一种反监听、反偷拍、反突发式发报机装置的制作方法

文档序号:15420443发布日期:2018-09-11 23:16阅读:235来源:国知局

本实用新型涉及无线电监测和电子对抗领域,具体涉及一种反监听、反偷拍、反突发式发报机装置。



背景技术:

按照《中华人民共和国国家安全法实施细则》(1994年5月10日国务院令第157号发布)第二十条规定,专用的间谍器材主要分为四类:第一类是暗藏式窃听、窃照器材;第二类是突发式的收发报机,一次性密码本和秘写工具;第三类是用于收集情报的电子窃听和监听器材;第四类是其他专用间谍器材。

各种敌特、敌对分子在党、政、军、外事等部门的重要保密区内,以人工隐蔽携带或固定隐蔽安装方式使用窃听、窃拍等间谍器材,窃取重要会议、会谈的话语、图像信息和重要文件信息,使用器材所具的无线电发射功能将其实时传输或事后(择时)传输给域外人员;或在事后利用突发式发报机等间谍器材将信息发送出去,严重威胁国家安全。

由于此类间谍无线电器材的频率不按国家无线电管理部门规定设置,可选频段范围非常宽,信号的频率、调制类型等参数自定义,侦测和识别的难度非常大;同时,这类信号的幅度往往还很微弱,特别是突发式发报机的脉宽很短,脉间距很小,报文可很快传完,同时发射频率也可任意设置(不按无线电管理部门规定的电报工作频率),所以具有很高的保密性,发现、截获和处置的难度很大,须采用专用技术装备才能对其侦察、截获和分析处理。

现有申请号为201510449418.5,申请名称为一种反监听反监控设备的中国申请专利,该专利公开了其包括:中央处理器、控制器、液晶显示屏、无线信号探测器、电子信号干扰器、信号探测开关、信号干扰开关和设备总开关,信号探测开关、信号干扰开关和设备总开关分别与控制器的输入端连接;控制器与中央处理器双向连接;无线信号探测器与中央处理器双向连接;电子信号干扰器与中央处理器的输出端连接;液晶显示屏与控制器的输出端连接。该设备可以做到准确找出监听监视设备的位置,从而有效将其摘除,确保所需排查空间区域的环境安全;对于无法摘除的监听监视设备可以做到干扰其工作,使其录音录像无效,确保企业等高度机密会议内容、文件资料等的安全。

该反监听反监控设备虽然同时具备监测和干扰功能,但仍存在以下几方面的严重缺陷:

(1)该设备不具有触发式联动干扰功能,这使得其不能在数百ms时间内自动、及时地干扰阻断已发现的窃拍、突发式发报机等间谍器材的短时突发信号(例如压缩的文件、照片数据)的发射传输(传输时间最短仅2~3秒);

(2)该设备采用高斯白噪声信号干扰语音、图像信号,而现代较先进的间谍器材一般都采用ASK、FSK、PSK和OFDM等数字调制方式来调制传输的语音、图像数据,信号的抗干扰能力很强,高斯白噪声很难达到预期的干扰效果;

(3)该设备不是按实时监测和管控系统的架构和功能来设计,未实现对重点保密区域7×24小时的不间断、自动化的侦测和管控。



技术实现要素:

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种反监听、反偷拍、反突发式发报机装置,该装置采用监测和干扰一体化架构,能在发现非法信号的最短时间内实施无线电干扰,及时阻止信息外传,实现最佳干扰效果。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下:

一种反监听、反偷拍、反突发式发报机装置,包括射频信号选择单元、信号搜索模组、信号分析模组和集控处理单元,所述集控处理单元包括依次连接的信号判别模块、信号控制模块和信号识别模块;所述信号搜索模组连接所述射频信号选择单元、信号控制模块和信号判别模块;所述信号分析模组连接所述射频信号选择单元、信号控制模块和信号识别模块;所述信号控制模块连接干扰信号产生模块。

本实用新型的有益效果是:

(1)具有强大的信号搜索和分析能力:针对发射信号呈“突发、时短、低发射功率、抗干扰能力强”等特点,本实用新型设计了双信道系统架构,实现了高速、低噪、大带宽和大动态的信号搜索发现功能与信号分析识别功能的串/并行工作机制,即由信号搜索模组和信号判别模块进行全频段扫描监测和对非法信号的搜索发现,当发现疑似非法信号后将进一步的信号分析识别任务交给由信号分析模组和信号识别模块完成,信号分析模组对由信号搜索模组发现并指定的疑似信号进行分析、识别、解调解码和记录;与此同时,信号搜索模组继续进行频谱监测和信号搜索工作,防止漏掉其它非法信号,从而使系统具备了不间断的非法信号监测发现能力和处置能力。这种串/并行协同工作机制极大地提升了对非法信号的发现、识别和处置效率,提高了对非法信号的截获概率和处置时效性,有效降低漏截率。

(2)通过干扰信号产生模块,能在发现非法信号的最短时间内生成与非法信号频率、带宽、调制模式等参数相匹配的干扰信号,实施无线电干扰,实现最佳干扰效果,及时阻止信息外传。

(3)本装置的监测扫描速度达到50GHz/s(高速监测模式)或20GHz/s(精细监测模式)以上,分析时间约300ms,监测+分析时间小于420ms(高速监测模式)或600ms(精细监测模式),干扰响应时间(从发出干扰指令到发射出干扰信号的总时间)小于400ms,所以能在820ms(高速监测模式)或最长1s(精细监测模式)内阻止窃听、窃拍、突发式发报机等非法器材的无线数据传输,1张图片、1个文件的数据传输采用最快的数传设备、突发式电报机一般也需2~3秒以上,所以本装置的发现+阻断时效性能能满足应用要求。

在上述技术方案的基础上,本实用新型还可以做如下改进。

进一步,所述射频信号选择单元为相连接的多选一电子开关和一分二功分器。

进一步,所述信号搜索模组包括相连接的搜索下变频单元和搜索信号处理单元;

所述搜索下变频单元包括依次连接的前置放大器、带通滤波器、混频器、低通滤波器、中频放大器和中频滤波器;

所述搜索信号处理单元包括依次连接的A/D转换器、FPGA处理器和数字下变频器;

所述中频滤波器连接A/D转换器。

进一步,所述信号分析模组包括相连接的分析下变频单元和分析信号处理单元;

所述分析下变频单元包括依次连接的前置放大器、带通滤波器、混频器、低通滤波器、中频放大器和中频滤波器;

所述分析信号处理单元包括依次连接的A/D转换器、FPGA处理器和数字下变频器;

所述中频滤波器连接A/D转换器。

进一步,所述干扰信号产生模块包括依次连接的数字频率合成器、上变频器、功率放大器和带通滤波器。

进一步,还包括通信单元,所述通信单元连接所述集控处理单元和上位机。

进一步,所述通信单元为无线通信单元和/或有线通信单元;所述上位机为智能终端、笔记本电脑、台式电脑或IPAD。

进一步,还包括和所述集控处理单元连接的存储单元。

进一步,还包括分布式监测天线阵和分布式干扰天线阵,所述分布式监测天线阵连接射频信号选择单元;所述分布式干扰天线阵连接干扰信号产生模块。

进一步,还包括手持测向天线,所述手持测向天线连接射频信号选择单元。

采用上述进一步方案的有益效果是:具有一定的测向、定位和查找能力:由于采用分布式监测天线阵在被监测保护区域多点部署,当侦测发现疑似信号时,利用场强定位技术已可大致测出信号所在方位,再采用手持测向天线,可对非法器材信号源进行比幅测向和逼近查找。

附图说明

图1为本实用新型原理框图;

图2为本实用新型射频信号选择单元原理框图;

图3为本实用新型搜索下变频单元和分析下变频单元原理框图;

图4为本实用新型搜索信号处理单元和分析信号处理单元原理框图;

图5为本实用新型干扰信号产生模块原理框图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本实用新型,并非用于限定本实用新型的范围。

如图1至图5所示,本实用新型为了监测并干扰在党、政、军、外事等部门重要保密区域以隐蔽、自动方式获取保密信息(包括声音、图像、视频、文件等)的非法器材(包括窃听、窃拍、突发式发报机等)的无线电发射信号(包括实时传输或事后传输方式),提供了一种反监听、反偷拍、反突发式发报机装置,包括射频信号选择单元、信号搜索模组、信号分析模组和集控处理单元,所述集控处理单元包括依次连接的信号判别模块、信号控制模块和信号识别模块;所述信号搜索模组连接所述射频信号选择单元、信号控制模块和信号判别模块;所述信号分析模组连接所述射频信号选择单元、信号控制模块和信号识别模块;所述信号控制模块连接干扰信号产生模块。

所述射频信号选择单元包括相连接的多选一电子开关和一分二功分器,用于根据需侦测的地理位置和无线电信号频率选择相应的射频输入通道并经过功分后同时输出到搜索下变频单元和分析下变频单元;

所述信号控制模块,用于将接收到的信号搜索工作指令发送给信号搜索模组;

所述信号搜索模组用于根据信号控制模块发出的信号搜索工作指令对所述无线电信号进行下变频到中频模拟信号,并对中频模拟信号进行处理,得到频域数据并输出到信号判别模块;其包括相连接的搜索下变频单元和搜索信号处理单元;

所述搜索下变频单元包括依次连接的前置放大器、带通滤波器、混频器、低通滤波器、中频放大器和中频滤波器;

所述前置放大器,用于对所述无线电信号进行低噪声放大;

所述带通滤波器,用于滤掉经过前置放大后的所需频段外的带外信号;

所述混频器,用于对经过滤波后的无线电信号进行混频,得到中频模拟信号;

所述低通滤波器,用于对所述中频模拟信号进行低通滤波,滤掉中频最大频率以上的信号;

所述中频放大器,用于对滤波后的中频模拟信号进行放大;

所述中频滤波器,用于对所述中频模拟信号进行中频滤波,滤掉除中频带宽以外的其它信号;

所述搜索信号处理单元包括依次连接的A/D转换器、FPGA处理器和数字下变频器;

所述A/D转换器,用于将所述放大后的中频模拟信号转换为中频数字信号;

所述FPGA处理器,用于对所述中频数字信号进行FFT变换,实现信号从时域到频域的转换,得到中频频谱数据;

所述数字下变频器,用于对指定信号的中频频谱数据进行下变频运算,得到信号的零中频频谱数据。

所述信号判别模块,用于对频域数据进行频谱分析和信号提取,并将提取的信号与预设合法信号进行比较,判断是否存在可疑信号,当存在可疑信号时,将该可疑信号信息发送给信号控制模块;

所述信号控制模块,用于根据接收的可疑信号信息产生分析工作指令,并发送给信号分析模组;

所述信号分析模组,用于根据接收的分析工作指令置频,并对获取的该定频信号进行下变频到中频模拟信号,并对中频模拟信号进行处理,得到该定频信号的零中频频域数据并输出到信号识别模块;所述信号分析模组包括相连接的分析下变频单元和分析信号处理单元;

所述分析下变频单元包括依次连接的前置放大器、带通滤波器、混频器、低通滤波器、中频放大器和中频滤波器;

所述前置放大器,用于对所述无线电信号进行低噪声放大;

所述带通滤波器,用于滤掉经过前置放大后的所需频段外的带外信号;

所述混频器,用于对经过滤波后的无线电信号进行混频,得到中频模拟信号;

所述低通滤波器,用于对所述中频模拟信号进行低通滤波,滤掉中频最大频率以上的信号;

所述中频放大器,用于对滤波后的中频模拟信号进行放大;

所述中频滤波器,用于对所述中频模拟信号进行中频滤波,滤掉除中频带宽以外的其它信号;

所述分析信号处理单元包括依次连接的A/D转换器、FPGA处理器和数字下变频器;

所述A/D转换器,用于将所述放大后的中频模拟信号转换为中频数字信号;

所述FPGA处理器,用于对所述中频数字信号进行FFT变换,实现信号从时域到频域的转换,得到中频频谱数据;

所述数字下变频器,用于对指定信号的中频频谱数据进行下变频运算,得到信号的零中频频谱数据。

所述信号识别模块,用于对该定频信号的零中频频域数据进行分析、识别以及非法信号评判,得到非法信号的参数信息,所述参数信息包括ITU参数、调制模式、解调解码数据和IQ数据,并输出该非法信号的参数信息到信号控制模块;

所述信号控制模块,还用于根据接收的非法信号的参数信息产生干扰工作指令,并发送给干扰信号产生模块;

所述干扰信号产生模块,用于产生与非法信号参数信息相同的干扰信号,对非法信号进行干扰。所述干扰信号产生模块包括数字频率合成器、上变频器、功率放大器和带通滤波器;

所述数字频率合成器,用于产生与非法信号参数信息相同的基带信号,并传输给上变频器;

所述上变频器,用于将基带信号变频到与非法信号相同的频点,得到与非法信号参数具有相关性的随机干扰信号并传输给功率放大器;

所述功率放大器,用于对来自上变频器的随机干扰信号进行功率放大,并传输给带通滤波器;

所述带通滤波器,用于滤掉来自功率放大器的随机干扰信号之外的其它信号,并输出到发射天线,对非法信号进行干扰。

还包括通信单元,所述通信单元连接所述集控处理单元和上位机。上位机为智能终端、笔记本电脑、台式电脑或IPAD,所述通信单元为无线通信单元和/或有线通信单元。通过通信单元和相应的信息交互协议,可向被保护单位既有的监控管理平台推送实时监测频谱、信号分析结果、告警、干扰阻断结果等信息,实现对重点保密区域的7×24小时不间断实时侦测和管控。

为了使本装置具有信号自动记录能力:能自动记录疑似信号的频谱图、ITU参数、解调解码结果和IQ数据,支持有关人员事后进行进一步的分析和判定,还包括和所述集控处理单元连接的存储单元。

还包括分布式监测天线阵、分布式干扰天线阵和手持测向天线,所述分布式监测天线阵和手持测向天线均连接射频信号选择单元;所述分布式干扰天线阵连接带通滤波器。本实用新型通过在被防护区内部署分布式监测、干扰天线阵和上位机,建立“间谍器材无线电信号实时自动侦控系统”;系统为全自动工作模式,无需人工操作,使系统实现了对被防护区域在时域、空域和频域无缝的实时侦测和防护。由于采用分布式监测天线阵在被监测保护区域多点部署,当侦测发现疑似信号时,利用场强定位技术已可大致测出信号所在方位,再采用手持测向天线,可对非法器材信号源进行比幅测向和逼近查找。

综上,本实用新型实现的主要功能:

(1)监测功能

对被保护区域的电磁环境进行监测和统计,并结合已知注册台站信号信息生成合法信号频谱模板;高速扫描侦测发现和检测疑似间谍器材无线电信号;

信号ITU参数测量、调制模式识别、解调解码,对非法信号评判;

自动控制干扰模组设备对非法信号进行干扰压制;

对信号发射源进行场强定位,并用手持设备进行测向和逼近查找;

对信号的频谱、ITU参数、解调解码结果和IQ数据进行记录,便于事后分析和查证;

常用间谍器材无线电、注册台站信号等数据管理。

(2)干扰功能

根据被干扰信号的调制类型和参数,自动生成具相关性的干扰基带信号源;

干扰基带信号源经过上变频、功率放大,由干扰天线辐射输出;

干扰模式多样化:可宽带定频发射,也可窄带扫频发射,适应不同应用需求;

可进行可视化干扰发射,发现被扰信号停止发射时干扰信号也停止发射;

每个干扰信号的最大输出功率为100W(多档可调),可覆盖大、中型工作院区面积;

干扰设备具有自动保护功能,防止设备因使用不当或环境条件不利造成设备损坏。因此,本实用新型实现了宽带信号高速扫描、侦测、分析和触发式干扰阻断功能。通过监测干扰一体化技术架构,使得对窃听、窃拍、突发式发报机等间谍器材发射的无线电信号的扫描监测、分析识别和干扰阻断等功能由集控处理单元集中管控,扫描监测和分析识别功能并行开展,在识别出非法发射信号后能立即控制信号源、变频器、功放等干扰设备实施干扰,这就省去了分离的多系统之间的通信连接、信息交互、设备准备等过程产生的时耗,最大限度地提高了系统的工作效率和时效性。为了提高了对非法信号的截获概率和处置时效性,有效降低漏截率,本实用新型设计了双信道系统架构,实现了高速、低噪、大带宽和大动态的信号搜索发现功能与信号分析识别功能的串/并行工作机制,即由信号搜索模组和信号判别模块进行全频段扫描监测和对非法信号的搜索发现,当发现疑似非法信号后将进一步的信号分析识别任务交给由信号分析模组和信号识别模块完成,信号分析模组对由信号搜索模组发现并指定的疑似信号进行分析、识别、解调解码和记录;与此同时,信号搜索模组继续进行频谱监测和信号搜索工作,防止漏掉其它非法信号,从而使系统具备了不间断的非法信号监测发现能力和处置能力。这种串/并行协同工作机制极大地提升了对非法信号的发现、识别和处置效率,提高了对非法信号的截获概率和处置时效性,有效降低漏截率。并且搜索下变频单元的频率合成时间小于300μs,扫描步进带宽达40MH,运算量和耗时较大的信号FFT变换等运算处理在FPGA完成,使得信号的搜索扫描速度达到50GHz/s(高速监测模式)或20GHz/s(精细监测模式)以上,分析时间约300ms,监测+分析时间小于420ms(高速监测模式)或600ms(精细监测模式),干扰响应时间(从发出干扰指令到发射出干扰信号的总时间)小于400ms,所以能在820ms(高速监测模式)或最长1s(精细监测模式)内阻止窃听、窃拍、突发式发报机等非法器材的无线数据传输,1张图片、1个文件的数据传输采用最快的数传设备、突发式电报机一般也需2~3秒以上,所以本装置的发现+阻断时效性能能满足应用要求。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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