GSM/CDMA手机信号RF无线干扰器设计分析

周剑峰

摘 要：在重要活动开展过程中，手机信号RF无线干扰器可以发挥抑制手机通信的作用，从而为活动开展提供信息安全保障。基于此，本文结合GSM/CDMA手机通信特点，对手机信号RF无线干扰器设计方法进行了探讨，并对设计方案有效性进行了验证，为关注这一话题的人们提供参考。

关键词：GSM/CDMA手机;RF无线干扰器;射频信号

引言：在手机已经得到普及应用的背景下，网络泄密行为的防控成为了人们普遍关注的话题。设计手机信号RF无线干扰器，能够在特定空间范围内对手机通信进行抑制，避免出现泄密问题。结合这一需求，还应针对常见的GSM/CDMA手机完成RF无线干扰器设计，以便使智能网络产品通信得到及时阻断。

1手机信号无线干扰器概述

手机信号无线干扰器又被称之为手机信号屏蔽器、阻断器，能够通过发射无线射频信号对手机通信实施同频电磁干扰，促使手机在干扰信号覆盖的区域内无法进行信号的接收和发送。在干扰器的作用下，手机无法与基站保持正常通信，会出现“无信号”、“无服务”等提示。干扰器通常由电源、扫描控制单元、分段射频模块、发射天线、放大器单元等部分构成，可以利用信号发生器产生扫描信号，利用倒相器倒相后，使信号进入振荡器得到调制，从而处于移动通信工作频段上[1]。利用放大器进行放大处理，能够以无线电波形式向空中发射，最终达到干扰手机通信的效果。

2 GSM/CDMA手机信号RF无线干扰器的设计分析

2.1设计思路

针对GSM/CDMA手机进行信号RF无线干扰器设计，还要明确手机抗干扰容限指标。在FDMA/TDMA体制下，无需过强功率，施加的干扰信号只要达到手机接收抗干扰容限就可以起到干扰作用，导致手机无法正常进行信号发射和接收。在手机设计中，动态范围越大拥有较强的抗干扰能力，为避免干扰带来误码，还要提出合理的纠错编码方案。提高解调门限的信噪比，并采取多址方式，能够使手机的抗干扰能力得到增强。此外，手机线性度、灵敏度等指标越优异，抗干扰能力也越强。综合考虑各项因素，在干扰器设计上可以采用多种方案。首先可以实施上行链路干扰，对通信基站进行干扰，但从手机使用角度来讲并不可取。对下行链路进行干扰，需要干扰手机接收信号，不会给基站带来过大影响。具体在干扰方法选择上，可以采用噪声干扰法，需要利用射频发生器在手机有效工作频带内施加噪声干扰，能够保证效果，但需要解决发生器的功率放大问题[2]。此外，也可以采用频率扫描等干扰法，在拟干扰频段内进行干扰信号发射，与手机信号碰撞后将导致信噪比产生或误码率增加，起到良好干扰效果。

2.2结构设计

在设计RF无线干扰器时，系统主要由噪声放大、隔声放大、混频器、微波开关、功率放大器等部件构成。基带噪声信号源经过放大后，将在微波开关上施加，接通VCO后能够对随机干扰噪声进行输出。信号源同时也将输入到隔声放大装置中，利用DDS单片机芯片AD9852进行混频输出控制，能够输出点频干扰和扫频干扰。在芯片中，内置有12bit的DAC，输出的模拟信号中包含多个等频率分量，可以利用低通滤波器滤除。在输出控制方面，芯片采用SPI口，能够提供CLK和FSK信号，在5种模式下输出不同的射频信号，包含单一频率信号和扫频信号。利用微波开关对干扰模式进行选择，能够实现频率输出控制。而GSM/CDMA手机工作频段为869-960MHz和1805-1880MHz，干扰中心频率可以划分为低频和高频，分别为914MHz和1842MHz，能够实现双频段连续全双工输出，功率可以达到5dBm。输出阻抗为50Ω，信号为纯载波，不能调制，频率输出控制灵敏度可以达到20-25MHz。对全频段进行扫描时，能够达到100ms。从整机干扰情况来看，干扰器有效距离在50m以内，在无遮挡的情况下低频传输损耗达到65dB，高频损耗达到71dB。

2.3干扰方式

通过上述设计，能够使干扰器采取多种干扰方式对手机信号发送和接收实施干扰。首先，将微波开关接通VCO口，可以发射随机干扰信号，在手机信号频率范围内产生随机的干扰信号，导致目标频率被淹没，出现信噪比降低的情况，导致正常通信受到抑制。微波开关接通BPF，系统将调取信号发射程序，判断是否进行扫频干扰发射，如果选择发射扫频干扰将允许相应程序，产生FSK信号，否则将实现电频信号输出。根据手机信号频率，直接利用系统进行点频信号输出控制，直接向手机频率输出干扰信号，能够使手机通信得到抑制。此外，也可以实施扫频干扰，在手机信号频率范围内进行扫码，确定干扰信号频率与通信频谱达到较高碰撞概率后，可以进行信号发射，促使通信误码率增加，达到有效干擾手机信号通信的目标。从系统干扰功能实现情况来看，利用单片机实现无线射频输出控制，能够产生高分辨率的干扰频率，达到有效干扰手机通信的效果。而系统操作灵活、便利，能够满足设计要求。

2.4功能测试

在干扰器功能测试阶段，测试对象信号接收信道分别为947.4MHz（GSM手机）和878.5MHz（CDMA手机），处于满电状态，在屏蔽室环境下完成抗干扰测试。从测试结果来看，手机抗干扰容限在-47dBm左右，整机输出功率达到21.6dBm。对天线增益进行双频段吸顶，损耗约1dB，干扰器最终输出功率依然为22dBm。相比较而言，CDMA手机抗干扰性能较差，将会受到纯载波干扰。

结论：综上所述，在对手机信号RF无线干扰器进行设计时，还要结合手机抗干扰容限合理设定干扰器工作频段和中心频率，并合理选择干扰方式。结合信号产生需求，可以完成干扰器的结构和技术指标设计，确保干扰器充分发挥信号抑制功能。从干扰器功能测试结果来看，设计的干扰器可以采用随机干扰、点频干扰等多种干扰形式抑制手机通信，因此可以获得一定应用前景。

参考文献：

[1]赵培尧.5G时代手机信号干扰器的商机简析[J].商讯，2019（24）：20.

[2]吕西伟.移动通信网络质量差 缘于手机屏蔽器干扰[J].中国无线电，2018（08）：66.