一种宽频信号阻断设备的设计和实现

2014-10-14 10:34:42来源: eefocus 关键字:SGA5589Z  频谱分析仪  集成电路

针对无线信号的阻断,采用一种宽频信号阻断技术,解决了普通阻断设备只能工作于某一特定窄频段,而无法对外来异常信号实施完全阻断的不足,给出了系统的硬件和软件设计方案。实验证明,产品可以较好地对信号实施阻断。

随着电子技术的快速发展,不法分子利用各种电子通信设备企图获取国家秘密,造成了国家技术信息的外泄。为了阻止不法分子通过无线技术手段实施信息窃取,设计一种宽频信号阻断器对异常信号实施阻断。

与传统设计方案不同,本次设计采用高低频干扰模块,覆盖频率宽,可以覆盖100 MHz~2.4 GHz,解决了普通阻断器无法对某些信号进行屏蔽的问题,实现了全频段覆盖。设计采用110~240 V AC宽电压输入,多种工作模式可选,可单独工作在低频状态下或高频状态下,也可两者同时工作,对全频段无线信号进行干扰。设备除了应用于信息保密单位外还可有效地应用于国家各种考试,对检测到的非法无线信号实施干扰,实现考试的公平公正。

1硬件部分设计

系统中无线信号阻断设备由高、低频组合构建。硬件设计充分考虑了组装的便捷性,采用模块化设计,包含电源管理、低频发射模块、高频发射模块、控制板及接口等,系统框图如图1所示。设备接收服务器的指令对无线信号实施信号阻断。


图1 系统框图

1.1电源管理

电源管理部分主要承担整个系统的供电。设备外供220 V,内部开关电源将220 V AC经过DC/DC转换为5V和12V直流电源,如图2所示。


图2 控制板电源管理框图

220 V AC经过电压转换成5 V DC为高频发射模块供电;开关电源将220 V AC转成12 V DC为控制板供电,12 V分为两路,一路通过磁珠为低频发射模块的推动放大电路RD01MUS2供电,低频发射模块所需的5 V通过控制板上的LDO进行电压转换;一路采用两级LDO进行电压转换,将12 V转成5 V为单片机ATMEGA1280供电,网络驱动芯片W5300所需的3.3 V由两级LDO输出的5 V经1117E33进行低电压转换。

1.2低频发射模块

低频发射模块主要是对工作频率为102~715 MHz的射频信号进行干扰,发射1 W的干扰信号。在整个低频频段按照一定的分频比划分为6个子频段,每个子模块可以独立工作。如图3所示,VCO利用调谐电压生成一个频率,经过PLL产生稳定的工作频率,再经过小信号功率放大、低通滤波输出射频信号。


图3 低频发射模块框图

低频发射模块的压控振荡(VCO)电路锁相环电路(PLL)、功率检测电路、小功率放大电路、缓冲放大电路等采用5 V可控电源,由控制板进行控制。推动放大电路所需的12 V电源由控制板通过磁珠提供。

1.3高频发射模块

高频发射模块主要是对工作频率在870~960 MHz、1 805~1 920 MHz、2 000~2 030 MHz、2 110~2 160:MHz、2 400~2 480 MHz的高频信号进行干扰,也可以对WCDMA、TD—SCDMA、GSM/CDMA及WiFi等信号进行干扰,并涵盖了目前所有的手机及对讲机。

1.4控制板

控制板是整个设备的控制核心,连接在外部的网络服务器接收控制信息,并且按照指令控制低频发射模块和高频发射模块工作,有4种工作模式:模式1.全频段干扰,高频发射模块开,低频发射模块开;(2)模式2.手机及WiFi信号干扰,高频发射模块开,低频发射模块关;(3)模式3.定频干扰,高频发射模块关,低频发射模块开;(4)模式4.待机,高频发射模块、低频发射模块关实施阻断外来非法信号。

一方面控制板通过双绞线与网络服务器进行连接,接收指令信息,另一方面通过Board to Board的连接器及射频电缆分别与低频发射模块和高频发射模块连接,对其进行控制,12 V直流供电。

1.5接口的设计

(1)外部接口的设计。外部接口主要有三相电源插座、程序升级JTAG插座、RJ45网口,AC插座采用型号为AC01的三合一插座,它将三相标准插座、保险丝座、船型开关结合在一起。JTAG插座采用5×2双排间距为2.54 mm的连接器。RJ45网口采用14Pin的带有LED显示的插座放置在JTAG的左侧,在网口插座的左边5 mm间距位置放置有侧装的轻触开关

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编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2014/1014/article_9684.html
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