全頻段考試作弊干擾器的設(shè)計

宋琨

摘 要：隨著通訊設(shè)備的普及，在各大類型的考試中，參考人員利用無線電通訊設(shè)備作弊現(xiàn)象越來越多，針對這種情況，有關(guān)考試中心增加了考試作弊干擾器，干擾通訊設(shè)備的信息傳輸。本文設(shè)計了一種全頻段覆蓋的掃描式考試作弊干擾器，具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、控制精準(zhǔn)等特點，實現(xiàn)了干擾無線通訊的要求。

關(guān)鍵詞：全頻段；無線電通訊；考試作弊干擾器；設(shè)計

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.24.119

電子科技的發(fā)展促進了電子通訊設(shè)備的更新，在各大考試現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)了利用電子通訊設(shè)備作弊的現(xiàn)象日益增多，電子設(shè)備也五花八門，大到普遍使用的手機、小到文字手表、甚至還有可收發(fā)短信的電子橡皮等。筆者設(shè)計的干擾器主要是采用發(fā)射干擾波的方式，干擾電磁波信號的收發(fā)，達(dá)到屏蔽效果。

1 干擾器的設(shè)計原理

影響電磁波信號傳輸?shù)囊蛩赜袃蓚€，一是信號的頻率，只有相同頻率的信號才能相互識別，才能解讀電磁波所攜帶的信息；二是信號的強弱，當(dāng)兩個相同頻率的信號同時發(fā)出信息時，并且其中一個要遠(yuǎn)強于另一個，那么信號強會抵消信號弱的，這種情況下基站只能接收到強信號的電波。考試作弊干擾器就是利用這一現(xiàn)象，將干擾器在一定范圍內(nèi)發(fā)射高強信號的全頻段電磁波，這種全頻段電磁波覆蓋了作弊設(shè)備的電磁波頻率，由于干擾器的信號要遠(yuǎn)強于作弊設(shè)備發(fā)射的信號，因此基站無法接收到作弊設(shè)備發(fā)射的信息，嚴(yán)重時，可以完全屏蔽作弊設(shè)備的信號。

2 干擾器硬件電路

本文設(shè)計的干擾器的硬件電路中，主要包括五大組件電路：信號發(fā)生器電路、變頻電路、功率放大電路、單片機電路和電源電路。這五大電路系統(tǒng)共同組成了考試作弊干擾器的工作電路，下面將具體介紹各電路的連接路線：

2.1 信號發(fā)生器電路

考試作弊干擾器的干擾波屬于正弦波，此干擾波是由信號發(fā)生器電路中文氏電橋振蕩器，通過電流震蕩產(chǎn)生的正弦形電磁波。文氏電橋振蕩器的工作原理是，由文氏電橋原理計算得出電路的信號頻率，在振蕩器的兩端接通電源，在文氏電橋振蕩器中，有兩組電橋組成。第一組電橋中，一個較大阻值的電阻R1與電容器C1組成電橋的一個臂，另一個較小阻值的電阻R2與電容器C2組成另一個臂，這一組電橋作為產(chǎn)生正弦波的發(fā)生器；第二組電橋起到穩(wěn)定正弦波振幅的作用，可以通過調(diào)節(jié)電橋臂中的電容器C3，達(dá)到調(diào)節(jié)正弦波的振幅波動，減小偏差的目的。正弦波的輸出端與功率放大電路相連，正弦波通過功率放大電路后，使干擾器的干擾信號增強，可以覆蓋考試作弊設(shè)備的信號。

2.2 變頻電路

變頻電路的作用是改變干擾波的頻率，使之在一定范圍內(nèi)做周期性反復(fù)，從而實現(xiàn)全頻段干擾。變頻電路是一個常見的LC震蕩電路，有電感線圈L1、電容器C4和變?nèi)荻O管D1組成，其中的變?nèi)荻O管D1是隨其兩端電壓的變化而變化的，電壓的變化，引起變?nèi)荻O管D1的電容變化，電容的變化，由導(dǎo)致正弦波頻率的變化，總體來說，由變頻電路電壓的周期性變化，引導(dǎo)信號發(fā)生器產(chǎn)生的正弦波周期性變化，由此實現(xiàn)全波段的干擾。

2.3 功率放大電路

功率放大電路的主要作用是增強干擾信號的發(fā)射功率，使干擾電磁波的功率達(dá)到干擾作弊設(shè)備的最佳范圍，實現(xiàn)最佳干擾效果。本設(shè)計中采用的功率放大器是以S2K3476芯片為核心，配以電源濾波組件，其中電源濾波組件是由兩個電容器組成，在干擾信號通過高頻發(fā)射三極管后，在功率放大電路中，經(jīng)電源濾波后，輸出信號穩(wěn)定、功率較強的干擾波。在功率放大電路中存在一個特殊電容器——耦合電容器，該電容器的作用是切斷各工作部件的聯(lián)系性，使各部件相互獨立，避免相互間的影響。

2.4 單片機電路

單片機電路的主要作用是通過控制單片機繼電器的開關(guān)，實現(xiàn)對電路中電感線圈的選擇控制，在本設(shè)計中的單片機電路中存在三組電感線圈，分別連接在兩個單片機繼電器上，在1號單片機上并聯(lián)連接兩組電感線圈，當(dāng)輸入低電平時，接通電感線圈1，當(dāng)輸入高電平時，接通電感線圈2，當(dāng)在2號單片機上輸入低電平時，接通電感線圈3，此過程中實現(xiàn)電感線圈的選擇控制。在兩個單片機繼電器中，一個連接高頻發(fā)射三極管，一個連接在用于吸收反向電壓的二極管。

3 干擾器測試結(jié)果

此干擾器在設(shè)計完成后，通過對CDMA800、GSM900、DCS1800、PCS1900、WCDMA等多個頻段進行干擾測試，測試結(jié)果表明，在860～960MHz頻率范圍內(nèi)的輸出功率為15.3 dBm，有效范圍達(dá)35米。在經(jīng)過設(shè)備升級后，在干擾電磁波輸出端添加射頻功率放大器后，可有效增加干擾波的功率，使得干擾效果有明顯提升。在有效范圍內(nèi)，筆者試驗了使用手機、文字手表等作弊設(shè)備進行發(fā)送信息，發(fā)現(xiàn)均受到嚴(yán)重干擾，手機基本處于無信號狀態(tài)，可以說干擾效果明顯。該設(shè)備對考試用的廣播聽力幾乎沒有影響，不會對考試造成負(fù)面影響，可廣泛應(yīng)用于職稱考試和校園正規(guī)考試中。

4 結(jié)論

綜上所述，本文中提到的考試作弊干擾器的設(shè)計方法簡單，干擾器裝置小巧易帶，并且該設(shè)計中加入了單片機裝置，使干擾器的電感范圍得到增大，進而實現(xiàn)全頻段屏蔽無線電通信信號。本設(shè)計可以廣泛應(yīng)用于各類職稱考試、執(zhí)業(yè)資格考試、公務(wù)員錄用考試等，有效避免考試作弊現(xiàn)象的發(fā)生。

參考文獻：

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