[發(fā)明專利]勻速運(yùn)動(dòng)無(wú)線系統(tǒng)間的相位同步系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410401226.2
• 申請(qǐng)日: 2014-08-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104168017B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐金金;冉立新
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): H03L7/08
• 分類號(hào): H03L7/08;H03L7/085;H04L7/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司33200
• 代理人: 林懷禹

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無(wú)線傳輸系統(tǒng)，尤其是涉及一種勻速運(yùn)動(dòng)無(wú)線系統(tǒng)間的相位同步系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在多基地射頻和微波系統(tǒng)中，相位同步是一個(gè)關(guān)鍵且具有挑戰(zhàn)性的技術(shù)，尤其是當(dāng)遠(yuǎn)程系統(tǒng)之間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)的情況。相位同步，或稱相位相干，被定義為一個(gè)狀態(tài)的兩個(gè)信號(hào)保持彼此之間固定的相位關(guān)系，這是現(xiàn)代高性能雷達(dá)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。通過(guò)使發(fā)射的雷達(dá)信號(hào)都定義為單一的參考頻率基準(zhǔn)，相干雷達(dá)就可以從強(qiáng)背景散射中鑒別運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。在合成孔徑雷達(dá)(SAR)遙感應(yīng)用中，同步技術(shù)尤為重要，相位信息被廣泛地用來(lái)獲得高距離分辨率和良好的噪聲性能。

最近幾年，多基地SAR系統(tǒng)引起了微波工程領(lǐng)域的研究熱潮。多基地SAR系統(tǒng)是由兩個(gè)(BiSAR)或更多(MultiSAR)空間獨(dú)立的單基地雷達(dá)組成，與單基地雷達(dá)系統(tǒng)相比，多基地SAR系統(tǒng)呈現(xiàn)了許多優(yōu)異性能，如同時(shí)進(jìn)行多視圖檢測(cè)，相當(dāng)大的合成孔徑，前向成像，靈活且經(jīng)濟(jì)的系統(tǒng)構(gòu)建。然而，為了實(shí)現(xiàn)這樣的優(yōu)勢(shì)，相比單基地雷達(dá)，多基地雷達(dá)系統(tǒng)要求遠(yuǎn)程系統(tǒng)之間嚴(yán)格的相位同步，以無(wú)線方式實(shí)現(xiàn)這些單基地雷達(dá)之間的遠(yuǎn)程相位同步是多基地雷達(dá)系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用之前必須解決的最具挑戰(zhàn)性的技術(shù)問(wèn)題之一。

到目前為止，已有針對(duì)遠(yuǎn)程微波系統(tǒng)間建立相位同步的研究。包括適合線性陣列的相位穩(wěn)定系統(tǒng)，級(jí)聯(lián)遠(yuǎn)程鎖相環(huán)(RPLLs)。另外，一些實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明，兩個(gè)遠(yuǎn)程微波系統(tǒng)之間可以有效地實(shí)現(xiàn)相位同步，這些遠(yuǎn)程系統(tǒng)諸如射電天文望遠(yuǎn)鏡，平方公里陣列(SKA)，精密的測(cè)距系統(tǒng)，分布式孔徑合成系統(tǒng)和相控陣，以及無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)。然而，現(xiàn)存的所有相位同步方法只適用于靜止的多站系統(tǒng)。由于多基地SAR雷達(dá)主要應(yīng)用于空天和衛(wèi)星中，在具有相位移動(dòng)的微波系統(tǒng)之間建立遠(yuǎn)程相位同步就顯得尤為關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種勻速運(yùn)動(dòng)無(wú)線系統(tǒng)間的相位同步系統(tǒng)，該系統(tǒng)中的空間分布單元之間在相互之間存在相對(duì)勻速運(yùn)動(dòng)的情況下，各單元輸出的基準(zhǔn)頻率信號(hào)之間保持同步。勻速運(yùn)動(dòng)無(wú)線系統(tǒng)間的相位同步系統(tǒng)

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

系統(tǒng)包括主單元和從單元；其中：

主單元：包括參考信號(hào)源，基準(zhǔn)頻率源，輔助參考信號(hào)源，主單元第一下變頻器，主單元上變頻器，合路器，主單元二分頻器，主單元第二下變頻器；參考信號(hào)源與合路器的第一輸入端連接，基準(zhǔn)頻率源與主單元下變頻器的第一輸入端連接，主單元下變頻器的輸出端分為兩路，一路接主單元合路器的第二個(gè)輸入端，另一路接主單元二分頻器的輸入端，合路器的輸出端與主單元發(fā)射天線相連，主單元二分頻器的輸出端與主單元第二下變頻器的第一個(gè)輸入端連接，主單元第二下變頻器的第二個(gè)輸入端與主單元接收天線連接，主單元第二下變頻器的輸出端與主單元上變頻器的第一個(gè)輸入端連接，主單元上變頻器的另一個(gè)輸入端與輔助參考信號(hào)源連接，上變頻器的輸出端與主單元第一下變頻器的第二個(gè)輸入端連接；

從單元：包括分路器，從單元上變頻器，從單元二分頻器，微分鎖相環(huán)，合成信號(hào)源；接收天線與分路器的輸入端連接，分路器的第一輸出端和第二輸出端，分別與從單元上變頻器的第一輸入端和第二輸入端連接，從單元上變頻器有兩個(gè)輸出端，第一個(gè)輸出端經(jīng)從單元二分頻器與從單元發(fā)射天線連接，第二個(gè)輸出端與微分鎖相環(huán)的輸入端連接，微分鎖相環(huán)的輸出端為從單元的合成信號(hào)源。

所述主單元二分頻器和從單元二分頻器由Analog Devices公司的ADF4360系列芯片搭建。

所述微分鎖相環(huán)：包括鑒相器、環(huán)路濾波器、微分器和壓控振蕩源級(jí)聯(lián)組成的負(fù)反饋相位環(huán)路。

本發(fā)明具有的有益效果是：

本發(fā)明中單元間通信收發(fā)不同頻率，實(shí)現(xiàn)了信道隔離，減小了主從單元間傳輸信號(hào)間的干擾，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和精確度。當(dāng)單元間存在相對(duì)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，從單元中微分鎖相環(huán)能消除由于勻速運(yùn)動(dòng)而不斷積累的相位誤差，實(shí)現(xiàn)從單元的輸出信號(hào)與主單元的基準(zhǔn)頻率源頻率相同相位同步。本發(fā)明體積小，重量輕，具有便于攜帶安裝的特點(diǎn)。可用于波束成形、精確測(cè)距、衛(wèi)星同步通信等研究應(yīng)用領(lǐng)域。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的原理框圖。

圖2是二分頻器原理圖。

圖3是上下變頻器原理圖。

圖4是合路器原理圖。

圖5是分路器原理圖。

圖6是微分鎖相環(huán)的原理圖。

圖7是微分鎖相環(huán)中微分器的原理圖。

圖8是系統(tǒng)不包含微分鎖相環(huán)模塊的相位域模型圖。