[发明专利]匀速运动无线系统间的相位同步系统

说明书

技术领域

本发明涉及无线传输系统，尤其是涉及一种匀速运动无线系统间的相位同步系统。

背景技术

在多基地射频和微波系统中，相位同步是一个关键且具有挑战性的技术，尤其是当远程系统之间存在相对运动的情况。相位同步，或称相位相干，被定义为一个状态的两个信号保持彼此之间固定的相位关系，这是现代高性能雷达系统的关键技术之一。通过使发射的雷达信号都定义为单一的参考频率基准，相干雷达就可以从强背景散射中鉴别运动目标。在合成孔径雷达(SAR)遥感应用中，同步技术尤为重要，相位信息被广泛地用来获得高距离分辨率和良好的噪声性能。

最近几年，多基地SAR系统引起了微波工程领域的研究热潮。多基地SAR系统是由两个(BiSAR)或更多(MultiSAR)空间独立的单基地雷达组成，与单基地雷达系统相比，多基地SAR系统呈现了许多优异性能，如同时进行多视图检测，相当大的合成孔径，前向成像，灵活且经济的系统构建。然而，为了实现这样的优势，相比单基地雷达，多基地雷达系统要求远程系统之间严格的相位同步，以无线方式实现这些单基地雷达之间的远程相位同步是多基地雷达系统实际应用之前必须解决的最具挑战性的技术问题之一。

到目前为止，已有针对远程微波系统间建立相位同步的研究。包括适合线性阵列的相位稳定系统，级联远程锁相环(RPLLs)。另外，一些实验研究结果表明，两个远程微波系统之间可以有效地实现相位同步，这些远程系统诸如射电天文望远镜，平方公里阵列(SKA)，精密的测距系统，分布式孔径合成系统和相控阵，以及无线传感器网络。然而，现存的所有相位同步方法只适用于静止的多站系统。由于多基地SAR雷达主要应用于空天和卫星中，在具有相位移动的微波系统之间建立远程相位同步就显得尤为关键。

发明内容

本发明的目的在于提供一种匀速运动无线系统间的相位同步系统，该系统中的空间分布单元之间在相互之间存在相对匀速运动的情况下，各单元输出的基准频率信号之间保持同步。匀速运动无线系统间的相位同步系统

本发明采用的技术方案是：

系统包括主单元和从单元；其中：

主单元：包括参考信号源，基准频率源，辅助参考信号源，主单元第一下变频器，主单元上变频器，合路器，主单元二分频器，主单元第二下变频器；参考信号源与合路器的第一输入端连接，基准频率源与主单元下变频器的第一输入端连接，主单元下变频器的输出端分为两路，一路接主单元合路器的第二个输入端，另一路接主单元二分频器的输入端，合路器的输出端与主单元发射天线相连，主单元二分频器的输出端与主单元第二下变频器的第一个输入端连接，主单元第二下变频器的第二个输入端与主单元接收天线连接，主单元第二下变频器的输出端与主单元上变频器的第一个输入端连接，主单元上变频器的另一个输入端与辅助参考信号源连接，上变频器的输出端与主单元第一下变频器的第二个输入端连接；

从单元：包括分路器，从单元上变频器，从单元二分频器，微分锁相环，合成信号源；接收天线与分路器的输入端连接，分路器的第一输出端和第二输出端，分别与从单元上变频器的第一输入端和第二输入端连接，从单元上变频器有两个输出端，第一个输出端经从单元二分频器与从单元发射天线连接，第二个输出端与微分锁相环的输入端连接，微分锁相环的输出端为从单元的合成信号源。

所述主单元二分频器和从单元二分频器由Analog Devices公司的ADF4360系列芯片搭建。

所述微分锁相环：包括鉴相器、环路滤波器、微分器和压控振荡源级联组成的负反馈相位环路。

本发明具有的有益效果是：

本发明中单元间通信收发不同频率，实现了信道隔离，减小了主从单元间传输信号间的干扰，提高系统稳定性和精确度。当单元间存在相对匀速运动时，从单元中微分锁相环能消除由于匀速运动而不断积累的相位误差，实现从单元的输出信号与主单元的基准频率源频率相同相位同步。本发明体积小，重量轻，具有便于携带安装的特点。可用于波束成形、精确测距、卫星同步通信等研究应用领域。

附图说明

图1是本发明实现的原理框图。

图2是二分频器原理图。

图3是上下变频器原理图。

图4是合路器原理图。

图5是分路器原理图。

图6是微分锁相环的原理图。

图7是微分锁相环中微分器的原理图。

图8是系统不包含微分锁相环模块的相位域模型图。