[發明專利]一種基于海洋環境的定向干擾裝置

有效

• 申請號: 201710657654.5
• 申請日: 2017-08-03
• 公開（公告）號: CN107483142B
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發明（設計）人: 齊潔;孫海信;苗永春;許靜萱;周明章;成墾
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: H04K3/00
• 分類號: H04K3/00;H04B11/00;H04B13/02
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應森;曾權

一種基于海洋環境的定向干擾裝置，涉及空氣聲學、水聲學與信號處理。設有水聲信號采集輸入模塊、調理電路、模數采樣器、信號處理模塊、掩蔽干擾發生器、功率放大模塊、匹配電路和超聲波陣列換能器；水聲信號采集輸入模塊、調理電路、模數采樣器模塊、信號處理模塊依次相連；信號處理模塊的輸出端與同時連接至少2個掩蔽干擾發生器，至少2個掩蔽干擾發生器、功率放大模塊、匹配電路、超聲波陣列換能器依次連接；信號處理模塊對于采集到的水聲信號進行分析，確定頻率范圍與功率譜的大小，信號處理模塊的處理結果輸出至每個掩蔽干擾發生器，掩蔽干擾發生器從不同角度產生掩蔽干擾，形成干擾信號并通過超聲陣列換能器發送，實現干擾防竊聽。

技術領域

本發明涉及空氣聲學、水聲學與信號處理，尤其是涉及一種基于海洋環境的定向干擾裝置。

背景技術

近年來，隨著電子技術的飛速發展，水下開發步伐的加快，其水下通信與水下防竊聽保護變得越來越迫切。其水下環境下的信息隱蔽與信息保護，由于海洋環境的復雜性，其面臨很大的挑戰，一般的水下竊聽的類型與方式也逐漸實現了隱蔽，很難做到消除與預防。

技術的發展，一方面使得人們對于自身的信息得以便利的保存，一方面是的大眾的隱身有隨時暴露的危險，甚至與保密部門、政法機關都都面臨這嚴重的隱私危機，在嚴重侵犯人們的隱私權的同時，也危及著國家的安全。

常見的水下竊聽方法主要是布設各種水下監聽傳輸裝置，同時現有的海洋電子產品其信息技術的的功能也在逐漸的普及，其形式與使用的方式，包括隱蔽的手段也在逐漸的更新，很難通過簡單的搜身、巡視的方式達到根除竊聽的目的，因此需要提出更加專業的方法與裝置來達到防竊聽的目的。

為了防竊聽的實施，一些方法已經被試用，并達到了一定的效果，如通過打字互傳、紙條互傳、電磁干擾屏蔽、小尺度通信等方式來實現，但是這些方式都會帶了很大的不便，不利于人們的交流與信息交互的目的，往往達不到預期交流的目的。

掩蔽效應會使得聽覺系統對聲音的辨別與感知的能力降低。早期已有實驗表明，當兩個聲音信號時間間隔足夠短時，受試者將兩個聲音信號辨識為一個聲音，且只能確認前導聲(時間上靠前的聲音)的位置而無法確認滯后聲(時間上靠后的聲音)的位置，即前導聲對滯后聲有前掩蔽效應；同時滯后聲對前導聲的感知上也存在一定程度的后掩蔽效應。前掩蔽效應和后掩蔽效應統稱為時域掩蔽，時域掩蔽產生的主要原因是由于人的大腦需要花費一定的時間來處理信息。通常認為，前掩蔽效應時間很短，只有5～20ms，而后掩蔽效應可以持續50～200ms。水聲信號學上的研究表明，人耳可感受的頻率f的范圍為20Hz～20kHz，并且對頻率f的分辨能力是非均勻的。當f位于100～500Hz范圍內，可辨識的兩個純音的頻率之差為1.8Hz，而當f位于500Hz～16kHz范圍內，相對頻率分辨率幾乎是不變的，即△f/f＝-3.5％。由此，人們將20Hz～20kHz的頻率范圍劃分為620個頻率間隔。一般來講，頻率較低的聲音容易掩蔽頻率較高的聲音，反之則較難掩蔽?；诖耍蓪㈩l率f映射到人耳感知頻率尺度上，即Bark尺度對應的臨界帶寬。臨界帶寬，是指用中心頻率為f的噪聲來掩蔽頻率為f的純音時，改變掩蔽聲音(噪聲)的頻帶△f，當剛能聽到被掩蔽聲音(純音)時掩蔽聲音的頻帶。當掩蔽噪聲的帶寬小于臨界帶寬時，隨噪聲的帶寬的增加，能掩蔽住純音f的聲音強度不斷增加，但當掩蔽噪聲的帶寬達到臨界帶寬后，繼續增加噪聲的帶寬就不能再提高掩蔽量了。因此，根據當前發展的需求，設計與實現一種具有能夠防止竊聽功能的方法與裝置，具有重要的意義。

發明內容

本發明的目的在于解決當前水下信息安全被侵犯的竊聽問題，提供借用聲音掩蔽在海洋中的應用，實現水下通信的防竊聽，達到保護信息目的一種基于海洋環境的定向干擾裝置。