一种自修正手机信号屏蔽系统

1.本实用新型涉及一种手机信号屏蔽系统，尤其是一种自修正手机信号屏蔽系统。


背景技术：

2.在一些特殊场合如学校、加油站、考场等，需要对手机信号进行屏蔽以保证教学、财产安全，故一款屏蔽效果好、扩展性强、成本低廉的手机信号屏蔽器显得尤为重要。目前绝大多数手机信号屏蔽系统均采取硬件调制手段实现信号屏蔽，硬件调制无法满足手机信号频段的不断更新与拓展，且纯硬件屏蔽系统存在更换复杂、成本高、拓展性差等劣势。
3.现有手机信号屏蔽器，无法根据实际屏蔽效果实时调整频段和速率，难以应对复杂场景下的屏蔽要求；无法针对特定窄频段进行屏蔽，可能会对附近其他设备造成电磁干扰；无法根据附近实际信号强度实时调整自身功率，设备长期处于高负荷状态下。


技术实现要素：

4.针对现有手机信号屏蔽系统的不足，本实用新型设计了一种自修正手机信号屏蔽系统，具有成本低、拓展性强、易更换的特点。该系统通过主动与被动采集各频段信号强度，来修正各频段的锯齿波电压幅度与频率参数，同时各频段的参数可保持相互独立以达到最优屏蔽效果，并使用扫频后的最优参数进行屏蔽。
5.本实用新型具体技术方案如下：
6.一种自修正手机信号屏蔽系统，包括信号采集器、fpga集成模块、数模转换器、压控振荡器、功率放大器和天线，所述信号采集器和fpga集成模块为控制部分，所述数模转换器、压控振荡器、功率放大器和天线为硬件部分。
7.进一步的，所述fpga集成模块通过数模转换器采集信号强度，并通过数模转换器输出可调的锯齿波波形。
8.更进一步的，fpga集成模块每经过固定周期或判断信号强度是否小于设定阈值，将分别调整锯齿波电压的幅度和频率，并保存信号强度最弱时的锯齿波控制参数。
9.本实用新型采用fpga集成模块和数模转换器，替代目前常见的纯硬件锯齿波发生器，同时采用信号采集器采集附近所屏蔽频段的信号强度，屏蔽系统整体控制框图如图1所示。本实用新型所采用方案通过主动定时采集所屏蔽频段的信号强度，实时调整fpga集成模块内部程序以改变锯齿波幅度与频率，并选取所屏蔽频段最弱信号强度时对应的程序参数。当采集到的信号强度最弱即屏蔽效果最强时，程序参数保持不变，当信号强度变化范围超过一定阈值时，再根据信号强度重新自动修正程序参数。
10.屏蔽系统根据选好的程序参数控制数模转换器产生对应的锯齿波，锯齿波传输到压控振荡器后产生所屏蔽频段对应频率的干扰信号，并通过功率放大器放大后通过天线发射至屏蔽系统四周一定范围内。
11.与现有的国内外技术相比，本实用新型的创新点包含以下2点：
12.1、本实用新型采用可编程逻辑门电路代替纯硬件电路产生锯齿波，通过编写程序
可改变锯齿波电压幅度与频率，无需更换硬件电路即可产生理想锯齿波；2、本实用新型采用信号采集器，通过判断当前频段的实际屏蔽效果自动调整频段范围与频率切换速度，当采集到的信号强度小于设定阈值时，屏蔽系统可根据当前环境信号强度自修正后达到最优屏蔽效果。
附图说明
13.图1、屏蔽系统整体框图；
14.图2、屏蔽系统控制部分框图；
具体实施方式
15.下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型作进一步的说明。
16.结合图1和图2可知，自修正手机信号屏蔽系统整体分为两部分，分别为控制部分和硬件部分。控制部分包含fpga集成模块和信号采集器，信号采集器将采集到的周围信号强度信息传送给fpga集成模块用于检测屏蔽效果；fpga集成模块根据检测到的周围信号强度产生不同的锯齿波控制信号，控制信号通过spi通信协议与硬件部分中的数模转换器通讯，数模转换器能够根据不同的控制信号输出特定的锯齿波波形。
17.在本实用新型中，所提到的硬件部分包含数模转换器、压控振荡器、功率放大器和天线，数模转换器将fpga集成模块产生的数字信号转换为模拟信号；数模转换器输出的模拟信号控制压控振荡器输出在一定频率范围内高频信号；功率放大器将压控振荡器输出的高频信号功率放大，而不改变信号本身的幅度与频率；经过放大后的高频信号通过高增益天线将信号传递出去，完成整个屏蔽过程。
18.在本实用新型中，控制部分主要实现自修正过程，自修正实现步骤如下：首先系统预设屏蔽的频段为f
r
，手机信号强度判断阈值p
sel
，锯齿波最优电压幅度v
saw
，锯齿波最优电压频率f
saw
，系统自修正参数更新周期t
p
。系统每间隔一个周期t
p
或采集到的信号强度大于p
sel
时，系统先产生一个随机噪声叠加给锯齿波，再将分别、分段调整锯齿波电压幅度和频率，先将电压幅度从0v扫频调整到数模转换器参考电压停止，随后将电压频率从10khz扫频调整到100khz。在电压幅度和频率调整时，每当采集到的信号强度比上一次信号强度弱，则将当前的电压幅度保存为v
saw
，当前的电压频率保存为f
saw
，一直保存到下一个周期t
p
或采集到的信号强度大于p
sel
的时刻。
19.最后需要说明的是，在本实用新型中，fpga集成模块的型号不应成为限制专利的条件，具有基本专业知识的人可通过更换fpga集成模块型号轻易实现本专利内容，这些更换也应属于本实用新型的保护范畴。


技术特征：
1.一种自修正手机信号屏蔽系统，其特征在于：包括信号采集器、fpga集成模块、数模转换器、压控振荡器、功率放大器和天线，所述信号采集器和fpga集成模块为控制部分，所述数模转换器、压控振荡器、功率放大器和天线为硬件部分。2.根据权利要求1所述的一种自修正手机信号屏蔽系统，其特征在于：fpga集成模块通过数模转换器采集信号强度，并通过数模转换器输出可调的锯齿波波形。3.根据权利要求1所述的一种自修正手机信号屏蔽系统，其特征在于：fpga集成模块每经过固定周期或判断信号强度是否小于设定阈值，将分别调整锯齿波电压的幅度和频率，并保存信号强度最弱时的锯齿波控制参数。

技术总结
本实用新型公开了一种自修正手机信号屏蔽系统，主要针对现有手机信号屏蔽系统屏蔽信号固定的情况，包括自修正控制和产生信号的硬件两大部分，其中自修正控制包括信号采集器和FPGA集成模块，产生信号的硬件包括数模转换器、压控振荡器、功率放大器和天线。自修正控制部分通过采集当前环境下的信号强度，实时调整锯齿波控制信号的参数，并从中优选出最优参数并输出锯齿波，产生信号的硬件将锯齿波转换为大功率的高频信号，通过天线将大功率高频信号发射出去，本实用新型具有具有成本低、拓展性强、易更换的特点，系统可在不更换硬件的情况下简单的调整频段，在复杂的场景下可通过自修正实现最优的屏蔽效果。正实现最优的屏蔽效果。正实现最优的屏蔽效果。


技术研发人员：张子祥 李粉霞 董海涛 郭海青 王磬 苗先萍 郑凯 杜永强
受保护的技术使用者：山西机电职业技术学院
技术研发日：2021.07.09
技术公布日：2021/12/14