一种移动目标高精度时间同步系统的制作方法

1.本实用新型属于无线通信的技术领域，具体涉及一种移动目标高精度时间同步系统。


背景技术：

2.双向对比时间同步技术是当今时间统一技术领域研究的热点。卫星双向时间对比已经有较多的应用。卫星共视时间传递就是定位于不同地点的两个（或多个）观测点，用卫星共视设备异地同时观测同一颗卫星的同一时标信号，测量本地时钟信号与该时标信号的伪距或时间差，经过数据处理、各项修正和观测结果传递交换、再处理，实现异地两两之间的高精度时间传递。
3.目前市场上还没有基于微波技术的双向时间对比设备应用产品。为了填补基于微波技术的无线授时的这一市场，提出了一种应用于移动目标的高精度时间同步系统，实现了远距离授时。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种移动目标高精度时间同步系统，本实用新型通过中频调制单元、上变频单元将发送信号依次经过中频调制、上变频至微波频率范围，然后经过双工器上行、天线向外辐射出信号；通过天线接收外部信号，然后依次经过双工器下行、下变频至中频、中频解调出接收信号。
5.本实用新型主要通过以下技术方案实现：
6.一种移动目标高精度时间同步系统，包括a站和b站，所述a站和b站分别设置有收发系统，所述收发系统包括从左至右依次连接的时钟源、时间编码器、中频与射频机构、时间解码器、时间间隔计数器，所述中频与射频机构包括从左至右依次连接的中频调制单元、上变频单元、双工器、下变频单元、中频解调器；所述a站和b站的收发系统还分别包括与双工器连接的定向天线、全向天线。
7.本实用新型在使用过程中，两个移动目标本地的时钟源编码产生时码，然后通过调制发射出微波信号，给另一个目标接收微波信号，解调后输出时间信息与另一个目标本地时间做对比，双方同时收发就实现了时间双向对比。收发组件负责发送信号中频调制、上变频至微波频率范围、经过双工器上行、天线向外辐射出信号。另一方面，天线接收外部信号、经过双工器下行、下变频至中频、中频解调出接收信号。本实用新型中的时钟源、时间编码器、中频调制单元、上变频单元、双工器、下变频单元、中频解调器、时间解码器、时间间隔计数器均为现有市售产品，为现有技术，故不再赘述。
8.为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述a站的收发系统的时间编码器与时间间隔计数器连接，所述时钟源的输出端还与时间间隔计数器连接；所述b站的收发系统还包括时延器以及与时延器连接的信号处理器，且时钟源的输出端分别与时延器、时间间隔计数器连接，且时间解码器通过信号处理器与时延器连接，且时间间隔计数器的输出端分别
与信号处理器、时间编码器连接。
9.为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述中频调制单元、上变频单元通过脉冲功率放大器完成中频调制和上变频，所述脉冲功率放大器用于接收ttl数字信号和载波并将射频信号依次放大、衰减、调制、放大后输出。所述脉冲功率放大器为现有技术且不是本实用新型的主要改进点，故不再赘述。
10.为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述下变频单元包括带通滤波器、低噪声放大器；所述中频解调器包括波形检测模块，所述波形检测模块用于完成中频解调并输出接收ttl信号。
11.本实用新型在使用过程中，微波载波频率源的频率为5.8ghz，由系统10mhz时钟基频通过dro技术变频至5.8ghz。微波载波与中频信号混频产生上行射频信号。脉冲功率放大器是一个指令发射模块，输入为发送ttl数字信号和载波，将射频信号经过放大、衰减、调制、放大后输出，完成中频调制和上变频功能。双工器完成收发射频信号切换，保证收发能同时工作。天线负责接收和发送空气中的射频信号。带通滤波器让有用接收射频信号通过，阻挡通带之外的信号。波形检测模块完成中频解调，输出接收ttl信号。
12.为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述a站和b站的距离小于等于10km。
13.为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述同步系统的频率源的频率为5.8ghz。
14.本实用新型的有益效果：
15.本实用新型不需要卫星作为中介，两站之间直接无线通信实现双向时间对比，具有较好的灵活性和机动性，在发射端和接收端的距离较远时，也能很好的实现时间同步，具有较好的实用性；本实用新型对于移动场景有较好的应用，比如说，无人机、舰船、车载等，市场应用前景较好，具有较好的实用性。
附图说明
16.图1为中频与射频机构的原理框图；
17.图2为时间同步系统的原理框图；
18.图3为时间同步系统的单站收发链路结构示意图。
具体实施方式
19.实施例1：
20.一种移动目标高精度时间同步系统，如图1、图2所示，包括a站和b站，所述a站和b站分别设置有收发系统，所述收发系统包括从左至右依次连接的时钟源、时间编码器、中频与射频机构、时间解码器、时间间隔计数器，所述中频与射频机构包括从左至右依次连接的中频调制单元、上变频单元、双工器、下变频单元、中频解调器；所述a站和b站的收发系统还分别包括与双工器连接的定向天线、全向天线。
21.本实用新型在使用过程中，两个移动目标本地的时钟源编码产生时码，然后通过调制发射出微波信号，给另一个目标接收微波信号，解调后输出时间信息与另一个目标本地时间做对比，双方同时收发就实现了时间双向对比。收发组件负责发送信号中频调制、上变频至微波频率范围、经过双工器上行、天线向外辐射出信号。另一方面，天线接收外部信号、经过双工器下行、下变频至中频、中频解调出接收信号。
22.实施例2：
23.本实施例是在实施例1的基础上进行优化，如图2所示，所述a站的收发系统的时间编码器与时间间隔计数器连接，所述时钟源的输出端还与时间间隔计数器连接；所述b站的收发系统还包括时延器以及与时延器连接的信号处理器，且时钟源的输出端分别与时延器、时间间隔计数器连接，且时间解码器通过信号处理器与时延器连接，且时间间隔计数器的输出端分别与信号处理器、时间编码器连接。
24.本实用新型在使用过程中，两个移动目标本地的时钟源编码产生时码，然后通过调制发射出微波信号，给另一个目标接收微波信号，解调后输出时间信息与另一个目标本地时间做对比，双方同时收发就实现了时间双向对比。收发组件负责发送信号中频调制、上变频至微波频率范围、经过双工器上行、天线向外辐射出信号。另一方面，天线接收外部信号、经过双工器下行、下变频至中频、中频解调出接收信号。
25.本实用新型不需要卫星作为中介，两站之间直接无线通信实现双向时间对比，具有较好的灵活性和机动性，在发射端和接收端的距离较远时，也能很好的实现时间同步，具有较好的实用性。
26.本实施例的其他部分与实施例1相同，故不再赘述。
27.实施例3：
28.本实施例是在实施例1或2的基础上进行优化，如图3所示，所述中频调制单元、上变频单元通过脉冲功率放大器完成中频调制和上变频，所述脉冲功率放大器用于接收ttl数字信号和载波并将射频信号依次放大、衰减、调制、放大后输出。
29.进一步地，所述下变频单元包括带通滤波器、低噪声放大器；所述中频解调器包括波形检测模块，所述波形检测模块用于完成中频解调并输出接收ttl信号。
30.本实用新型不需要卫星作为中介，两站之间直接无线通信实现双向时间对比，具有较好的灵活性和机动性，在发射端和接收端的距离较远时，也能很好的实现时间同步，具有较好的实用性。
31.本实施例的其他部分与上述实施例1或2相同，故不再赘述。
32.实施例4：
33.一种移动目标高精度时间同步系统，如图1、图2所示，包括a站和b站，所述a站和b站分别设置有收发系统，所述收发系统包括从左至右依次连接的时钟源、时间编码器、中频与射频机构、时间解码器、时间间隔计数器，所述中频与射频机构包括从左至右依次连接的中频调制单元、上变频单元、双工器、下变频单元、中频解调器；所述a站和b站的收发系统还分别包括与双工器连接的定向天线、全向天线。
34.如图2所示，所述a站的收发系统的时间编码器与时间间隔计数器连接，所述时钟源的输出端还与时间间隔计数器连接；所述b站的收发系统还包括时延器以及与时延器连接的信号处理器，且时钟源的输出端分别与时延器、时间间隔计数器连接，且时间解码器通过信号处理器与时延器连接，且时间间隔计数器的输出端分别与信号处理器、时间编码器连接。
35.如图3所示，微波载波频率源的频率为5.8ghz，由系统10mhz时钟基频通过dro技术变频至5.8ghz。微波载波与中频信号混频产生上行射频信号。脉冲功率放大器是一个指令发射模块，输入为发送ttl数字信号和载波，将射频信号经过放大、衰减、调制、放大后输出，
完成中频调制和上变频功能。双工器完成收发射频信号切换，保证收发能同时工作。天线负责接收和发送空气中的射频信号。带通滤波器让有用接收射频信号通过，阻挡通带之外的信号。波形检测模块完成中频解调，输出接收ttl信号。
36.本实用新型的主要性能指标如下：
37.a)中频：70mhz；
38.b)射频：5~8ghz之间硬件可调；
39.c)本振：10mhz，相噪等指标根据实测情况进行调整；
40.d)频率源：5.8ghz，功率为-18～-15dbm；
41.e)发送信号：输出方波，vpp为5v，偏置2.5v，频率为1mhz，占空比50%，ttl数字信号；
42.f)时延：中频调制前后引入的时间波动在1ns量级；
43.g)同步精度：《5ns；
44.h)场景1：地面固定a站+地面固定b站；
45.i)场景2：地面固定a站+机动无人机b站；
46.j)距离：a站与b站的距离不超过10km。
47.本实用新型在使用过程中，两个移动目标本地的时钟源编码产生时码，然后通过调制发射出微波信号，给另一个目标接收微波信号，解调后输出时间信息与另一个目标本地时间做对比，双方同时收发就实现了时间双向对比。收发组件负责发送信号中频调制、上变频至微波频率范围、经过双工器上行、天线向外辐射出信号。另一方面，天线接收外部信号、经过双工器下行、下变频至中频、中频解调出接收信号。
48.本实用新型不需要卫星作为中介，两站之间直接无线通信实现双向时间对比，具有较好的灵活性和机动性，在发射端和接收端的距离较远时，也能很好的实现时间同步，具有较好的实用性。
49.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。