技术领域
[0001] 本
发明属于移动通信设备技术领域，具体地说，是涉及一种用于遮蔽移动通讯
信号的通信遮蔽仪。
背景技术
[0002] 随着手机等移动通信设备的使用越来越普及，在一些特殊场合（比如考场、会议室、加油站等）由于移动通信设备的使用，容易导致信息泄密，甚至威胁公共安全，为了限制在这些场合的移动设备的通信，大都采用通信遮蔽设备进行信号遮蔽，在当前通信制式下，基于FDMA/TDMA体制的GSM手机和基于CDMA体制的CDMA手机均是通过接收基站发射的某一
频率的电平信号实现通信，目前的遮蔽器在工作过程中以一定的速度从前向信道的低端频率向高端扫描，该扫描速度可以在手机接收报文信号中形成乱码干扰，手机不能检测出从基站发出的正常数据，使手机不能与基站建立正常联接，表现为不断搜索网络，显示无信号、无服务系统等现象，从而达到遮蔽手机信号的目的。
[0003] 然而，目前通信信号遮蔽器都是采用发射宽频带大功率全方向信号进行干扰的方法来设计的，遮蔽器要连续发射大功率
干扰信号，否则不起作用。大功率的电磁
辐射对人体具有危害，而且比较耗能。
发明内容
[0004] 本发明为了解决现有遮蔽器功耗大、辐射强的问题，提供了一种通信遮蔽仪，只在目标进行通信时发送定向遮蔽信号，可以有效降低功耗和减少辐射。
[0005] 为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现： [0006] 一种通信遮蔽仪，包括用于接收
射频信号和发射定向遮蔽信号的阵列天线、射频前端、转换模
块、以及
信号处理单元，所述阵列天线接收的射频信号依次经过射频前端进行处理、并在转换模块生成
输入信号，所述信号处理单元接收输入信号并进行RACH判别，根据判别结果控制是否生成用于遮蔽目标的遮蔽信号，并将所述遮蔽信号形成定向波束，定向波束依次经过转换模块、射频前端进行处理后由阵列天线进行发射。
[0007] 进一步的，所述的信号处理单元包括判别模块、
波达方向估计模块、频率生成模块、以及定向波束形成模块，所述判别模块接收输入信号并进行RACH判别，而后根据判别结果确定是否控制所述波达方向估计模块估计目标方向、以及同时控制所述频率生成模块生成遮蔽信号，所述定向波束形成模块将遮蔽信号生成定向波束并发送至转换模块。 [0008] 又进一步的，所述的转换模块包括用于生成输入信号的A/D转换模块和用于转换遮蔽信号的D/A转换模块。
[0009] 优选的，所述的信号处理单元为基于FPGA的
数字信号处理器。 [0010] 再进一步的，所述的波达方向估计模块为DSP软核处理器，所述的频率控
制模块为DDS软核处理器。
[0011] 基于上述的通信遮蔽仪，本发明同时提供了一种通信遮蔽方法，包括以下步骤： [0012] （1）、扫描空间射频信号，并将所述射频信号进行信号处理生成输入信号；
[0013] （2）、将输入信号的功率电平值与预设的
门限值比对，若输入信号的功率电平值小于门限值，则返回步骤（1）；
[0014] （3）、若输入信号的功率电平值大于或等于门限值，则触发遮蔽模式，根据目标方向信息生成遮蔽信号，并将遮蔽信号调制后形成定向波束发射。
[0015] 进一步的，由于所接收的空间射频信号较弱，步骤（1）中将所述射频信号进行信号处理包括将射频信号进行放大处理，而且射频信号中包含较多噪声，还包括对其进行滤波处理，此外，射频信号频率较高，还需要将其调频至基带，以及信号处理部分处理的为数字信号，因此需要进行A/D转换处理。
[0016] 又进一步的，步骤（3）中所述的触发遮蔽模式具体包括：
[0017] （31）、根据输入信号估计目标方向、并根据目标方向生成遮蔽信号；
[0018] （32）、将遮蔽信号进行幅度、
相位调制生成针对目标方向的定向波束；
[0019] （33）、对所述的定向波束进行处理并发射。
[0020] 再进一步的，步骤（33）中对所述的定向波束进行处理包括D/A转换、
空域滤波处理。
[0021] 为了更好的达到遮蔽效果，所述的定向波束为定向扫频波束。 [0022] 与
现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明的通信遮蔽仪只在通信设备进行通信时才定向发送遮蔽信号，平时遮蔽仪只是保持在检测工作状态，无需发送遮蔽信号，有效的减小了功耗，大大减少了因发送遮蔽信号造成的
电磁辐射。使用定向波束实施遮蔽，进一步减少了电磁辐射的空间影响范围，达到了降低发射功率同时提高遮蔽效果的目的。
[0023] 结合
附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
[0024] 图1是本发明所提出的通信遮蔽仪的一种
实施例结构
框图；
[0025] 图2是本发明所提出的通信遮蔽方法的一种实施例流程框图。
具体实施方式
[0026] 下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细地说明。 [0027] 本发明针对现有信号遮蔽器采用发射宽频带大功率信号的方式对目标进行干扰，具有消耗功率大、且遮蔽效果不好的问题，提供了一种通信遮蔽仪，通过仔细研究通信设备的通信原理，即无论是通信设备作为主叫方还是被叫方，在建立通信连接前都要向通信网络发送RACH（随机接入信道）信号进行
申请信令信道，由于RACH信号功率值要大于通信信号的功率值以及背景噪声的功率值，因此只需检测判断通信设备是否发送了RACH信号，只有在检测到通信设备发送RACH信号时，然后再判断该射频信号的方向，并形成定向波束进行信号遮蔽，若没有检测到RACH信号，遮蔽仪只需保持在检测工作状态，无需发送遮蔽信号，从而达到了有效的减小功耗的效果，大大减少了因发送遮蔽信号造成的电磁辐射。 [0028] 实施例一，参见图1所示，本实施例的通信遮蔽仪，包括阵列天线、射频前端、转换模块、以及信号处理单元，所述的阵列天线（比如四阵元等间距阵列天线）采集接收空间射频信号，并将所接收的射频信号发送至射频前端进行处理（比如放大、滤波等处理），然后射频前端将处理的射频信号发送至转换模块，生成输入信号并发送至信号处理单元，所述信号处理单元接收输入信号并进行RACH判别和目标方位
角估计，控制生成用于遮蔽目标的遮蔽信号，且根据目标的方向，将遮蔽信号调制生成定向波束的形式，遮蔽信号依次经过转换模块、射频前端进行处理后由阵列天线形成定向波束进行发射，其中，所遮蔽的目标是指被遮蔽信号的发射端。
[0029] 本发明的通信遮蔽仪，通过使用信号处理单元对所接收的信号进行RACH判别和目标方位角估计，并且信号处理单元可以针对目标方向生成特定频率的遮蔽信号，并定向发射，性能可靠，有效的减小了功耗，而且可以减少电磁辐射，保障了处在遮蔽区人员的人身安全。
[0030] 作为一个具体的实施例，所述的信号处理单元可以包括判别模块、波达方向估计模块、频率生成模块、以及定向波束形成模块，所述判别模块接收输入信号并进行RACH判别，而后根据判别结果确定是否控制激活遮蔽单元，即：通过将输入信号的功率电平值与预设的门限值相比较，若输入信号的功率电平值大于预设的门限值，则认为该输入信号为RACH信号，然后控制所述波达方向估计模块估计目标方向、以及同时控制所述频率生成模块生成遮蔽信号，遮蔽信号由定向波束形成模块生成定向波束，并发送至转换模块。 [0031] 由于阵列天线接收
模拟信号，而且信号比较弱，携带大量噪声，信号处理单元需要处理信号的为数字信号形式，因此，在射频信号被输送至信号处理单元之前，需要将射频信号进行处理（比如放大、滤波、变频至基带等处理），而且需要将模拟信号转换为数字信号，因此所述的转换模块包括用于生成输入信号的A/D转换模块；信号处理单元生成的遮蔽信号为数字信号形式，经过阵列天线发射必须为模拟信号，因此转换模块还包括用于转换遮蔽信号的D/A转换模块。
[0032] 本实施例的信号处理单元为基于FPGA（
现场可编程门阵列）的
数字信号处理器，数字信号处理器的系统为基于FPGA构建的多核并行处理SoPC（可编程片上系统），由单个芯片完成整个系统的主要逻辑功能，具备在系统可编程的升级能
力。
[0033] 由于一个精确的可调信号源对降低发射功率、提高遮蔽效果具有重要意义，所述的频率生成模块优选采用DDS（直接数字频率合成）软核处理器，DDS具有极高的频率
分辨率，极快的变频速度，且变频相位连续，
相位噪声较低，易于功能扩展和全数字话以及易于集成的优点，所述的波达方向估计模块优选采用DSP软核处理器，且判别模块和波束形成模块可以由SoPC系统中的32位MCU软核处理器实现。
[0034] 本通信遮蔽仪通过使用阵列天线向目标发送定向遮蔽信号，遮蔽目标精准，避免了遮蔽信号与需要遮蔽区域的范围不重合而存在
盲点、死角的现象，更是避免了现有一些遮蔽仪遮蔽区域不精准、对非遮蔽区域影响严重而遮蔽区域遮蔽效果不严的现象。 [0035] 基于上述的通信遮蔽仪，本发明同时提供了一种通信遮蔽方法，包括以下步骤： [0036] S1、扫描空间射频信号，并将所述射频信号进行信号处理生成输入信号；
[0037] S2、将输入信号的功率电平值与预设的门限值比对，若输入信号的功率电平值小于门限值，则返回步骤S1；
[0038] S3、若输入信号的功率电平值大于或等于门限值，则触发遮蔽模式，根据目标方向信息生成遮蔽信号，并将遮蔽信号调制后形成针对目标方向的定向波束发射，用于对目标通信进行遮蔽。
[0039] 由于阵列天线接收的信号为模拟信号，而且信号比较弱，携带大量噪声，信号处理单元需要处理信号的为数字信号形式，因此，步骤S1中将所述射频信号进行信号处理包括将射频信号进行放大、滤波、调频至基带、以及A/D转换处理。
[0040] 步骤S3中所述的触发遮蔽模式具体包括：
[0041] S31、根据输入信号估计目标方向、并根据目标方向生成遮蔽信号；
[0042] S32、将遮蔽信号进行幅度、相位调制生成针对目标方向的定向波束；
[0043] S33、对所述的定向波束进行处理并发射。
[0044] 由于本遮蔽方法针对在目标发射RACH信号时，才产生遮蔽信号（针对目标方向的定向波束）并发送，因此，若判断目标发射了RACH信号，则对目标的方向进行估计，并根据移动通信的下行频段生成相应频率的干扰信号，形成有效遮蔽，为了保证有效遮蔽目标，所述的定向波束优选采用定向扫频波束的形式。
[0045] 由于信号处理单元生成的定向波束为数字信号，而阵列天线发送的信号为模拟信号形式，步骤S33中对所述的遮蔽信号进行处理包括D/A转换、空域滤波处理。 [0046] 此外，为了在兼顾遮蔽效果的前提下尽可能的降低辐射时间，同时考虑到目标可能离开、关闭或者改变
位置，因此本遮蔽方法通过在启动遮蔽后持续0.5s然后关闭遮蔽模块，并重新扫描接收空间中的射频信号，如果检测到继续存在的通信联络过程，便重新定向，再次启动遮蔽模块，如此循环工作，可以进一步降低辐射，以及降低功耗。 [0047] 本遮蔽方法针对在目标发射RACH信号时，才产生遮蔽信号并定向发送，平时遮蔽仪只是保持在检测工作状态，无需发送遮蔽信号，有效的减小了功耗，大大减少了因发送遮蔽信号造成的电磁辐射。
[0048] 当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
