本发明涉及信号干扰领域，尤其涉及一种信号干扰电路及设备。
背景技术：
目前，小型民用无人机爱好者越来越多，一些禁非区域(例如安防敏感区域)急需对无人机进行空中管制。而小型民用无人机一般采用gps(globalpositioningsystem，全球定位系统，l1波段：1575.42mhz±1.023mhz)、glonass(globalnavigationsatellitesystem，格洛纳斯，l1波段：1602.5625mhz±4mhz)或bd2(beidou-2，北斗二号卫星导航系统，b1波段：1561.098mhz±2.046mhz)进行定位和导航。
通常，对无人机导航信号进行干扰能够使无人机导航信号误码率增加甚至丢失导航信号。而对导航信号进行干扰主要分压制式干扰和欺骗式干扰两种方式。
其中，欺骗式干扰需产生错误的卫星定位信息或转发导航信号，使无人机的接收机获得错误的伪距从而使无人机定位不准。然而，产生错误的卫星定位信息需要对各导航信号的电文有深入的了解，转发导航信号需要对导航信号进行提取、放大、转发，这两种欺骗式干扰实现较为复杂。
压制式干扰主要有单音瞄准式干扰、阻塞式干扰、伪码相关干扰等。单音瞄准式干扰需要知道无人机通信的载波频率，使用该频率的连续波信号进行干扰；阻塞式干扰即发射的干扰信号被无人机的接收机接收解扩后，只要干扰信号的噪声功率高于接收机的干信比，即可进行有效的干扰，通常瞄准式干扰是阻塞式干扰的一种特例；伪码相关干扰需要产生与导航信号相关的干扰信号，在扩频通信中获得一定的扩频增益，干扰效果会比随机的噪声要好一些。总体来说压制式干扰电路复杂度相对较低，简单易于实现。
无人机导航信号一般会采用gps、glonass、bd2多模的卫星导航技术，这三种模式的导航信号频率跨度从1559.052mhz(单位：兆赫)至1606.5625mhz，占据了47.5105mhz，而实际有用的带宽为14.138mhz，若采用传统的宽带干扰或者扫频干扰会使得干扰效率比较低，另外，单模的干扰信号也不能使无人机的导航信号彻底阻塞。
技术实现要素：
本发明提供一种信号干扰电路及设备。
根据本发明的第一方面，提供一种信号干扰电路，用于干扰无人机的导航信号，所述导航信号为gps、glonass或者bd多模，所述信号干扰电路包括控制模块、频综模块、功率放大电路及天线，所述频综模块用于产生干扰信号，所述控制模块连接所述频综模块；所述控制模块用于控制所述干扰信号的频率在gps、glonass和bd多模中至少两个模式的导航频率之间切换，所述干扰信号经所述功率放大电路送至所述天线。
根据本发明的第二方面，提供一种信号干扰设备，用于干扰无人机的导航信号，所述导航信号为gps、glonass或者bd多模，所述信号干扰设备包括壳体和设置在壳体上的信号干扰电路，所述信号干扰电路包括控制模块、频综模块、功率放大电路及天线，所述频综模块用于产生干扰信号，所述控制模块连接所述频综模块；所述控制模块用于控制所述干扰信号的频率在gps、glonass和bd多模中至少两个模式的导航频率之间切换，所述干扰信号经所述功率放大电路送至所述天线。
由以上本发明实施例提供的技术方案可见，本发明通过控制模块对频综模块进行配置，获得跳频的噪声跳频干扰信号，即使得频综模块能够在不同时段输出不同频段的干扰信号，从而实现对gps、glonass和bd多模中至少两个模式的导航信号进行干扰，使得在gps、glonass和bd多模中至少两个模式下飞行的无人机不能精确定位，干扰效率较高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例提供的信号干扰电路的结构示意图；
图2是本发明另一实施例提供的信号干扰电路的结构示意图；
图3是本发明又一实施例提供的信号干扰电路的结构示意图；
图4是本发明一实施例提供的噪声电路的结构示意图；
图5是本发明一实施例提供的信号干扰设备的结构示意图。
附图标记：
100：壳体；200：信号干扰电路；300：按钮；
1：控制模块；
2：频综模块；21：频率综合器；211：vco；212：vco控制端；213：第一分频器；214：鉴相器；215：电荷泵；216：寄存器组；217：spi接口；218：第二分频器；219：输出级电路；22：环路滤波器；23晶体振荡器；
3：噪声电路；d：齐纳二极管；31：音频放大电路；32：滤波电路；r：电位器；
4：功率放大电路；
5：天线。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
下面结合附图，对本发明的信号干扰电路200及设备进行详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。
如图1所示，本发明实施例提供的一种信号干扰电路200的结构示意图。该信号干扰电路200可用于干扰无人机的导航信号。可选地，所述无人机可为民用无人机，所述导航信号为民用无人机的导航信号。可选地，所述导航信号为gps、glonass或者bd(即bd2)多模。
参见图1，所述信号干扰电路200可包括控制模块1、频综模块2、功率放大电路4以及天线5。其中，所述频综模块2用于输出干扰信号，所述干扰信号用于对无人机的导航信号进行干扰，以使得无人机不能精确定位。
所述控制模块1与所述频综模块2相连，用于对所述频综模块2输出干扰信号的频率进行控制，使得所述频综模块2输出的干扰信号的频率在gps、glonass和bd多模中至少两个模式的导航频率之间切换，所述频综模块2输出的干扰信号经所述功率放大电路4送至所述天线5，最终由天线5发射出去，对无人机的导航信号进行干扰。
本实施例的信号干扰电路200，通过控制模块1对频综模块2进行配置，获得跳频的噪声调频干扰信号，即使得频综模块能够在不同时段输出不同频段的干扰信号，从而实现对gps、glonass和bd多模中至少两个模式的导航信号进行干扰，使得在gps、glonass和bd多模中至少两个模式下飞行的无人机不能精确定位。相比于单模干扰信号(即频率位于gps、glonass或bd多模频段的干扰信号)，本实施例的信号干扰电路200产生的干扰信号干扰效率较高，干扰效果较好。
参见图2，本实施例中，所述频综模块2包括频率综合器21，所述频率综合器21用于产生干扰信号。所述控制模块1连接所述频率综合器21，以对所述干扰信号的频率进行配置。
所述频率综合器21包括vco(即压控振荡器)211，所述控制模块1用于控制所述vco211输出的干扰信号的频率在gps、glonass和bd多模中至少两个模式的导航频率之间切换。
可选地，所述控制模块1是周期性控制所述vco211输出的干扰信号的频率在gps、glonass和bd多模中至少两个模式的导航频率之间切换的，使得信号干扰电路200能够周期性发射出跳频的干扰信号，实现更好的干扰效果。
其中，所述控制模块1控制所述vco211输出干扰信号的频率切换的周期可根据需要设定。为提高干扰效率，频率切换的周期越短越好。可选地，所述控制模块1控制所述vco211输出的干扰信号的频率在gps、glonass和bd多模中至少两个模式的导航频率之间切换的周期为10ms～20ms，即控制模块1每隔10ms～20ms对频率综合器21进行一次配置，从而使得频率综合器21每隔10ms～20ms即更换一个输出频率，提高干扰效率。可选地，所述控制模块1周期性控制所述vco211输出的干扰信号的中心频率在gps、glonass和bd多模中至少两个模式的中心频率之间切换，以提高干扰效率。例如，所述控制模块1每隔15ms控制频综模块2输出的中心频率在gps的中心频率1575.42mhz、glonass的中心频率1602mhz和bd多模的中心频率1561mhz这三个频率之间来回跳动。
所述控制模块1控制vco211进行频率切换周期的方式也可根据实际需求来选择。在一实施例中，所述控制模块1采用定时器来周期性控制所述vco211输出的干扰信号的频率在gps、glonass和bd多模中至少两个模式的导航频率之间切换，从而较为精确地控制频率综合器21切换频率的时间。在另一实施例中，所述控制模块1采用延时函数来周期性控制所述vco211输出的干扰信号的频率在gps、glonass和bd多模中至少两个模式的导航频率之间切换。
本实施例中，所述控制模块1包括处理器，所述处理器可为arm(advancedriscmachines，risc微处理器)、avr(risc精简指令集高速8位单片机)等单片机，还可为asic(applicationspecificintegratedcircuit，专用集成电路)芯片。
当然，所述控制模块1控制所述vco211输出的干扰信号的频率在gps、glonass和bd多模中至少两个模式的导航频率之间切换的时间也可以为随机模式，该切换时间可根据需要设定。
又参见图2，所述信号干扰电路200还包括噪声电路3，所述频率综合器21还包括vco控制端212。其中，所述噪声电路3用于产生窄带噪声，所述噪声电路3的输出端连接所述频率综合器21的vco控制端212，从而将产生的窄带噪声通过vco控制端212输入至vco211，以对vco211的控制电压进行调制，使得vco211输出噪声调制的干扰信号，从而提高干扰效率。
需要说明的是，本实施例的窄带信号是指信号带宽远小于其所在的窄频或者中心频率的信号。一般情况下，窄带信号的相对带宽小于1％。
本实施例中，噪声电路3产生的窄带噪声为窄带高斯白噪声。可选地，参见图4，所述噪声电路3包括用于产生窄带高斯白噪声的反向偏置的齐纳二极管d，利用齐纳二极管d的反偏特性产生窄带高斯白噪声，电路结构简单。其中，所述齐纳二极管d的，阳极接地，阴极连接电压源，所述齐纳二极管d的阴极为所述噪声电路3的输出端。
可选地，参见图4，所述噪声电路3还包括音频放大电路31以及滤波电路32。所述齐纳二极管d输出的窄带高斯白噪声经所述音频放大电路31和滤波电路32后输出至所述vco控制端212，又所述vco控制端212将窄带高斯白噪声输入至vco211。
又参见图4，所述齐纳二极管d的阴极连接所述音频放大电路31的输入端，所述音频放大电路31的输出端连接所述滤波电路32的输入端，所述滤波电路322的输出端为所述噪声电路3的输出端。通过设置音频放大电路31，对齐纳二极管d产生的窄带高斯白噪声的幅值进行放大，并通过设置滤波电路32，对放大后的窄带高斯白噪声进行滤波处理，从而使得噪声电路3输出满足需求的窄带高斯白噪声。
需要说明的是，本发明实施例并不对所述音频放大电路31和滤波电路32的连接顺序进行限定。并且，所述音频放大电路31可选择本领域常规的音频放大电路31，所述滤波电路32可选择本领域常规的滤波电路32。
考虑到无人机导航信号的带宽比较窄，本实施例的信号干扰电路200产生的干扰信号的带宽为2mhz，以提高对导航信号的干扰效率。而干扰信号的带宽与所述噪声电路3输出的窄带噪声的幅度相关，可通过调节所述窄带噪声的幅度来调节所述干扰信号的带宽。为实现对窄带噪声的幅值的调节，所述噪声电路3还可包括电位器r或者信号放大器。
在一些例子中，所述噪声电路3包括电位器r，参见图4，所述滤波电路32的输出端连接所述电位器r的输入端，所述电位器r的输出端为所述噪声电路3的输出端。其中，所述电位器r还包括调节端，通过调节该调节端来控制所述噪声电路3产生的窄带噪声的幅值大小，从而调节最终产生的干扰信号的带宽。当然，所述音频放大电路31、滤波电路32和电位器r之间的设置顺序也可互换，本发明实施例并不对所述音频放大电路31、滤波电路32和电位器r的连接顺序进行限定。
在其他一些例子中，所述噪声电路3包括信号放大器，所述滤波电路32的输出端连接信号放大器的输入端，所述信号放大器的输出端为所述噪声电路3的输出端，通过设置信号放大器的放大倍数来调节所述噪声电路3产生的窄带噪声的幅值大小，从而调节最终产生的干扰信号的带宽。当然，所述音频放大电路31、滤波电路32和信号放大器之间的设置顺序也可互换，本发明实施例并不对所述音频放大电路31、滤波电路32和信号放大器的连接顺序进行限定。
可选地，所述vco控制端212为所述频率综合器21集成的与所述vco211的输入端相连的对外接口，以方便噪声电路3的插接。当然，所述vco控制端212也可直接为所述vco211的输入端，使得电路结构较为简单。
结合图2和图3，所述频综模块2还包括环路滤波器22和晶体振荡器23。所述频率综合器21还包括第一分频器213、鉴相器214和电荷泵215。本实施例中，所述晶体振荡器23与所述频率综合器21相连，用于产生所述频率综合器21工作所需的振荡频率。
其中，所述vco211的输出端连接所述第一分频器213的输入端，所述第一分频器213的输出端连接所述鉴相器214的输入端，所述鉴相器214的输出端连接所述电荷泵215的输入端，所述电荷泵215的输出端连接所述vco211的输入端。另外，所述鉴相器214还输入参考频率。
本实施例中，所述vco211的输出频率由第一分频器213进行分频，获得输入频率并输入鉴相器214，所述鉴相器214将输入频率与参考频率进行比较，并将比较结果发送至所述电荷泵215，所述电荷泵215根据所述比较结果调节所述vco211的输入端的控制电压，以使得所述vco的输出频率为设定值。
可选地，所述参考频率与所述晶体振荡器23产生的振荡频率相关。在一些例子中，所述晶体振荡器23产生的振荡频率直接输入所述鉴相器214。在其他一些例子中，所述频率综合器21还包括第二分频器218，所述晶体振荡器23产生的振荡频率经所述第二分频器218分频后，输入至所述鉴相器214，即晶体振荡器23产生的振荡频率经第二分频器218分频获得参考频率。
所述频率综合器21还包括寄存器组216。为实现对vco211输出频率的周期切换，可选地，所述寄存器组216与所述控制模块1、第一分频器213分别连接，从而可通过控制模块1控制第一分频器213的分频比。可选地，所述寄存器组216与所述控制模块1、第二分频器218分别连接，从而可通过控制模块1控制第二分频器218的分频比。可选地，所述寄存器组216与所述控制模块1、第一分频器213、第二分频器218分别连接，从而可通过控制模块1控制第一分频器213和第二分频器218两者的分频比。
所述第一分频比、第二分频比可根据vco211所需输出频率的大小决定，从而实现vco211输出频率的切换。
本实施例中，vco211输出频率fvco的计算公式如下：
fvco＝n×frefin/r(1)
公式(1)中，n为第一分频比，frefin是参考频率，r是第二分频比。
其中，n和r可通过控制模块1与寄存器组216的配合进行设置。可选地，vco需要输出1575.42mhz的干扰信号(用于干扰gps模式的导航信号)，frefin＝1790.93khz(单位：千赫)，则n＝879.67，r＝1。可选地，vco需要输出1602mhz的干扰信号(用于干扰glonass模式的导航信号)，frefin＝1796.41khz，则n＝891.78，r＝1。可选地，vco需要输出1561mhz的干扰信号(用于干扰bd2模式的导航信号)，frefin＝1790.82khz，则n＝871.67，r＝1。
本实施例中，第一分频器213、鉴相器214和电荷泵215、vco211形成锁相环，使得频率综合器21可以准确地输出所需的干扰信号频率，提高干扰效率。可选地，所述电荷泵215为充放电电容。
可选地，频综模块2采用分立的vco211、第一分频器213、鉴相器214及电荷泵215、第二分频器218等电路来实现。可选地，所述vco211、第一分频器213、鉴相器214及电荷泵215、第二分频器218集成设置以形成所述频率综合器21，实现频率综合器21的小型化，大大减小频率综合器21的体积，简化频率综合器21的设计。通过频率综合器21芯片锁定导航信号的频点，能够避免温漂。
而为减小vco211输出频率发生抖动，所述电荷泵215的输出端经所述环路滤波器22与所述vco211的输入端连接。
又结合图2和图3，可选地，所述频率综合器21还包括spi(serialperipheralinterface，串行外设接口)接口，所述寄存器组216通过所述spi接口217与所述控制模块1连接，控制模块1通过spi接口217对寄存器组216进行写入，从而控制第一分频比和/或第二分频比的大小，使得vco211输出不同频率的干扰信号。
当然，所述寄存器组216也可通过其他类型的接口，例如插孔，与所述控制模块1连接。同时，通过接口连接寄存器组216和控制模块1，方便拔插。
又结合图2和图3，所述频率综合器21还包括输出级电路219，用于对所述vco211输出的干扰信号进行放大后输出至功率放大电路4。
所述功率放大电路4包括功率放大器(pa，poweramplifier)，用于对所述vco211模块输出的干扰信号进行放大，其可选择为本领域常规的信号放大电路。例如，为使得信号干扰电路200工作稳定，并获得较高增益和功率，所述功率放大电路4可选择两级信号放大器。
所述天线5用于将干扰信号发射出去。所述天线5可选择全向天线5或者定向天线5，例如，所述天线5选择全向天线5，使得信号干扰电路200最终发射的扫频信号的能量各向分布均匀，从而对导航信号进行更好的干扰。在无人机的方位确定时，所述天线5可选择定向天线5，以实现对所述无人机导航信号的集中干扰。
参见图5，本发明实施例还提供一种信号干扰设备，所述信号干扰设备包括壳体100和信号干扰电路200。其中，所述信号干扰电路200设置在所述壳体100内，通过壳体100对信号干扰电路200进行保护，延长信号干扰设备的寿命，且通过壳体100能够解决裸露的信号干扰电路200存在的安全隐患问题。
另外，为方便操作，所述信号干扰设备还包括设置在上的按钮300，所述按钮300与所述信号干扰电路200电连接。可选地，所述按钮300为开关按钮300，用于控制所述信号干扰电路200的开启/关闭。例如，所述开关按钮300用于控制所述信号干扰电路200的供电电源的接通与断开，在需要发射干扰信号对无人机导航信号进行干扰时，按下所述开关按钮300，使得所述信号干扰电路200与所述供电电源接通，所述信号干扰电路200即可产生干扰信号，从而实现对无人机导航信号的干扰，实现较为方便、快捷。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明实施例所提供的信号干扰电路及设备进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。