每一个人，都有被监听的可能，细思极恐！

每个人都有被监控的可能，请慎重考虑！

一

安全状态

1980年代和1990年代，在中国驻澳大利亚大使馆建设期间，澳大利亚情报和安全部门借机“暗中操纵”。我国多次打击澳大利亚情报人员针对我国的间谍活动。使馆投入使用后，中国有关部门在检查中发现，澳方在大楼内安装了大量窃听设备，包括最先进的吸震窃听装置和高频低频窃听设备。当时的高频电磁感应窃听器，几乎覆盖了每一层楼。地板甚至使馆储藏室都没有幸免，以至于中国政府不得不重建驻澳大利亚使馆。

窃听偷拍作为一种秘密摄像技术，经常出现在工作和生活的各个地方，并被各种活动所使用。窃听设备和针孔摄像头可以很容易地在线购买。有的摄像头伪装在各种电器和生活用品中，被不法分子用来侵犯隐私、窃取机密。

窃听器

照片窃取设备

这些窃听和窃听设备一般都放置在隐蔽的位置，肉眼难以察觉。在特殊工作场所、重要会议场所等重要工作区域，我们可以利用频谱监测设备发现和识别该场所的窃听和窃听设备。设备。

二

频谱监测系统设计

电磁频谱监测是指利用电磁测量技术对指定区域内的电磁波信号进行检测和测量的过程。监测信息包括频谱、调制方式、调制参数、信号强度、空间位置、运动轨迹等。通过对电磁信号的监测，综合各种信息进行综合分析判断，实现电磁空间电磁信号的发现和识别、信号的测向定位、可疑信号的解调和恢复、检测报告的自动生成。有效管理和控制电磁空间。

01

监控模型设计

无线频谱监测系统主要包括几个部分：天线系统、接收机系统、控制器系统、数据分析系统、定位定向系统、报表管理系统。

02

主要功能设计

①

天线系统

天线系统由不同的天线阵列组成，主要功能是接收来自外部电磁空间的信号，并将接收到的电磁波信号通过馈线传输到接收器。由于无线频谱监测系统需要监测的频段范围很广（普通无线设备的发射频率在9KHZ-6GHZ之间），为了适应各种类型的无线电波，天线系统应包括长波天线、中波天线、短波天线和微波天线。等待。

②

接收系统

接收系统由各种类型的接收器组成，其作用是接收来自电磁空间的电磁信号，并将其转换成各种需要的形式。在无线频谱监测过程中，接收机系统主要用于无线电信号识别和参数提取。不同的监测任务需要不同类型的接收器。广泛使用的接收机是超外差接收机。超外差接收机结构如下图所示：

超外差接收机首先接收来自天线的信号，经高频放大器放大、滤波器滤波后，与本振产生的信号一起加到混频器进行变频，得到中频频率信号，然后被中频和低频放大。解调等步骤，然后输出信号。

灵敏度和动态范围是评估接收机性能的两个最重要的指标。灵敏度是指接收机接收微弱信号的能力，以接收机的输入功率表示超外差中频调频接收机课程设计方框图，并受噪声系数、输出信噪比和外部噪声的影响。动态范围是指接收机正常工作时信号输入电平值的可变范围。下限由灵敏度决定，上限电平由保证不严重失真的输入信号电平值决定。超外差接收机结合了更大动态范围和更高灵敏度的优点。

③

数据分析系统

无线电监测数据分析是对不同空间、不同时间的监测数据进行分类整理，进行科学合理的统计。通过数学方法合理选取监测数据，针对不同的监测要求采用可信合理的模型，最终梳理出符合要求的数据形式和可靠结构。

通过实时记录各频段数字信号和模拟信号的最大强度变化和峰值，记录和分析环境中的可疑信号，用于检测车载GPS窃听设备和办公室窃听窃听设备。

通过对信号的识别和解调以及协议的分析，可以识别出多种信号调制方式，如AM、FM、ASK、FSK、MPSK、MQAM、CDMA、OFDM、CW等。信号解调是一种高级的信号分析可以识别和恢复信号内容的功能。与国内外同类设备相比，该产品不仅具有FM/AM标准信号的解调能力，还可以解调电​​视（PAL）和WiFi信号，还原可疑信号。音视频内容，从而更准确地判断可疑信号的威胁。

④

信号溯源定位系统

信号溯源定位系统是通过信号测向的方法找到信号的方向，然后根据多个方向监测其信号强度的变化。信号源的大致方向是通过测量信号的入射波方向来确定的。通常在信号横向过程中不主动发送电磁信号，只需要被动监测（因此也称为被动测向）。由于无线通信技术的多样化，各种通信技术层出不穷，信号具有瞬态性和可变性的特点，无线信号测向必须在接收到信号时在短时间内完成信号采样和横向测向的过程。出现，

⑤

报表管理系统

报告管理主要分为电磁空间监测环境监测报告和关键信号监测报告。电磁空间监测环境监测报告旨在监测环境中的电磁信号强度（时间、空间、频谱），监测信号源数量、时频调制特性等参数，区分电磁波的属性和合法性。信号。要求自动形成电磁环境监测报告。关键信号监测报告用于监测关键信号的频谱和时频调制参数，对信号进行详细的监测和分析，自动形成关键信号的评估报告。

03

频谱监测工作流程

无线电监测的任务和执行一般通过无线电管理控制来实现，包括单站监测和多站联合监测。针对无线电管理部门下达的不同监测任务，不同的监测站将实施不同的监测方式，如固定监测站和移动监测站。监控任务可以是例行监控，也可以是特殊监控。对于日常监测，可能有频段扫描、指定频率监测、固定频段监测等。具体的监测设备以监测任务为准，需要能够实现频谱监测、声音监测、方向等功能寻找和定位。

首先根据监测任务，确定监测区域，设置监测频段，设置完成后进行电磁信号的截获，并监测截获信号的参数信息，包括实际频谱占用情况，经批准的频谱占用、信号传输参数等。对信号进行信号分析和信号解调和恢复处理。下一步是根据监测任务确定是否需要生成相关的测试报告，然后与原始监测数据库进行参数对比分析，对电磁环境进行统计分析。当参数不符合要求时，判断是否为非法信号。如果是非法信号，进行测向定位，依法查处。同时将非法信号参数信息存储在信号特征库中，作为未来信号的参考；如果不是非法信号，则使用对频设备进行测向定位，并进行相应的处理。当参数满足要求时，将进入下一个频段的监测。以上所有监测结果都需要进行统计分类并存入数据库进行存储。使用对频设备进行测向定位，并进行相应的处理。当参数满足要求时，将进入下一个频段的监测。以上所有监测结果都需要进行统计分类并存入数据库进行存储。使用对频设备进行测向定位，并进行相应的处理。当参数满足要求时，将进入下一个频段的监测。以上所有监测结果都需要进行统计分类并存入数据库进行存储。

三

涉及的关键技术

1

电磁信号识别技术

电磁信号识别主要包括电磁信号频率测量、电磁信号带宽测量和电磁信号调制测量。

①

频率测量

信号的载频一旦确定，其频谱特性也就确定了，因此对信号载频的测量要求非常高。频率的测量分为两类，一类是传统的方法，包括拍频法（BF）、偏置频率法（OF）、直接利萨如法（DL）、频率计数器法（FC）、鉴频器法（FC） )、相位记录法(PR)、扫频分析仪法(SSA)；另一种是基于DSP的方法，包括FFT方法和瞬时频率测量方法（IFM）。

传统的频率测量方法通常是通过将要测量的频率与已知频率进行比较来获得的。例如，拍频法是对被测频率与变频振荡器的参考频率进行频率差，通过对差频的处理完成对被测频率的测量。然而，在现代通信中，大多数信号不仅仅是单频信号，甚至多个信号共享同一个信道。这类信号不能用传统方法直接测量，而必须通过信号的频谱特性来测量。分析。基于 FFT 分析的测量适用于这种情况。基于 FFT 分析的测量首先对信号进行采样，进行 A/D 转换，并对得到的数字信号进行FFT计算，得到信号的频率分量和幅值特性。最后，根据一定的判断标准，通过计算值分布得到监测信号的频率。而FFT分析方法具有分辨率高、精度高、灵活性好等特点。

②

带宽测量

带宽分为必要带宽和占用带宽。根据《无线电规则》中的定义，必要带宽是指刚好满足发射机传输速度和传输质量要求的带宽。占用带宽的意思是：“低于频率下限和高于频率上限的平均发射功率等于给定发射总功率的规定百分比β/2，β/2一般取0.@ >5%”。占用带宽的定义如图所示。

根据ITU-RSM.443-3建议书的建议，占用带宽的测量方法如下：首先，将得到的信号的频谱功率相加得到参考功率。首先从记录的最低频率开始，将每个频率的功率加上参考功率的0.@>5%得到第一个频率标记，然后从记录的最高频率开始，转到频率线的方向是以同样的方式相加，直到0.@>5%的参考功率得到第二个频率标记。占用带宽是两个标记频率之差。

③

调制测量

信号的调制可以是幅度或频率相位的变化，或两者兼而有之。调制信号可以是模拟信号或数字信号。对于无线电监测，应有各种调制信号的调制测量模式。但是，无论采用哪种测量方法，都需要提取信号的特征参数。

信号的调制测量可以分为三类：模式分类、决策理论分类和人工神经网络分类。模式分类方法假设可以通过固定数量的信号参数来区分不同的调制信号。由于信号的特征可以用固定的参数来描述，而不同的调制信号总是可以通过某个参数的差异来区分，所以描述不同调制信号的参数可以先存入特征库，然后再将描述不同调制信号的特征存入特征库。提取检测到的信号并与特征库进行比较，得到信号的调制方式。决策分类方法是基于似然比，可以通过选择待测信号和似然比最大的参考信号来确定信号的调制模型。人工神经网络分类方法最近才被用于信号分类和识别，还需要进一步发展。

2

电磁信号测向技术

无线电波在空间中传播具有匀速、直线传播的特点，测向天线通过接收信号产生的感应电势来反射信号入射波的方向，因此可以确定方向入射波的方向是信号源的方向。

首先通过定向天线单元接收来波信号，接收到的信号包含信号来波的方向信息，然后对接收信号进行变换处理，提取目标信号的方位角信息，最后处理方位角信息。用于存储或显示在终端中。

测向技术的区别在于使用哪种方法来测量和分析到达方向的信息。根据入射波测向技术的不同，测向可分为振幅测向、相位测向和空间谱测向三类。

①

幅度测向

幅度测向法主要利用天线阵列的方向特性。不同的方向对于接收到的入射波信号具有不同的幅度。信号的方向可以根据天线位置与接收信号幅度的关系来确定。幅度测向方法包括幅度比测向方法和-Watt测向方法。振幅测向法是通过接收天线的位置与波前的关系来获得方向性，从而确定入射波的方向。幅度法可分为最大信号法、最小信号法、比较法和综合法。-Watt 测向法与幅度比法的不同之处在于它在测向过程中不旋转天线方向图，而是计算反正切值。通常，-Watt DF 方法使用天线及其组合。

②

相位测向

相位测向法通过两个或多个天线在不同波阵面的输出信号的相位来确定入射波的方向。相位测向方法包括多普勒测向法、干涉仪测向法和时差测向法。

③

多普勒测向

多普勒测向方法使用多普勒效应进行测向。通过测量多普勒效应引起的频移，可以确定信号的到达方向。

该天线采用全向天线绕一点旋转超外差中频调频接收机课程设计方框图，其旋转角频率为半径为. 如果天线远离信号源，则天线上产生的信号的相位增量为负。当天线垂直于无线电波的传播方向时，相位增量为 。根据天线的位置和相位差可以得到入射波方向。

④

干涉仪测向

信号的到达方向是通过测量位于不同波前的天线接收到的信号的相位差来获得的。也称为相位比较法，需要两个不同的波前信号来产生相位差。

⑤

时差测向

时间差测向法是利用无线电波的不同波阵面的时间差在一定时间到达不同的天线单元进行测向。时差测向法要求不同天线元测量的来波时间精度相当高。并且由于信号一般持续时间较长，无法像雷达一样通过测量脉冲信号的上升沿和下降沿来测量信号的时间差。

⑥

时差测向

空间谱测向方法是基于空间谱估计，结合多元天线阵列和现代数字信号处理技术的一种新型测向技术。其原理是通过对每个阵元天线信号的相关函数进行数学推导和傅里叶变换，将测向问题转化为估计其空间谱的问题。

空间谱测向方法比其他测向方法具有更好的性能，因为它使用多元天线阵列来记录来自多个方向的信号特征，因此与传统测向方法相比，空间谱测向方法具有更好的性能。精度和分辨率。更高。

3

信号定位技术

信号定位是指通过测向确定信号源的位置信息。无线电定位的方法主要有交叉定位法、动态定位法和时差定位法。

交叉定位法。交叉定位法是利用多台监控设备交叉定位信号源，更符合实际情况。最简单的情况是两个监测站分别对信号源的来波进行测向，两个方向的交点就是信号源的方向。同一信号多站定位的本质是对来自不同测向站的测向数据进行综合处理。对于两个以上监测站的定位，有两种算法可以提高定位精度：加权平均法和最小间隙法。

动态定位法。动态定位法是指同一检测设备在不同位置进行检测，通过在不同时间、不同位置测量信号源的方向来定位。如果将同一台测向机在不同时间、不同位置视为多个测向站，则动态定位法与多站定位法没有本质区别。

时差定位法 (TDOA)。时差定位法是利用信号到达监测站在已知位置形成的等时双曲线的交点进行定位。

四

总结

本文主要基于电磁空间安全现状，针对电磁空间频谱监测技术的研究，利用电磁相关监测技术，根据管理要求对指定范围内的电磁空间信号进行监测，并能自动生成相关监测根据要求报告。对异常信号进行捕捉、分析和风险判断，发现基于无线传输的窃听设备。该设备可满足超宽频带（9KHz-6GHz）信号的高速分析定位，对可疑信号进行追踪定位，解调信号，将无线信号还原为文本、音频、视频。通过对所有频段的无缝扫描，

五

参考

[1]当前安全形势的相关内容来自《凤凰网》202日29日的新闻报道0.@>6.

[2] 卞新豪．电磁环境监测系统的研究与开发。东南大学。2015

[3] 陆斌，张悦，张晓飞，史志新，徐国坤。基于大数据的电磁频谱数据分析技术。中国科学院信息工程研究所、中国科学院大学网络安全研究所、国家无线电监测中心。2019

[4] 王庆. 全频段电磁频谱监测设备总体方案与设计。西安电子科技大学。2012

[5] 马伟. 认知无线电频谱检测技术研究。北京邮电大学. 2010

[6] 马泽军．电磁频谱监测与认知服务技术研究。西安电子科技大学。2019

孙鹏科 / 中复信息（北京）研究院

文章来源:http://www.toutiao.com/a6857757737426944519/

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