本發(fā)明屬于無線電，具體涉及一種基于無線電微波同步的分布式頻率源裝置及其實現(xiàn)方法。

背景技術(shù)：

1、雷達(dá)作為高精度目標(biāo)探測設(shè)備而被廣泛使用。隨著技術(shù)的發(fā)展，雷達(dá)目標(biāo)探測距離和分辨率的要求越來越高。傳統(tǒng)的單基雷達(dá)通過提高系統(tǒng)效率和增加天線孔徑提高目標(biāo)探測距離和分辨率，但這會帶來成本的顯著增加。分布式多基雷達(dá)是一種新型雷達(dá)體制，它采用分布式多站點協(xié)同探測的方法，可有效提高系統(tǒng)天線孔徑，從而增加雷達(dá)探測距離和分辨率。與體積、功耗相當(dāng)?shù)膯位走_(dá)相比，其探測距離、精度和抗干擾能力會得到顯著提高，是雷達(dá)的重要研究方向。

2、分布式多基雷達(dá)的波束形成，要求不同站點之間的雷達(dá)頻率源相位同步和時間同步，以確保探測信號為相干信號，同時還需要實時測量站點間的距離，以使得探測信號在目標(biāo)上充分重疊。通常用于分布式站點之間相位同步和時間同步的方法包括利用導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)進(jìn)行同步、遠(yuǎn)程光電傳輸同步、無線電微波同步等方法。利用導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)進(jìn)行同步需要外界參考信號，遠(yuǎn)程光電傳輸同步方法不需要外界參考信號，但要求站點間地形簡單、且站點位置固定。無線電微波同步方法以空間作為微波傳遞的媒介，站點間的位置可實時移動，應(yīng)用場景靈活，在移動式雷達(dá)協(xié)同探測中具有較大的應(yīng)用前景，如無人機(jī)編隊協(xié)同探測，衛(wèi)星編隊協(xié)同探測等。

3、在移動式多基雷達(dá)中，為了獲得高水平相干增益，必須在站點移出通道的相干時間之前，實現(xiàn)站間距離測量，同時站間距離精度需要實現(xiàn)發(fā)射波形波長的幾分之一量級的精度。根據(jù)crlb理論，測量精度與回波信號的頻譜離散程度成正比，在不同波形之中雙音信號的頻譜離散度最大，因此使用雙音信號可以獲得更優(yōu)的距離測量精度。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為此，本發(fā)明提出了一種基于無線電微波同步的分布式頻率源裝置及其實現(xiàn)方法。一方面，本發(fā)明提供了一種基于無線電微波同步的分布式頻率源裝置，另一方面，本發(fā)明還提供一種時間和相位同步方法，設(shè)計了一種雙音波形，在完成參考頻率信號遠(yuǎn)程傳輸?shù)耐瑫r，還能實現(xiàn)站點之間的高精度距離測量，為多基雷達(dá)獲得高水平相干增益提供了技術(shù)條件。

2、本發(fā)明的一種基于無線電微波同步的分布式頻率源裝置，包括晶振、頻率綜合模塊、混頻濾波器1、天線1、角反射器、天線2、混頻濾波器2、混頻濾波器3、天線3、天線4、測距模塊。

3、晶振的輸出端與頻率綜合模塊的輸入端相連，頻率綜合模塊有三路輸出，一路與混頻濾波器1的輸入端相連，一路與混頻濾波器3的輸入端相連，一路作為分布式頻率源裝置的本地頻率源輸出給外部系統(tǒng)使用，混頻濾波器1的輸出端與天線1相連，天線1輻射出的信號被角反射器反射回來后，被天線接收2，天線2的輸出端與混頻濾波器1的輸入端相連，混頻濾波器1的輸出端與混頻濾波器2的輸入端相連，混頻濾波器2的輸出端與天線4的輸出端相連，天線4輻射出的信號被遠(yuǎn)處站點的天線3接收，天線3的輸出端作為分布式頻率源裝置的遠(yuǎn)處站點頻率源輸出給外部系統(tǒng)使用，混頻濾波器1的輸出端和天線2的輸出端還與測距模塊的輸入端相連。各器件具體功能如下：

4、晶振：晶振用于產(chǎn)生基準(zhǔn)時鐘信號；

5、頻率綜合模塊：具有三路輸出，一路將輸入信號放大后輸出，一路將輸入信號6倍頻后輸出，一路將信號4倍頻后輸出；

6、混頻濾波器1：將輸入信號混頻濾波后輸出；

7、天線1：將電磁波信號轉(zhuǎn)換為射頻電信號；

8、角反射器：將接收到的電磁波信號反射出去；

9、天線2：將電磁波信號轉(zhuǎn)換為射頻電信號；

10、混頻濾波器2：將輸入信號混頻濾波后輸出；

11、混頻濾波器3：將輸入信號混頻濾波后輸出；

12、天線3：將電磁波信號轉(zhuǎn)換為射頻電信號；

13、天線4：將電磁波信號轉(zhuǎn)換為射頻電信號；

14、測距模塊：由da和fpga組成，對輸入信號進(jìn)行脈壓處理，從而實現(xiàn)距離的測量。

15、本發(fā)明的一種基于無線電微波同步的分布式頻率源實現(xiàn)方法，包括以下步驟：

16、步驟1、在本地站點，由晶振產(chǎn)生參考信號：

17、s1(t)＝cos(ωrt+φr)，其中ωr為參考信號頻率，為參考信號初始相位；

18、步驟2、信號s1(t)經(jīng)過頻率綜合模塊處理后，輸出三路信號，一路信號與輸入信號相同，同樣用s1(t)表示，一路將輸入信號6倍頻后輸出，用s5(t)表示，一路將信號4倍頻后輸出，用s7(t)表示；其中，

19、s5(t)＝cos(6ωrt+6φr)，

20、s7(t)＝cos(4ωrt+4φr)；

21、步驟3、使用混頻濾波器1對輸入信號s1(t)與載頻混頻后得到如下信號：

22、s2(t)＝cos(ω0t+ωrt+φr+φ0)+cos(ω0t-ωrt-φr+φ0)；

23、步驟4、信號s2(t)經(jīng)過天線1輻射到遠(yuǎn)處站點，經(jīng)過遠(yuǎn)處站點的角反射器反射后，本地站點天線2接收到的信號為：

24、s3(t)＝cos[ω0(t+2△t)+ωr(t+2△t)+φr+φ0]+cos[ω0(t+2△t)-ωr(t+2△t)-φr+φ0]；

25、步驟5、使用混頻濾波器2對輸入信號s3(t)自混頻后得到如下信號：

26、s4(t)＝cos[2ωr(t+2△t)+2φr]；

27、步驟6、使用混頻濾波器3對輸入信號s4(t)與本地信號s5(t)混頻后得到如下信號：

28、s6(t)＝4ωr(t-△t)+4φr；

29、步驟7、信號s6(t)經(jīng)過天線4輻射到遠(yuǎn)處天線3，傳播延遲時間為δt，因此天線3接收到的信號為：

30、s7(t)＝cos(4ωrt+4φr)；

31、從而在天線3處恢復(fù)出了本地站點的頻率源參考信號s7(t)。

32、本發(fā)明的有益效果在于

33、1、可在遠(yuǎn)處站點復(fù)現(xiàn)本地站點的頻率源參考信號，實現(xiàn)了不同站點間頻率源同頻同相。與現(xiàn)有技術(shù)相比，該方案以空間作為微波傳遞的媒介，站點間的位置可實時移動，應(yīng)用場景靈活，在移動式雷達(dá)協(xié)同探測中具有較大的應(yīng)用前景

34、2、空間傳輸波形為雙音波形，距離測量精度與回波信號頻譜離散程度成正比，因此本發(fā)明采用雙音信號測距以實現(xiàn)更優(yōu)精度的測距。

技術(shù)特征：

1.一種基于無線電微波同步的分布式頻率源裝置，其特征在于：包括晶振、頻率綜合模塊、混頻濾波器1、天線1、角反射器、天線2、混頻濾波器2、混頻濾波器3、天線3、天線4、測距模塊；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無線電微波同步的分布式頻率源裝置，其特征在于：

3.一種基于無線電微波同步的分布式頻率源實現(xiàn)方法，應(yīng)用于權(quán)利要求1或2所述的一種基于無線電微波同步的分布式頻率源裝置，其特征在于：包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提出了一種基于無線電微波同步的分布式頻率源裝置及其實現(xiàn)方法。一方面，本發(fā)明提供了一種基于無線電微波同步的分布式頻率源裝置，另一方面，本發(fā)明還提供一種時間和相位同步方法，設(shè)計了一種雙音波形，在完成參考頻率信號遠(yuǎn)程傳輸?shù)耐瑫r，還能實現(xiàn)站點之間的高精度距離測量，為多基雷達(dá)獲得高水平相干增益提供了技術(shù)條件。

技術(shù)研發(fā)人員：伍光新,李鐸,李歸,姚元,陳泳,付德龍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國電子科技集團(tuán)公司第十四研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6