[发明专利]匀速运动无线系统间的相位同步系统

摘要

本发明公开了一种匀速运动无线系统间的相位同步系统。包括主单元和从单元；主单元包括三个信号源、上变频器、两个下变频器、合路器和二分频器；从单元包括分路器、上变频器、二分频器和微分锁相环。主单元向从单元发射信号，并接收从单元的反馈信号，对反馈信号中与运动状态相关的相位信息进行处理；从单元接收主单元的发射信号，从中分离出两路信号进行上变频，得到的信号一部分进行二分频后发射回主单元，另一部分作为微分锁相环的输入，消除主从单元间匀速运动引起的相位累积，实现主单元和从单元之间存在相对匀速运动情况下，从单元的输出信号与主单元的基准信号保持同步。本发明可用于波束成形、精确测距、卫星同步通信等研究应用领域。

主权项

一种匀速运动无线系统间的相位同步系统，其特征在于：系统包括主单元和从单元；其中：主单元：包括参考信号源(1)，基准频率源(2)，辅助参考信号源(3)，主单元第一下变频器(4)，主单元上变频器(5)，合路器(6)，主单元二分频器(7)，主单元第二下变频器(8)；参考信号源(1)与合路器(6)的第一输入端连接，基准频率源(2)与主单元下变频器(4)的第一输入端连接，主单元下变频器(4)的输出端分为两路，一路接主单元合路器(6)的第二个输入端，另一路接主单元二分频器(7)的输入端，合路器(6)的输出端与主单元发射天线相连，主单元二分频器(7)的输出端与主单元第二下变频器(8)的第一个输入端连接，主单元第二下变频器(8)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(8)的输出端与主单元上变频器(5)的第一个输入端连接，主单元上变频器(5)的另一个输入端与辅助参考信号源(3)连接，上变频器(5)的输出端与主单元第一下变频器(4)的第二个输入端连接；从单元：包括分路器(9)，从单元上变频器(10)，从单元二分频器(11)，微分锁相环(12)，合成信号源(13)；接收天线与分路器(9)的输入端连接，分路器(9)的第一输出端和第二输出端，分别与从单元上变频器(10)的第一输入端和第二输入端连接，从单元上变频器(10)有两个输出端，第一个输出端经从单元二分频器(11)与从单元发射天线连接，第二个输出端与微分锁相环(12)的输入端连接，微分锁相环(12)的输出端为从单元的合成信号源(13)；当主从单元间存在相对匀速运动时，运动信息将包含在τ′(s)中，系统的误差传递函数为：其中系统相位差e‑τs为时间延迟τ的拉普拉斯变换，系统相位域模型中为主单元基准频率源相位域模型，为从单元输出信号相位域模型，τ为因传输距离L引起的时间延迟，τ′(s)为因传输距离变化或运动状态变化引起的相位干扰，HDiv(s)为二分频模块，τ′(s)＝1/s，表示两单元间存在相对匀速运动，则根据终值定理，得到稳态误差为：当有一个恒定速度时，传播距离线性变化，因距离而引起的时间延迟τ也会随时间线性变化，然而，因为e‑τs总是收敛于1，所以上式也总是收敛的；由(2)式可知，当主从单元间存在相对匀速运动时，从单元上变频器(10)的稳态输出信号相位随时间线性变化，即k是与运动速率有关的定值。