专利名称：手机信号屏蔽干扰器的制作方法
技术领域：
所属领域本实用新型涉及一种对基站和手机间所有工作频段通信信号实施屏蔽干扰的无线装置。
背景技术：
由于目前手机通讯是一种完全开放系统，既给我们带来方便，也给我们带来困惑。手机的铃声及通话使得教堂、教室、图书馆、影院、会议等场所受到干扰，严重的甚至于导致会议内容当场泄密，威胁安全；手机工作时，特别是振铃时电池供给的能量及偶尔发生的自爆有可能使加油站、油矿等易燃易爆区域引起火灾；手机信号的干扰、误触发会使医院等场合使用的仪器设备发生故障，引发各种事故，乃至医疗事故。
鉴于手机的使用存在着上述的危害，为了抗干扰、免灾害、保安全，现已有分别对工作在870-880MHz、935-960MHz及1885-1910MHz频段的基台与手机之间的通信信号实施单独屏蔽干扰的无线装置。且电源为外置式。由于我国手机市场是一个多制式多频段共存的市场，工作制式为CDMA、GSM、PHS，工作频段共分三个870-880MHz、935-960MHz、1885-1910MHz，即在同一的时间段、同一的范围内的各种手机工作在不同频段。其不足之处是它只能分别对手机的工作频段内的通信信号实施局部屏蔽。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种在需要的时间段、一定的范围内，既可分别又可同时对工作在870-880MHz、935-960MHz和1885-1910MHz频段的基站与手机之间通信信号实施全部屏蔽的，且交直流电源内置的手机信号屏蔽干扰器。
本实用新型的目的是这样实现的一种手机信号屏蔽干扰器，包括两个信号发生器，两个开关电源，三个压控振荡器，三个信号加工处理单元，三个ASIC电路，三个开关电路及功控电路，其一路信号发生器的信号经分路后分别进入不同的压控震荡器，再经缓冲器分别流入ASIC电路，ASIC电路内具有50Ω阻抗匹配网络，频率选择开关电路及功控电路，对输出功率调整后，由发射天线发射。其另一路信号发生器的信号经分路后进入压控震荡器，再经缓冲器，流入ASIC电路；ASIC电路内具有50Ω阻抗匹配网络，频率选择开关电路及功控电路，对输出功率调整后，由发射天线发射。也可将上述三路信号和三支发射天线装在一个屏蔽机壳内组成一个装置。
本实用新型的优点是1.由于在绝缘屏蔽外壳中设计一台能得到较稳定输出的小型电源，它可以允许电网在18％之内的变化，这种电源适合本产品的移动性，而且体积小、重量轻、造价低，同时电源输出不间断，对环境条件宽松。
2.两组电源虽然装在一个屏蔽机壳内，但由于采用内部接地隔板及增加一倍散热金属底板的面积来改善传导散热和幅射散热，从而不用风机，提高电路质量。
3.采用集成电路来完成信号的产生，控制压控振荡器(VCO)、推动、放大及内部阻抗匹配等，使设计简化，易于制造。
4.本电路采用随时间作线型变化的三角形波来控制压控振荡器，使本产品在有效屏蔽切断手机通讯的区域内达到全频段覆盖。
5.本实用新型的产品体积小而轻、功耗低而可靠性高。
6.三支发射天线分别相距1.25λ-2λ，保证了天线的全向性指标，使其能覆盖所设计的区域。
图1手机信号屏蔽器结构示意图。
图2本实用新型一个实施案例结构安装示意图。
图3本实用新型另一个实施案例结构安装示意图。
具体实施方式
参见图1、图2，本手机信号屏蔽干扰器由两个信号发生器1、17，两个开关电源8、24，三个压控振荡器(VCO)2、11、18，三个信号加工处理单元(又名缓冲器或推动级)4、13和20，三个ASIC电路(又名功放组件或可调功放)5、14、21，三个开关电路及功控电路(又名CMOS控制)6、15、23等组成。信号发生器1的信号经分路后分别进入不同的压控震荡器2和11，再经缓冲器4和13，分别流入ASIC电路5和14。在此ASIC电路5和14内具有50Ω阻抗匹配网络，频率选择开关电路及功控电路6、15等可对输出功率进行调整。最后由发射天线7、16发射。
另一信号发生器17的信号经分路后进入压控震荡器18，再经缓冲器19，流入ASIC电路23。在此ASIC电路21内具有50Ω阻抗匹配网络，频率选择开关电路及功控电路23等可对输出功率进行调整。最后由发射天线22发射。
本实用新型的一个实施案例，参照图1，图2，首先拧紧SMA插座29、30、31，把发射天线7、16和22调整至直立状态。然后把交流电源插座32与电源线相连，接上220V电源，本装置就处在待机状态。本实用新型安全设计为整机绝缘电阻≥100MΩ，交流电源插座32处火线到地线和零线到地线间的抗电强度均在1500V/50Hz，历时1分钟不会出现飞弧和击穿。
工作时，如要屏蔽GSM制式，工作频率为935-960MHz或1885-1910MHz的手机，可把开关10拨至″ON″位置，指示灯28打开。整机开机后即能正常工作。如果用户用直流电源供电，则把+5V电源通过直流插座9接入。但此时交流电源经整流后的供电仍不切断。开机后信号发生器1送出信号。
工作时，如要屏蔽CDMA制式，工作频率为870-880MHz的手机，可把开关25拨至″ON″位置，指示灯27打开，信号发生器17产生的信号经过另一压控震荡器18、缓冲器19，再经过一系列信号处理后由天线22发射。调整各发射天线7、16和22的指向会对手机信号屏蔽区域内各处的干扰场强在合格的基础上有所增减，具体可视用户需要而定。
调整缓冲器3、12或19中的“螺钉”可达到控制输出功率大小的作用。顺时针转动功率输出为降低，逆时针转动功率输出为增加。
图3为实用新型另一个实施案例结构安装示意图。它取消了直流插座9和26及开关25，并且增加供电保护装置。就是当正常电源故障时，自动切换至类似计算机所使用的不间断供电UPS系统上。天线通过SMA高频插座29、30、31实现同向排列。中间电路的发射频率为1885-1910MHZ，以此减少两个近频间的串扰。经实例证实，结构更为紧凑的单片印制板，把三路信号以及三支发射天线7、16、22组成一个装置，而在电气性能上与第一个实施案例完全一致。
本实用新型是基于噪声调制干扰，这是一种有效的压制式干扰。它可产生858MHZ-1920MHZ这种较宽的干扰频率。现代微电子技术已经可以提供商用ASIC电路5、14、21，它覆盖上述频宽中870-880MHZ、935-960MHZ和1885-1910MHZ这三组通讯频段。这种ASIC电路包含有砷化镓基片集成功放，有50Ω输入和输出阻抗匹配网络，有功控电路，有自动频段选择开关电路等，使得距离基站一定距离之外的手机可以有效的被“屏蔽”起来，无法接受信号。
本实用新型还可根据需要对干扰的信号进行频率、信号形式(包括调制方式、宽带、信息格式等)和最小输入信号电平的分析，设计适合的功率放大级，来增加对手机信号屏蔽的范围。通常要求干扰功率大于信号功率的10-20dB才能有好的干扰效果。
本实用新型解决其技术问题的方案是1.在绝缘屏蔽外壳中首先设计一台把电网工频直接整流、滤波，经采样比较进而控制脉冲调制来调整高频功率管的开关时间比例，而得到较稳定输出的小型化电源。它可以允许电网有18％之内的变化，电网频率有4％的变化仍可正常工作。这种电源适合本产品的移动性，而且体积小、重量轻、造价低，同时电源输出不间断，对环境条件宽松。它的波纹和噪声差一些，但设计中已经在波形产生、VCO、末前级功放和功放级电路中均采取多重滤波和遏制干扰措施，使这种开关电源安全满足技术条件。
2.二组电源虽然紧邻组装在一个屏蔽机壳内，但是采用内部接地隔板及增加一倍散热金属底板的面积来改善传导散热和幅射散热。从而不用风机，提高电路质量。
3.采用国外集成电路来完成信号的产生，VCO、推动、放大及内部阻抗匹配等。这是简化设计，易于制造的实用措施。
4.为达到有效的压制式干扰，它就要产生具有一定功率谱密度的宽带干扰频谱。本电路采用随时间作线型变化的三角形波来控制压控振荡器(VCO)。使之产生所需要的扫频信号。由适应于良好的宽带频率特性的共集电极电路来作振荡器。然后又设计兼有电压放大、电流放大和功率放大的共发射极放大器来作末前级功率放大器(推动级)，这种阴极跟随器就保证后面负载变化不影响前面扫频网络的宽带特性。设计已考虑滤波网络的插入，使得最后进行功率放大前的信号频谱纯度完全符合设计要求，并使功率放大后的功率谱密度是十分均匀，并与发射天线7、16、22具有良好匹配。使得本产品的EIRP在有效屏蔽切断手机通讯的区域内达到全频段覆盖目的。
5.在屏蔽盒内设置频段选择开关和根据使用现场的电磁环境而由两个可变电位器及一个可变电容器分别在VCO级和功率放大级。它们可以对频率范围、功率谱密度和功率大小进行调整。
6.本实用新型体积小而轻、功耗低而可靠。所以选用集成电路用于开关电源、波形发生器和功率放大器中，这些集成电路型号和功能是MC 14069 UB它是六倒相器。是由MOS P沟道和N沟道在一块单晶结构衬垫上组成，属增强型工作方式。这种倒相器主要用于低功耗和期望高抗噪声性的电路中。集成电路中还含有防止高静压或者高电场强度而造成损坏的保护电路。本产品是利用门电路组成三角波发生器，它是由比较电路及倒相电路产生方波，再由正反馈电路形成稳定振荡，并经过积分电路将方波转换成三角波输出。
CX 77304-17功率放大器组件(PAM)。它是在一片独立的砷化镓晶片上制作两个独立异结双极性晶体管(HBT)的功放块。一块功放块工作在EGSM 900频段，另一块功放块工作在DCS 1800/PCS 1900频段功放块，再有一块定制的CMOS电路提供内部接口和电流放大。所有这些功能块都塑封在一片多层的层压基板上。它的功能是把所需放大的三组频段输入到上述两个功放块，经过内部耦合电容，经匹配网络送到晶体管功率放大器中，此放大器由外部信号通过内部CMOS偏置电路控制器进行功率控制和频段选择(BS)。功放后的信号经匹配网络以50Ω阻抗的微带线连到SMA高频插座。
7.三支发射天线分别相距1.25λ-2λ，保证了天线的全向性指标，使其能覆盖所设计的区域。
8.为控制结构紧凑而采用专用的微带SMA插座以及相关的微带匹配电路。第二个实施例中变更三组信号电路的印制板方向排列，电源部分增加了交直流切换装置，以便达到使用方便结构紧凑的目的。
权利要求1.一种手机信号屏蔽干扰器，其特征在于包括两个号发生器(1)、(17)，两个开关电源(8)、(24)，三个压控振荡器(2)、(11)、(18)，三个信号加工处理单元(4)、(13)、(20)，三个ASIC电路(5)、(14)、(21)，三个开关电路及功控电路(6)、(15)、(23)；其一路信号发生器(1)的信号经分路后分别进入压控震荡器(2)和(11)，再经缓冲器(4)和(13)，分别流入ASIC电路(5)和(14)，频率选择开关电路及功控电路(6)、(15)，对输出功率调整后，由发射天线(7)、(16)发射；其另一路信号发生器(17)的信号经分路后进入压控震荡器(18)，再经缓冲器(19)，流入ASIC电路(23)；频率选择开关电路及功控电路(23)，对输出功率调整后，由发射天线(22)发射。
2.根据权利要求1所述的手机信号屏蔽干扰器，其特征在于上述三路信号和三支发射天线(7)、(16)、(22)装在一个屏蔽机壳内组成一个装置。
专利摘要本实用新型公开了一种手机信号屏蔽干扰器，包括两个信号发生器，两个开关电源，三个压控振荡器，三个信号加工处理单元，三个ASIC电路，三个开关电路及功控电路。一路信号发生器(1)的信号经分路后进入压控震荡器(2)和(11)，再经缓冲器(4)和(13)流入ASIC电路(5)和(14)，其内具有50Ω阻抗匹配网络，频率选择开关电路及功控电路(6)、(15)，对输出功率调整后，由发射天线(7)、(16)发射。另一路信号发生器(17)的信号经分路后进入压控震荡器(18)，再经缓冲器(19)流入ASIC电路(23)，其内具有50Ω阻抗匹配网络，频率选择开关电路及功控电路(23)，对输出功率调整后，由发射天线(22)发射。其优点是可以对基站和手机间所有工作频段通信信号实施屏蔽干扰。
文档编号H04B1/04GK2674804SQ0320687
公开日2005年1月26日 申请日期2003年8月6日 优先权日2003年8月6日
发明者林春明 申请人:上海坤基电子有限公司