用先进、新颖的集成芯片，设计精巧、性能稳定、成本较低；功耗低、对人体健康无任何影响。

Description

定向式手机信号阻隔仪

技术领域

本实用新型属于信息保密安全领域，采用定向覆盖与快速扫频技术阻断特定场合内的移动通信的微波干扰发生装置。

背景技术

国内关于移动通信电子干扰技术的文献还不多，常见的遮盖性干扰是无线电干扰的一种主要方式，其基本原理是当干扰信号进入接收机的载波频段内，使接收机的载干比低于一定的门限，因而解调输出的信噪比急剧恶化，导致误码率增大，造成通信中断或受阻。常见的技术方案为：(1)GSM/CDMA上行/反向链路进行干扰：从军事移动通信的角度看，这种干扰基站的方案是行之有效的。它可以减少干扰台的数量、降低总的设备成本。但是，对于民用通信网络来讲，此法不可取，因为它会造成大面积范围内通信网络的故障；(2)噪声干扰法：特点是利用白噪声发生器或特殊的白噪声管、在GSM/CDMA的有效工作频带内实施宽频带干扰。此法对于干扰CDMA信号更为有效，但是较大功率的宽带白噪声发生器技术实现难度大。目前国内大部分公司研制的使用该原理的信号阻隔仪功率过小，仅能干扰不到10米半径的范围，甚至无法在离基站较近的地方使用，而且成本较高，不值得推广。

根据以上技术方案研制的手机信号屏蔽仪的主要缺点和不足是：大部分产品不能干扰我国最近发展的小灵通手机，功能比较局限；采用噪声干扰式，不针对真正需要干扰的频点做干扰，而是宽频带干扰，有可能会影响一些其他电子设备的正常使用，其电磁辐射极易对人体健康造成一定危害；发射功率和干扰范围固定，不能根据需要灵活调节；不带遥控开关，需要手动，给使用造成了一定的不便。

发明内容

本实用新型为克服现有技术的不足，提供一种结构简单、干扰效率高、干扰距离远、可定向干扰、使用方便的新型定向式手机信号阻隔装置。

本实用新型采用的主要技术方案是：采用了快速扫频技术和定向覆盖技术，利用载波信号干扰移动通信的下行信道，作用在CDMA800M、GSM900M、DSC1800M、PCS1900M等几个频段上，使指定场所内的移动通信切断。参照图1，本仪器主要由锯齿波发生器(即扫频电压发生电路)U1、压控振荡电路U2与U8、前置放大电路U3与U9、带通滤波电路U4与U10、高频功放电路U5与U11、工作状态LED显示电路U6与U12、功率调节电路U7与U13、定向天线U14、以及向以上电路供电的电源U0、遥控收发组件等组成。

所述的电源部分主要实现向主体电路提供两组直流电源，分别是：主路输出：5V 0.1-5A；副路输出：14V 0.1-2A。输出稳定度：0.5％。所述的遥控收发组件由PT2262及2272编解码器组成，可以在几十米的范围内控制电源开、关。所述的扫频电压发生电路由集成芯片NE555构成，产生33KHz的锯齿波，分成两路提供给图2与图3中电路的A、B端，即提供给900M与1800M频段电路使用。以900M频段电路为例：由A端输入的33KHz锯齿波经电阻R1与可调电阻PR2进入运算放大器IC1处理。所述的压控振荡电路由变容二极管D5，印制电感L1与电感L2、RF VCO芯片IC2等组成，产生860-960M的高频信号。所述的高频功放电路由前置放大器(三极管D6)、带通滤波电路、高频功放芯片IC4、功率调节电路等组成。所述的定向天线发射由高频功放电路产生的信号，定向天线的增益为8dBi。

该信号阻隔仪接通电源后，内部的缓启动电路使工作电源在几秒内从零上升到稳定值，以保护工作电路。锯齿波发生器产生33KHz的锯齿波经运算放大器送至压控振荡电路，调制后的900M段与1800M段高频信号以自己的中心频率快速扫描移动，再通过高频功放电路获得30dB的增益，最后通过定向天线发射出去，附近的移动电话在几十秒内因下行信道受干扰而出现无网络的状态无法使用。

实验结果表明：该装置使用定向天线时能够屏蔽最远可达80米的距离(无障碍情况)，并且在天线的另一侧非屏蔽区5米外移动电话可以正常使用。本产品设计新颖、技术先进：定向干扰技术和发射功率可调能够只干扰需要干扰的范围，不影响其他范围内的手机使用；快速扫频技术能够有效地干扰通信的下行信道、干扰效率高；遥控开关和内置电源的设计方便了使用。

附图说明

图1是本定向式手机信号阻隔仪的整体原理方框图。

图2是本定向式手机信号阻隔仪900M段部分的电路原理图。

图3是本定向式手机信号阻隔仪1800M段部分的电路原理图。

图4是本定向式手机信号阻隔仪的其他部分原理方框图。

具体实施方案

以下结合附图给出的实施例对本实用新型作进一步详细说明。

本实用新型定向式手机信号阻隔仪，是由载波信号干扰移动通信的下行信道，作用在CDMA800M、GSM900M、DSC1800M、PCS1900M等几个频段上而定向切断移动通信的微波发生装置，该微波发生装置包括电源(U0)以及遥控发射组件、锯齿波发生器(U1)，其特征是还包括与锯齿波发生器(U0)相连的900M与1800M压控振荡电路(U2、U8)、前置放大电路(U3、U9)、带通滤波电路(U4、U10)、高频功放电路(U5、U11)、功率调节电路(U7、U13)、定向天线(U14)、工作状态LED显示电路(U6、U13)。

下面以900M段主要电路结构进行分析：

压控振荡电路(U2)：

参照图2，由A端输入的33KHz锯齿波经电阻R1与可调电阻PR2，一路进入运算放大器IC1的6脚调整波形幅度，运算放大器由14V直流电压以及由电阻R6、R7、可调电阻PR1分压后供电，C5为滤波电容。IC1的4脚接地，1和2脚短接后输出调整后的锯齿波经R3并与从PR2输出并经C4与R3的另一路锯齿波信号相加，进入由变容二极管D5、印制电感L2、电感，所述的压控振荡电路由变容二极管D5，印制电感L1与电感L2耦合至RF VCO芯片(型号为RF2504)IC2的2脚(即RES端)，D5的一端接地。振荡频率由作用在变容二极管D5上的锯齿波电压决定，并由于电压的不断变化而实现谐振频率的同步变化，RF VCO芯片IC2根据外部LC振荡器的谐振频率变化而产生本设备需要的干扰信号频率：860-960M。IC2的1脚(即VCC1端)为VCO的电源端，由5V电压并通过二极管D1向其提供，同时经C9、CX2、C2滤波。IC2的3、4(GND1、NC端)脚接地。IC2的5脚(VCC2端)为内部缓冲放大极的电压提供端，由5V电压经D1提供。6脚(RF OUT)为信号输出端。7脚(GND2)接地。8脚(PD端)为电压控制端，高电平工作，此脚经过C10、R10、R21与1脚相连。

前置放大电路(U3)、带通滤波电路(U4)：

参照图2，由压控振荡电路产生的860-960MHz的高频信号由IC2的RF OUT端输出，并经电容C11、C37、C20耦合至三极管D6进行前置放大，保证后级的功放芯片正常工作应该达到的幅值。前置放大后的信号经印制电感L3与电容C17、C18、C19C32、C39、C38、CX3组成的带通滤波电路滤出任何多余的频率。其中电容C38与C17、C39、C18、C32、C19的一端与5V电压相连，另一端均接地，电容CX3的一端与5V电压相连、另一端接地，电感L3的一端和上述的几个电容相连，另一端与三极管D6相连。

高频功放电路(U5)、功率调节电路(U7)：

参照图2，功率放大芯片IC4为日立公司的PF01411B，工作在中心频率为900M的频率段。由带通滤波器电路输出的高频信号经电容C28耦合至IC4的1脚(IN端)。2脚(PD端)为功率控制端，经C27滤波接地，并同时连接由电位器PR3与电阻R*组成的功率调节电路，通过电位器PR3的阻值变化，可以使IC4的PD端获得0.4-1.5V的电压，使IC4的发射功率大约在0到30dBm之间变化。PD端经C24、C25、C26接地。IC4的3脚(即电压提供端)由5V电压经电容C31、C30、C29、C37接地滤波后直接提供。IC4的4脚(OUT端)输出放大后的高频干扰信号并经C34耦合至天线。需要指出的是IC4在大功率情况下工作时的工作温度较高、发热量较大，因此它的接地端必须保证面积足够大，最好在IC4上加装散热金属片。

工作状态LED显示电路(U6)：

参照图2，本部分电路主要检测发射信号的状态是否正常以及通过发光二极管LED显示其状态，当功率调节电路的PR3阻值很小时或装置工作不正常时LED不发光。当PR3由小变大时，LED的亮度同时由暗到亮。从C34输出的高频信号一路送入天线发射，一路通过R19、微波三极管D4、R20、C36、C35、R18送入放大器IC5的5脚。IC5的3和7脚同时经R15、R16后接地。6脚经R16后接地。1和2脚连接后与4脚驱动发光二极管LED。IC5由5V电压向8脚供电，同时由C31、C30、C29滤波后接地。

定向天线(U14)：

定向式天线采用宽带技术设计，可以使本装置能够根据具体场地的需要灵活地控制干扰范围，能够同时在860-960与1800-1990MHz两个不同的频段工作。具体设计时可参照以下技术指标：频率范围：860-960，1800-1990；增益：8dBi；极化方式：垂直；输入阻抗：50Ω；电压驻波比：≤1.5；接头型号：SMA座；尺寸(mm)：250*220*60。定向天线通过优质低损耗线与主机的天线发射端连接。实验表明，本装置的定向天线性能良好，在非屏蔽区5米以外即可使手机正常工作、不受干扰(注：本装置也配备了全向天线)。

以上是900M频段的主体电路设计实施方案，1800M段的实施与此基本相似，可参照图3的详细电路原理图。

主体电路的设计，尤其是利用纯载波的快速扫频设计、放大电路的精巧设计以及功率可调和采用定向覆盖干扰技术是本发明优良性能的充分保证，也是区别于其他相关产品的优异性体现。实测表明：本发明干扰效果强、范围大、距离远，功耗低、且仅干扰有效频点，不产生大功率的电磁辐射，对人体健康无影响。定向覆盖技术的运用和功率可调电路的设计使得本发明使用灵活、方便。

其他部分的设计：

参照图4，其他部分包括一个开关电源(U0)、一个遥控收发组件和一个由集成芯片NE555电路组成的扫锯齿波发生器(U1)等。

开关电源流的主要技术参数为：输入电压：170～264V AC；交流输入频率：47～63Hz；输入启动冲击电流(冷态时)：30A/230V；输入漏电流：＜0.5mA/交流230V；电网调整率(满载时)：≤0.5％(主路)；负载调整率：主路≤1％副路≤1％；输出稳定度：0.5％典型值；输出电压微调范围：±5％(主路)；输出纹波(阻性负载时)：主路100mVp-p典型值；副路：200mVp-p典型值；输出过载保护：115～150％；绝缘强度：输入对地-1500VAC/1min；输入对输出-1500VAC/1min；输出对地-500VAC/1min；绝缘电阻：＞50MΩ；保持时间：满负荷时典型值为20ms；上升时间：满负荷时典型值为50ms；温度系数：0.02～0.05％/℃；工作环境温度：-10℃～+50℃，20％～95％RH(无凝露)；储存环境温度：-20℃～+85℃，20％～95％RH(无凝露)；主路输出：5V 0.1-5A；副路输出：14V 0.1-2A。因开关电源的设计技术已经比较成熟，在此不再赘述，可以按照上述指标在厂家订做。需要注意的是，本装置的电源是内置式的，方便了安装、使用和携带。

遥控收发组件由遥控模块PT2262及2272编解码器组成。将接收模块放置在电源板上，用其中的7号引脚控制电源主路输出。遥控发射器可以在几十米的范围内工作。

扫频电压发生电路由集成芯片NE555芯片与外围的电阻与电容元件以及三极管共同组成。工作时产生频率为33KHz、幅值为7V的锯齿波，分成A、B两路提供给压控振荡电路。

其他需要注意的事项：

由于本装置工作在较高的频率下，因此需要充分考虑到高频电路的特性。PCB板的设计需要特别注意；主体电路的两个频段部分需要良好的屏蔽，采用铝合金材料；考虑到散热，机壳应与各部分紧密接触并采用较厚的铁或铝合金材料；最后调试阶段主要是调节各部分的PR1与PR2的值使产生的干扰信号准确无误，应在屏蔽室使用专业测量仪器完成。

Claims (7)

1.一种定向式手机信号阻隔仪，是由载波信号干扰移动通信的下行信道而定向切断移动通信的微波发生装置，该微波发生装置包括电源(U0)以及遥控发射组件、锯齿波发生器(U1)，其特征是还包括与锯齿波发生器(U0)相连的900M与1800M压控振荡电路(U2、U8)、前置放大电路(U3、U9)、带通滤波电路(U4、U10)、高频功放电路(U5、U11)、功率调节电路(U7、U13)、定向天线(U14)、工作状态LED显示电路(U6、U13)。

2.根据权利要求1所述的定向式手机信号阻隔仪，其特征是工作频段包括CDMA800M、GSM900M、DSC1800M、PCS1900M频段.

3.根据权利要求1所述的定向式手机信号阻隔仪，其特征是所述的锯齿波发生器(U1)产生频率为33KHz、幅值为7V的锯齿波。

4.根据权利要求1所述的定向式手机信号阻隔仪，其特征是所有工作频段均使用同一个所述的定向天线(U14)，该天线的增益为8dBi，输入阻抗为50Ω，极化方向为垂直。

5.根据权利要求1所述的定向式手机信号阻隔仪，其特征是所述的压控振荡电路(U2、U8)由变容二极管与电感、压控芯片等组成，变容二极管通常为HVC350B、压控芯片通常为RF2504，产生权利要求2所述的各频段的载波干扰信号。

6.根据权利要求1所述的定向式手机信号阻隔仪，其特征是所述的功率调节电路(U7、U13)，使高频功放电路的发射功率在0到30dBm之间变化。

7.根据权利要求1所述的定向式手机信号阻隔仪，其特征是遥控发射组件采用PT2262及2272编解码器。

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