一种电磁波的屏蔽方法及装置.pdf

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种采用简单、方便、低成本的手机、寻呼机
电磁波屏蔽方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

在电磁波通讯系统中，接收装置与发送装置之间的联系有接收装置发往发送装置
的上行信号和发送装置发往接收装置的下行信号两条链路，因此只要切断上述任一链
路，就可使接收装置与发送装置失去联系，对本发明而言，为了只中断所需静音的空
间而不对其它空间产生影响，本装置选择干扰的目标为接收装置的接收频段，特别是
本装置发射的信号干扰的是BP机、手机的接收频段而不是发射频段。

一种电磁波屏蔽方法，采用同频率的超过原电磁波强度的电磁波发射到需屏蔽的
空间中，最好为原电磁波的强度比现场电磁波信号强度的电磁波强度高3dB。具体方法
为：

1、确定需屏蔽场所的原电磁波的强度；

2、在需屏蔽的场所发射比原电磁波信号强度高3dB以上的电磁波信号。

需屏蔽场所的原电磁波的强度，可根据基站发散功率、发射频率、基站天线高
度、屏蔽场所离基站的距离，由公式1计算得到屏蔽场所的原电磁波的强度，也可采用
电磁波强度测试仪测量得到。

所需的发射功率的计算过程如下：

需屏蔽场所的原电磁波的强度P_R可用以下经验公式计算得到：

P_R＝10lgP_G-L_f

式中：P_G为基站发散功率，W；

      L_f为传输损耗功率，dBW

由陆地基本传输公式(市区)可知，基站下行信号的传输损耗功率L_f为

L_f＝69.55+26.16lgf-13.82lgh+(44.9-6.55lgh)lgd+α(h)+S(a)

式中：f为信号频率，MHz；

      h为基站天线高度，m；

      d为传输距离，Km，

      α(h)和S(a)为修正因子。

为计算方便，省略α(h)和S(a)。

将L_f代入得

P_R＝10lgP_G-[69.55+26.16lgf-13.82lgh+(44.9-6.55lgh)lgd]+α(h)+S(a)

为简化分析，设在主信道和左右邻道内的能量有干扰效果，其余的干扰能量都无
干扰作用，干扰信号为多载频信号，能量平均分布在各信道内，则信号总能量与有效
干扰能量之比η为：

η＝3*每个信道的带宽/信道总带宽

有效干扰能量Pη

P_η＝P_R+3+(32.45+20lgf+20lgd)

式中：P_R为屏蔽场所的原电磁波的强度，dB

      f为信号频率，MHz；

      d为传输距离，Km。

信号的总功率P_j为

P_j＝P_η/η

因此干扰信号的功率与干扰的覆盖区域与通信信号在该区域的电平有关，只要干
扰信号的功率大于等于P_j时，就可实现有效屏蔽。如果一个干扰装置对该区域不能有
效覆盖时，可以采用多个装置多个点分区域同时实施干扰的方法来实现。

传统的宽带信号的产生方法一般由三角波调频或锯齿波调频产生，但由调频方法
产生的宽带信号由于在每个频率点上驻留的时间随带宽的增加而缩短，因此还不能最
佳实现对手机、BP机的干扰，本发明发现采用由图1框图所发射的电磁波信号，能有
效实现对电磁波信号的干扰。

本发明由选择振荡器OSC产生所需的载波信号，宽带谱产生器产生具有较好干扰
效果的基带宽带信号，经过宽带调制器后，产生一个能覆盖某一接收频段的信号，经
过小功率放大后，送入相应的频段的天线发射。选择振荡器OSC产生的振荡频率仅次
于用户终端的接收频段的中心频率附近，根据不同的对象，选择不同的中心频率不对
应，使产品能适应不断的移动通讯信号频段的需要。宽带谱产生器产生一宽带的基带
信号，该基带信号由丰富的一系列频谱分量组成，各频谱分量之间的间隔远小于通信
信道的间隔，以保证总有一定的干扰频谱在接收信道内。基带信号的带宽取决于接收
频段的信道总带宽和OSC的频率稳定度一般来说，如果因OSC的频率不稳定使载波频
率偏离接收频段的中心的最大频率为Ofmax，则基带信号的带宽Bwg为：

Bwg≥Bwa+2Δfmax

Bwg为基带信号的带宽

Bwa为接收信道总带宽

Δfmax为载波频率与接收频段中心频率的最大频率差。

综上所述，由OSC产生的载波信号经衰减，放大后，送入宽带调制器的载波输入
端，与来自宽带谱产生器的基站信号进行宽带调制后，实现了对基带信号频谱搬移，
经宽带调制器输出的信号已覆盖了一个通信信道的接收频段，该信号经过滤波放大，
衰减等外理后，送入小功率放大器，小功率放大器最大发射功率一般不超过0.5W，经放
大后的信号通过天线发射到所需屏蔽的空间。

一种采用上述方法屏蔽电磁波的装置，由选择振荡器OSC与宽带谱产生器产生具
有较好干扰效果的基带宽带信号，经过宽带调制器后，产生一个能覆盖某一接收频段
的信号，经过功率放大器后，送入相应的频段的天线发射。

如上所述的屏蔽电磁波的装置，由数个由上述相同电路结构的不同频率的电磁波
屏蔽装置构成。

本发明具有较好的可控性和可扩展性。当不同频段的通讯设备需屏蔽时，根据相
同原理，制造出不同频段的电磁波发射出去。在本装置中，只要选择振荡器OSC产生
不同的振荡频率，就可对不同通信产品进行干扰，因此，根据不同的对象，选择不同
的中心频率，就可以使产品适应不断发展的无线通信的需要。同时，使用时，只要连
上或断开某个频段的电路，就可屏蔽或不屏蔽某个频段的通讯设备，十分方便。

由于本发明采用发射电磁波的方法屏蔽电磁信号，必须考虑其对人体的影响。众
所周知，电磁波对生物体的影响，有热效应和非热效应两种，热效应是指由于电磁波
照射到生物体引起其组织器管的加热作用所产生的生理影响；非热效应是指除热效应
以外电磁波对生物体产生的生理影响，微波和超短波对人体的伤害主要是热效应，大
剂量或长时间的微波照射可以使人体温度升高，产生高温生理反应，使人体组织和器
官受到损伤。功率密度计算公式：W＝P/(4πd²)，

假如安装位置离人体约1米处

W＝P/(4πd²)＝0.5/(4π)＝0.04(W/m²)＝4μW/cm²

该值远小于中国国家标准允许的每日八小时的平均功率密度50，更小于短时间暴
露的允许剂量，因此，利用本发明对人体是安全的。

利用本发明对所需空间实现静音的同时，还能影响其周边空间的寻呼机、手机的
正常通信。干扰信号的强度计算公式：

P_2η＝10lgP_j-(32.45+20lgf+20lgd)-10lgη-50

式中：P_j为发射信号的功率，W

      f为信号频率，MHz；

      η为信号总能量与有效干扰能量之比；

      d为传输距离，Km，

假设最大发射功率为0.5W，混泥土墙对信号的隔离为50dB，在墙体另一侧的1米
处的有效干扰信号为

P_2η＝10lgP_j-(32.45+20lgf+20lgd)-10lgη-50

显然，当该处的通信信号电平大于-71dBmW时就可实现有效通信。其实当该处
的通信信号电平小于-71dBmW时，还可通过降低干扰装置的发射功率来达到相同的
目的，即采用多个小功率的同类装置分布在整个所需屏蔽的空间中。

与现有技术相比，本发明的优点在于直接采用电磁波同频率的信号进行覆盖，不
用改变原有建筑结构，方便、省时、成本低。