s-0.1s,除最后一个数字移相模块外，每个数字移相模块的输出再分为两路，一路输出到数字信号叠加模块，另一路输出到下一个数字移相器模块，最终多个数字移相模块将原始输入信号经过多路不同延迟，输入到数字信号叠加模块中。为了保证最终的干扰信号的干扰效果，数字移相模块的个数不少于50个，本实施例中数字移相模块的个数为100个。
[0031]数字信号叠加模块用于将数字移相模块移相处理后的信号进行叠加，合并为一路数字信号，再对其进行比例衰减后输入到数字信号处理模块中。
[0032]数字信号处理模块使用特定算法(比如对平方根进行Maclaurin级数展开的算法)将数字信号叠加模块输出的信号处理为适合于定向传输的干扰信号。
[0033]数模转换器用于将数字信号处理模块处理后的数字干扰信号转换为模拟干扰信号。
[0034]功率放大电路模块包括功率放大器和与之连接的变压器，用于对数模转换器输出的模拟干扰信号进行功率放大。功率放大器可以采用D类功率放大器。
[0035]匹配电路模块主要采用串联电感和并联电容的方式，用于对功率放大电路模块放大后的干扰信号进行阻抗匹配，并优化驱动超声波换能器阵列模块的信号波形。
[0036]超声波换能器阵列模块由9-400个超声波换能器通过直插或者表贴形式安装在PCB电路板上构成，作为超声波干扰信号的发射装置，PCB板根据需要切割成相应的形状。单个超声波换能器的类型为压电式超声波换能器、磁致伸缩式超声波换能器或涡流式超声波换能器，形状为圆形、椭圆形或者任意多边形。超声波换能器阵列模块的阵列排列形状为圆形、椭圆形或者任意多边形。在本实施例中，如图3所示，超声波换能器阵列模块由19个圆形的压电式超声波换能器排列组合成正六边形构成。
[0037]本发明主要实现对涉密语音，如对话、会议等进行防窃听保护，其原理如图4所示。本发明对需要保护的信号进行采集，并对其进行移相处理，形成干扰信号，并通过超声波换能器阵列模块将干扰信号定向发送，可以实现定向防窃听功能。
[0038]本发明对需要保护的信号进行采集、处理，从而形成干扰信号的过程如下:
[0039]首先由语音信号采集输入模块采集输入需要保护的语音信号，并将其转化为电信号后输入自动增益调节模块，自动增益调节模块对输入电信号的电压、功率等进行自动调节后输入模拟滤波器，模拟滤波器对自动增益调节模块处理后的信号进行滤波，除去信号中的高频和低频噪声，然后再将滤波后的模拟信号输入模数转换器，由模数转换器转换为数字信号。经转换得到的数字信号输入到数字移相器中进行移相处理，再由数字信号叠加模块将多路数字移相模块移相处理后的信号进行叠加，合并为一路数字信号，并对其进行比例衰减后输入到数字信号处理模块中。数字信号处理模块使用特定算法将数字信号叠加模块输出的信号处理为适合于定向传输的数字干扰信号。数字干扰信号经数模转换器转换为模拟干扰信号，然后经功率放大模块进行功率放大，放大后的干扰信号经匹配电路模块匹配后由超声波换能器阵列模块最终将干扰信号发射出去。
[0040]本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种语音信号干扰装置，其特征在于:包括语音信号采集输入模块、自动增益调节模块、模拟滤波器、模数转换器、数字信号叠加模块、数字信号处理模块、数模转换器、功率放大电路模块、匹配电路模块、超声波换能器阵列模块以及若干个数字移相模块；所述语音信号采集输入模块、自动增益调节模块、模拟滤波器和模数转换器依次连接；所述模数转换器的输出端与第一个数字移相模块的输入端连接；除最后一个数字移相模块外，其余每个数字移相模块的输出端均分为两路，其中一路连接到下一个数字移相模块，另一路连接到数字信号叠加模块的输入端；最后一个数字移相模块的输出端与数字信号叠加模块的输入端连接；所述数字信号叠加模块的输出端与数字信号处理模块的输入端连接；所述数字信号处理模块、数模转换器、功率放大电路模块、匹配电路模块和超声波换能器阵列模块依次连接；所述语音信号干扰装置对需要保护的信号进行采集和移相处理，形成干扰信号，并通过超声波换能器阵列模块将干扰信号定向发送，实现定向防窃听功能。
2.根据权利要求1所述的语音信号干扰装置，其特征在于:所述数字移相模块、数字信号叠加模块和数字信号处理模块采用基于ARM和FPGA的数字芯片平台实现。
3.根据权利要求1、2任一所述的语音信号干扰装置，其特征在于:所述数字移相模块的个数不少于50个。
4.根据权利要求1所述的语音信号干扰装置，其特征在于:所述语音信号采集输入模块、自动增益调节模块、模拟滤波器、功率放大电路模块和匹配电路模块采用模拟电路的方式实现。
5.根据权利要求1、4任一所述的语音信号干扰装置，其特征在于:所述语音信号采集输入模块包括麦克风输入接口。
6.根据权利要求1、4任一所述的语音信号干扰装置，其特征在于:所述自动增益调节模块包括自动增益控制放大器和外围调节电路。
7.根据权利要求1、4任一所述的语音信号干扰装置，其特征在于:所述功率放大电路模块包括功率放大器和与之连接的变压器。
8.根据权利要求1所述的语音信号干扰装置，其特征在于:所述超声波换能器阵列模块由9-400个超声波换能器通过直插或者表贴形式安装在PCB电路板上构成。
9.根据权利要求8所述的语音信号干扰装置，其特征在于:所述超声波换能器的类型为压电式超声波换能器、磁致伸缩式超声波换能器或涡流式超声波换能器。
10.根据权利要求1、8、9任一所述的语音信号干扰装置，其特征在于:所述超声波换能器的形状为圆形、椭圆形或者任意多边形；所述超声波换能器阵列模块的阵列排列形状为圆形、椭圆形或者任意多边形。
【专利摘要】本发明公开了一种语音信号干扰装置，包括语音信号采集输入模块、自动增益调节模块、模拟滤波器、模数转换器、数字信号叠加模块、数字信号处理模块、数模转换器、功率放大电路模块、匹配电路模块、超声波换能器阵列模块以及若干个数字移相模块。本发明对需要保护的信号进行采集，并对其进行移相处理，形成干扰信号，并通过超声波换能器阵列模块将干扰信号定向发送，可以实现定向防窃听功能，并且干扰信号产生方式简单，干扰效果好，易于实现。
【IPC分类】H04K3-00
【公开号】CN104601273
【申请号】CN201510038566
【发明人】杜鹏, 姜楠
【申请人】电子科技大学
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2015年1月26日