全频段考试作弊干扰器的设计

宋琨

摘 要：随着通讯设备的普及，在各大类型的考试中，参考人员利用无线电通讯设备作弊现象越来越多，针对这种情况，有关考试中心增加了考试作弊干扰器，干扰通讯设备的信息传输。本文设计了一种全频段覆盖的扫描式考试作弊干扰器，具有结构简单、使用方便、控制精准等特点，实现了干扰无线通讯的要求。

关键词：全频段；无线电通讯；考试作弊干扰器；设计

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

电子科技的发展促进了电子通讯设备的更新，在各大考试现场发现了利用电子通讯设备作弊的现象日益增多，电子设备也五花八门，大到普遍使用的手机、小到文字手表、甚至还有可收发短信的电子橡皮等。笔者设计的干扰器主要是采用发射干扰波的方式，干扰电磁波信号的收发，达到屏蔽效果。

1 干扰器的设计原理

影响电磁波信号传输的因素有两个，一是信号的频率，只有相同频率的信号才能相互识别，才能解读电磁波所携带的信息；二是信号的强弱，当两个相同频率的信号同时发出信息时，并且其中一个要远强于另一个，那么信号强会抵消信号弱的，这种情况下基站只能接收到强信号的电波。考试作弊干扰器就是利用这一现象，将干扰器在一定范围内发射高强信号的全频段电磁波，这种全频段电磁波覆盖了作弊设备的电磁波频率，由于干扰器的信号要远强于作弊设备发射的信号，因此基站无法接收到作弊设备发射的信息，严重时，可以完全屏蔽作弊设备的信号。

2 干扰器硬件电路

本文设计的干扰器的硬件电路中，主要包括五大组件电路：信号发生器电路、变频电路、功率放大电路、单片机电路和电源电路。这五大电路系统共同组成了考试作弊干扰器的工作电路，下面将具体介绍各电路的连接路线：

2.1 信号发生器电路

考试作弊干扰器的干扰波属于正弦波，此干扰波是由信号发生器电路中文氏电桥振荡器，通过电流震荡产生的正弦形电磁波。文氏电桥振荡器的工作原理是，由文氏电桥原理计算得出电路的信号频率，在振荡器的两端接通电源，在文氏电桥振荡器中，有两组电桥组成。第一组电桥中，一个较大阻值的电阻R1与电容器C1组成电桥的一个臂，另一个较小阻值的电阻R2与电容器C2组成另一个臂，这一组电桥作为产生正弦波的发生器；第二组电桥起到稳定正弦波振幅的作用，可以通过调节电桥臂中的电容器C3，达到调节正弦波的振幅波动，减小偏差的目的。正弦波的输出端与功率放大电路相连，正弦波通过功率放大电路后，使干扰器的干扰信号增强，可以覆盖考试作弊设备的信号。

2.2 变频电路

变频电路的作用是改变干扰波的频率，使之在一定范围内做周期性反复，从而实现全频段干扰。变频电路是一个常见的LC震荡电路，有电感线圈L1、电容器C4和变容二极管D1组成，其中的变容二极管D1是随其两端电压的变化而变化的，电压的变化，引起变容二极管D1的电容变化，电容的变化，由导致正弦波频率的变化，总体来说，由变频电路电压的周期性变化，引导信号发生器产生的正弦波周期性变化，由此实现全波段的干扰。

2.3 功率放大电路

功率放大电路的主要作用是增强干扰信号的发射功率，使干扰电磁波的功率达到干扰作弊设备的最佳范围，实现最佳干扰效果。本设计中采用的功率放大器是以S2K3476芯片为核心，配以电源滤波组件，其中电源滤波组件是由两个电容器组成，在干扰信号通过高频发射三极管后，在功率放大电路中，经电源滤波后，输出信号稳定、功率较强的干扰波。在功率放大电路中存在一个特殊电容器——耦合电容器，该电容器的作用是切断各工作部件的联系性，使各部件相互独立，避免相互间的影响。

2.4 单片机电路

单片机电路的主要作用是通过控制单片机继电器的开关，实现对电路中电感线圈的选择控制，在本设计中的单片机电路中存在三组电感线圈，分别连接在两个单片机继电器上，在1号单片机上并联连接两组电感线圈，当输入低电平时，接通电感线圈1，当输入高电平时，接通电感线圈2，当在2号单片机上输入低电平时，接通电感线圈3，此过程中实现电感线圈的选择控制。在两个单片机继电器中，一个连接高频发射三极管，一个连接在用于吸收反向电压的二极管。

3 干扰器测试结果

此干扰器在设计完成后，通过对CDMA800、GSM900、DCS1800、PCS1900、WCDMA等多个频段进行干扰测试，测试结果表明，在860～960MHz频率范围内的输出功率为15.3 dBm，有效范围达35米。在经过设备升级后，在干扰电磁波输出端添加射频功率放大器后，可有效增加干扰波的功率，使得干扰效果有明显提升。在有效范围内，笔者试验了使用手机、文字手表等作弊设备进行发送信息，发现均受到严重干扰，手机基本处于无信号状态，可以说干扰效果明显。该设备对考试用的广播听力几乎没有影响，不会对考试造成负面影响，可广泛应用于职称考试和校园正规考试中。

4 结论

综上所述，本文中提到的考试作弊干扰器的设计方法简单，干扰器装置小巧易带，并且该设计中加入了单片机装置，使干扰器的电感范围得到增大，进而实现全频段屏蔽无线电通信信号。本设计可以广泛应用于各类职称考试、执业资格考试、公务员录用考试等，有效避免考试作弊现象的发生。

参考文献：

[1]吴江寿.校园手机智能屏蔽网管理系统的研发[J].科技视界，2015.

[2]简彬.考试系统防作弊的实现方法[J].电子技术与软件工程，2014.endprint