一种用于微波侦听的无源信标装置

摘要

本发明公开了一种用于微波侦听的无源信标装置，包括：侦听端雷达、采集端天线、功率分配器、整流滤波电路、拾音装置和混频器。侦听端雷达发射高能量载波，采集端天线接收并传输给功率分配器；功率分配器从高能量载波提取交流能量，整流滤波电路将交流能量转换为直流能量，为微波侦听信标源装置提供能量；拾音器和混频器用于高质量的拾音工作，以及声音电信号与高频载波的调制。本发明降低了装置被侦测的概率，提升了侦听效果，满足了长时间部署使用的需求。

说明书

技术领域

本发明涉及无线侦听技术领域，特别是一种用于微波侦听的无源信标装置。

背景技术

语言作为一种最直接、最有效的信息载体，在人类社会中扮演着重要角色，对特定群体或目标谈话内容的侦听一直是国家安全部门、情报机关、刑侦单位的重要工作内容，因此形式各异的侦听装置也借此获得了大力发展。

微波侦听作为侦听技术的新兴代表，以其高度的隐蔽性及较远的侦听距离的特性发展迅速。目前微波侦听装置主要有工作原理主要是探测由声音引起的反射器表面微动，信标装置一般为导电性和弹性良好的平板或谐振体。

以前苏联专为美国大使馆的侦听计划设计的装置“金唇”为例，其主要设计思想为，声音引起鼓膜震动，通过鼓膜的位移改变拾音装置中空腔的电容，天线与电容腔相连，电容的容值决定了天线的参数性能。由高功率电磁波照射天线，其返回波形中包含所需的音频信息，由此完成侦听工作。此种信标装置存在着现有无源信标装置的共有弊端，对反射器材质或要求较高、回波信号处理较复杂、信标的雷达散射截面较小等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种准确、实时、高效的用于微波侦听的无源信标装置。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种用于微波侦听的无源信标装置，包括侦听端雷达、采集端天线、功率分配器、整流滤波电路、拾音装置和混频器；

所述采集端天线、功率分配器、整流滤波电路和拾音装置顺次相连；所述功率分配器的一个输出端接入整流滤波电路、另一个输出端接入混频器的一个输入端口，拾音装置的输出端接入混频器的另一个输入端口，混频器的输出端接入采集端天线；所述采集端天线、功率分配器、整流滤波电路之间以微波传输线相连。

进一步地，所述采集端天线、功率分配器、整流滤波电路和混频器均基于印刷微带线结构，由双层介质板材夹持共用接地板；采集端天线采用微带阵列天线，一发一收，以同轴馈电。

进一步地，所述功率分配器、整流滤波电路、拾音装置、混频器设置于双层介质板的一面，采集端天线设置于双层介质板的另一面；采集端天线在馈电处开通孔，利用铜柱连接至另一面的功率分配器。

进一步地，所述侦听端雷达对采集端天线发射载波，由采集端天线接收并传输给功率分配器。

进一步地，所述功率分配器同时与采集端天线和混频器相连，功率分配器将采集端天线输出的基波信号传输至混频器。

进一步地，所述混频器与功率分配器和拾音装置相连，混频器同时接收功率分配器和拾音装置供给的信号，混频后传输至采集端天线发射一路，由侦听端雷达接收，并从中解调出声音信号。

进一步地，拾音装置采集声音信号并转换为电信号传输至混频器。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：(1)以微波作为能量和信息媒介，提高了抗干扰能力，降低了被侦测概率；(2)以微带阵列天线作为采集端天线，缩小了装置体积同时增加了接收效率；(3)使用高质量拾音装置，提高了侦听端接收到的信号的信噪比，改善侦听质量；(4)不需要额外的供电装置，适应各种对体积和电池敏感的环境，满足长时间部署的需求。

下面结合说明书附图对本发明做进一步描述。

附图说明

图1是本发明用于微波侦听的无源信标装置的结构示意图。

图2是本发明用于微波侦听的无源信标装置的整流滤波电路图。

图3是本发明用于微波侦听的无源信标装置的俯视图。

图4是本发明用于微波侦听的无源信标装置的俯视反向视图。

具体实施方式

本发明以微波作为媒介，采集端天线接收到的能量一部分用于语音信号采集的拾音器供能，一部分用作声音电信号的调制载波，提高侦听端接收到信号的信噪比，避免微弱信号处理，采集端与侦听端无需直接接触，即可准确、实时、高效获取语音信息。

本发明用于微波侦听的无源信标装置，包括侦听端雷达1、采集端天线2、功率分配器3、整流滤波电路4、拾音装置5和混频器6；

所述采集端天线2、功率分配器3、整流滤波电路4和拾音装置5顺次相连；所述功率分配器3的一个输出端接入整流滤波电路4、另一个输出端接入混频器6的一个输入端口，拾音装置5的输出端接入混频器6的另一个输入端口，混频器6的输出端接入采集端天线2；所述采集端天线2、功率分配器3、整流滤波电路4之间以微波传输线相连。

进一步地，所述采集端天线2、功率分配器3、整流滤波电路4和混频器6均基于印刷微带线结构，由双层介质板材夹持共用接地板；采集端天线2采用微带阵列天线，一发一收，以同轴馈电。

进一步地，所述功率分配器3、整流滤波电路4、拾音装置5、混频器6设置于双层介质板的一面，采集端天线2设置于双层介质板的另一面；采集端天线2在馈电处开通孔，利用铜柱连接至另一面的功率分配器3。

进一步地，所述侦听端雷达1对采集端天线2发射载波，由采集端天线2接收并传输给功率分配器3。

进一步地，所述功率分配器3同时与采集端天线2和混频器6相连，功率分配器3将采集端天线2输出的基波信号传输至混频器6。

进一步地，所述混频器6与功率分配器3和拾音装置5相连，混频器6同时接收功率分配器3和拾音装置5供给的信号，混频后传输至采集端天线发射一路，由侦听端雷达1接收，并从中解调出声音信号。

进一步地，拾音装置5采集声音信号并转换为电信号传输至混频器6。

本发明装置的工作过程如下：侦听端雷达1产生高能量、单频电磁波作为载波，经由自身天线对信标装置进行发射；载波在自由空间中传播一定距离，其中一部分能量被采集端天线2捕获，通过采集端天线2将捕获到的自由空间电磁波形式的能量转化为在同轴线中传输的导行波形式的能量；采集端天线2将接收到的能量传输至功率分配器3，功率分配器3单路接收、两路输出，通过调节输出端等效阻抗实现不等功率分配，将较低能量传输至其他信标线路作为载波用于语音信号调制，将较高能量传输至整流滤波电路4的整流电流；整流电路将交流形式的能量整合成为脉动直流电形式的能量，并将其输出至整流滤波电路4的滤波电路，实现对脉动直流电中所含高频分量的滤除并输出稳定的直流能量，用于驱动拾音装置5；拾音装置5获得工作电压后，实现语音信号的采集，并将机械波形式语音信号转化为电信号，输出至混频器6，实现语音信号与载波的调制；已调信号经过功率分配器3传输至采集端天线2发射部分，利用采集端天线2将此信号辐射至自由空间中，由侦听端对此信号进行捕获，通过解调还原对应语音信息。

下面结合实施例对本发明做进一步详细的描述：

实施例1

结合图1，一种用于微波侦听的无源信标装置，包括侦听端雷达、采集端天线、功率分配器、整流滤波电路、拾音装置和混频器。

利用拾音装置完成语音信号采集与能量形式转换，此处以驻极体麦克风为例，驻极体麦克风系列中低功耗型号的工作电压U_DS＝1.5V，工作电流I_DS＝0.1mA，则其功耗为0.15mW，即-8dBm。

利用混频将语音信号调制至载波过程中，需要载波能量驱动工作，以双平衡混频原理为例，需要-80dBm，此部分功率极小，可并入拾音装置所需能量计算；

结合图2，利用整流滤波电路，将交流形式的能量整合成为脉动直流电形式的能量，滤除所含高频分量并输出稳定的直流能量，以Avago的HSMS-2862肖特势垒二极管为例，采用倍压整流电路，其效率约为70％，采集端天线捕获能量应大于-7dBm。

以35GHz工作频率为例，当侦听端雷达发射功率为36dBm，发射天线增益为25dB，采集端天线增益为12dB时，则在10米距离内信标捕获能量大于-5dBm(0.3162mW)。

结合图3和图4可知，此用于微波侦听的无源信标装置结构紧凑，体积小、易于隐蔽；电力供应持续，只要侦听端雷达发出高能量载波信号，采集端天线即可获得能量，满足长时间部署的需求，同时可获得高质量的侦听效果。