一種高精度時(shí)統(tǒng)通信一體化裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通信和多基無源雷達(dá)領(lǐng)域，特別是公開了一種高精度時(shí)統(tǒng)通信一體化裝置，適用于多基無源雷達(dá)、多點(diǎn)數(shù)據(jù)的同步采集和多運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的相對(duì)定位等同時(shí)具有時(shí)間統(tǒng)一和數(shù)據(jù)通信的需求的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]時(shí)間統(tǒng)一系統(tǒng)是由于導(dǎo)彈、航天試驗(yàn)的需求而發(fā)展起來的一門新興工程學(xué)科，隨著現(xiàn)代導(dǎo)航、通信、電力等科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，越來越多的工程和科學(xué)領(lǐng)域需要時(shí)間統(tǒng)一系統(tǒng)。特別在多基雷達(dá)領(lǐng)域，多站點(diǎn)間在地理位置上分開，由于信息采集和數(shù)據(jù)交換過程，系統(tǒng)同時(shí)具有時(shí)間統(tǒng)一和數(shù)據(jù)通信的需求，因此，時(shí)統(tǒng)與通信的聯(lián)合設(shè)計(jì)成為時(shí)統(tǒng)領(lǐng)域新的研宄熱點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種高精度時(shí)統(tǒng)通信一體化裝置。本發(fā)明使用網(wǎng)絡(luò)時(shí)間NTP協(xié)議，利用時(shí)統(tǒng)控制與處理單元控制產(chǎn)生時(shí)間信息，將該信息與通信數(shù)據(jù)復(fù)接后，進(jìn)行調(diào)制、傳輸，實(shí)現(xiàn)了時(shí)鐘信號(hào)和通信信號(hào)的一體化設(shè)計(jì)。同時(shí)，采用自適應(yīng)均衡技術(shù)對(duì)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，解調(diào)過程中還利用了數(shù)字內(nèi)插器結(jié)構(gòu)，對(duì)時(shí)差信息進(jìn)行細(xì)分，提取出整數(shù)部分和小數(shù)部分，使時(shí)差分辨率提高，最終時(shí)統(tǒng)精度達(dá)到了 5ns。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0005]一種高精度時(shí)統(tǒng)通信一體化裝置，其特征在于:包括第一編碼及輔助復(fù)接單元1、第一調(diào)制單元2、第一數(shù)/模轉(zhuǎn)換單元3、第一射頻發(fā)送單元4、第一射頻接收單元15、第一模/數(shù)轉(zhuǎn)換單元16、第一全數(shù)字解調(diào)單元21、第一譯碼及輔助分接單元17、第一時(shí)統(tǒng)控制與處理單元18、相位調(diào)整單元19、第一銣鐘20、第二編碼及輔助復(fù)接單元10、第二調(diào)制單元11、第二數(shù)/模轉(zhuǎn)換單元12、第二射頻發(fā)送單元13、第二射頻接收單元5、第二模/數(shù)轉(zhuǎn)換單元6、第二全數(shù)字解調(diào)單元7、第二譯碼及輔助分接單元8、第二時(shí)統(tǒng)控制與處理單元9、第二鎖]鐘14和兩副天線；
[0006]第一時(shí)統(tǒng)控制與處理單元18提出授時(shí)申請(qǐng)，將授時(shí)申請(qǐng)數(shù)據(jù)包發(fā)送至第一編碼及輔助復(fù)接單元I;第一編碼及輔助復(fù)接單元I接收外部通信數(shù)據(jù)，并將接收的外部通信數(shù)據(jù)和授時(shí)申請(qǐng)數(shù)據(jù)包進(jìn)行數(shù)據(jù)編碼及數(shù)據(jù)復(fù)接后輸出至第一調(diào)制單元2 ;第一調(diào)制單元2將接收的復(fù)接后的信號(hào)進(jìn)行成幀、成形以及上變頻到中頻得到數(shù)字調(diào)制信號(hào)輸出至第一數(shù)/模轉(zhuǎn)換單元3 ;第一數(shù)/模轉(zhuǎn)換單元3將收到的數(shù)字調(diào)制信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬調(diào)制信號(hào)并輸出至第一射頻發(fā)送單元4 ;第一射頻發(fā)送單元4將模擬調(diào)制信號(hào)進(jìn)行混頻、濾波和功率放大形成高頻信號(hào)經(jīng)第一天線發(fā)送至無線信道；
[0007]第二天線接收到第一天線發(fā)送來的高頻信號(hào)，送入第二射頻接收單元5，經(jīng)過低噪聲放大、下變頻到中頻處理轉(zhuǎn)換為模擬調(diào)制信號(hào)；第二模/數(shù)轉(zhuǎn)換單元6接收模擬調(diào)制信號(hào)，將模擬調(diào)制信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字調(diào)制信號(hào)并發(fā)送至第二全數(shù)字解調(diào)單元7 ;第二全數(shù)字解調(diào)單元7將收到的數(shù)字調(diào)制信號(hào)進(jìn)行下變頻、內(nèi)插和分?jǐn)?shù)提純的解調(diào)處理，分別輸出解調(diào)數(shù)據(jù)至第二譯碼及輔助分接單元8，輸出數(shù)字定時(shí)信號(hào)至第二時(shí)統(tǒng)控制與處理單元9 ;第二譯碼及輔助分接單元8將接收的解調(diào)數(shù)據(jù)進(jìn)行譯碼和分接處理，得出從站發(fā)出的通信數(shù)據(jù)以及授時(shí)申請(qǐng)數(shù)據(jù)包；主站的第二時(shí)統(tǒng)控制與處理單元9根據(jù)接收的數(shù)字定時(shí)信號(hào)確定主站的基準(zhǔn)時(shí)間信息，產(chǎn)生應(yīng)答數(shù)據(jù)，并將應(yīng)答數(shù)據(jù)與基準(zhǔn)時(shí)間信息分別送入主站的第二編碼及輔助復(fù)接單元10 ;
[0008]第二編碼及輔助復(fù)接單元10接收外部通信指令，并將接收的應(yīng)答數(shù)據(jù)、基準(zhǔn)時(shí)間信息和通信指令進(jìn)行編碼和輔助復(fù)接后輸出至第二調(diào)制單元11;第二調(diào)制單元11將接收的復(fù)接后的數(shù)據(jù)進(jìn)行成幀、成形以及上變頻到中頻處理形成數(shù)字調(diào)制信號(hào)輸出至第二數(shù)/模轉(zhuǎn)換單元12 ;第二數(shù)/模轉(zhuǎn)換單元12將收到的數(shù)字調(diào)制信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬調(diào)制信號(hào)并輸出至第二射頻發(fā)送單元13 ;第二射頻發(fā)送單元13將接收的模擬調(diào)制信號(hào)進(jìn)行混頻、濾波、功率放大后形成高頻信號(hào)，通過第二天線發(fā)射至無線信道；
[0009]第一天線接收第二天線發(fā)送來的高頻信號(hào)，送入第一射頻接收單元15，經(jīng)過低噪聲放大、下變頻到中頻后轉(zhuǎn)換為模擬調(diào)制信號(hào)并輸出至第一模/數(shù)轉(zhuǎn)換單元16 ;第一模/數(shù)轉(zhuǎn)換單元16將收到的模擬調(diào)制信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字調(diào)制信號(hào)并輸出至第一全數(shù)字解調(diào)單元21 ;第一全數(shù)字解調(diào)單元21對(duì)數(shù)字調(diào)制信號(hào)進(jìn)行下變頻、內(nèi)插和分?jǐn)?shù)提純的解調(diào)處理，分別輸出解調(diào)數(shù)據(jù)至第一譯碼及輔助分接單元17，輸出數(shù)字定時(shí)信號(hào)至第一時(shí)統(tǒng)控制與處理單元18 ;第一譯碼及輔助分接單元17將收到的解調(diào)數(shù)據(jù)進(jìn)行譯碼和分接處理，得出主站發(fā)出的通信指令以及基準(zhǔn)時(shí)間信息，然后將基準(zhǔn)時(shí)間信息送入第一時(shí)統(tǒng)控制與處理單元18，將通信指令輸出至外部設(shè)備；第一時(shí)統(tǒng)控制與處理單元18根據(jù)提出授時(shí)申請(qǐng)時(shí)的時(shí)間值和接收到的基準(zhǔn)時(shí)間信息以及數(shù)字定時(shí)信號(hào)，計(jì)算出從站本地鐘面值和主站鐘面值的差值，并將該差值送入相位調(diào)整單元19 ;相位調(diào)整單元19根據(jù)收到的差值調(diào)整時(shí)鐘相位，將調(diào)整結(jié)果送入第一銣鐘20 ;第一銣鐘20根據(jù)調(diào)整結(jié)果調(diào)整銣鐘至和主站的銣鐘輸出同頻同向的時(shí)鐘信號(hào)，最終完成時(shí)鐘比對(duì)。
[0010]其中，所述的第一全數(shù)字解調(diào)單元21包括:數(shù)字下變頻器、內(nèi)插器、均衡器和數(shù)字鎖相環(huán)；數(shù)字下變頻器接收數(shù)字調(diào)制信號(hào)進(jìn)行數(shù)字下變頻，得到零頻復(fù)信號(hào)并輸出至內(nèi)插器；內(nèi)插器對(duì)零頻復(fù)信號(hào)進(jìn)行內(nèi)插操作輸出內(nèi)插后的信號(hào)至均衡器，內(nèi)插器對(duì)接收的鎖相后的定時(shí)誤差信號(hào)進(jìn)行分?jǐn)?shù)提純輸出包含整數(shù)部分和小數(shù)部分的數(shù)字定時(shí)信號(hào)至第一時(shí)統(tǒng)控制與處理單元18 ;均衡器將接收的內(nèi)插后的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)處理，分別輸出解調(diào)數(shù)據(jù)至第一譯碼及輔助分接單元17，輸出定時(shí)誤差信號(hào)至數(shù)字鎖相環(huán)；數(shù)字鎖相環(huán)對(duì)定時(shí)誤差信號(hào)進(jìn)行鎖相并輸出至內(nèi)插器。
[0011]其中，所述的第二全數(shù)字解調(diào)單元7與第一全數(shù)字解調(diào)單元21的結(jié)構(gòu)相同。
[0012]其中，所述的第一時(shí)統(tǒng)控制與處理單元18與第二時(shí)統(tǒng)控制與處理單元9均使用網(wǎng)絡(luò)時(shí)間NTP協(xié)議進(jìn)行雙向時(shí)鐘比對(duì)。
[0013]本發(fā)明與【背景技術(shù)】相比，具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0014]1、本發(fā)明提出了通信信號(hào)與時(shí)鐘信號(hào)一體化的設(shè)計(jì)思路，與傳統(tǒng)的單獨(dú)傳輸兩者相比，更節(jié)省了資源。
[0015]2、本發(fā)明采用了數(shù)字內(nèi)插器結(jié)構(gòu)，對(duì)時(shí)差信息進(jìn)行細(xì)分，提取出整數(shù)部分和小數(shù)部分，使時(shí)差分辨率提高，最終時(shí)統(tǒng)精度達(dá)到了 5ns。
[0016]3、本發(fā)明方法的主要電路部件采用FPGA或ASIC實(shí)現(xiàn)，一致性好，調(diào)試難度低，易于實(shí)現(xiàn)。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明的主、從站之間信息傳輸?shù)碾娫矸娇驁D；
[0018]圖2是本發(fā)明的第一全數(shù)字解調(diào)單元的電原理圖。
[0019]圖1中I?4為從站的發(fā)送單元，15?19、21為從站的接收單元，20為從站的銣鐘；5?8為主站的發(fā)送單元，9?13為主站的接收單元，14為主站的銣鐘。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖1和附圖2對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0021]圖1是本發(fā)明主、從站之間信息傳輸?shù)碾娫矸娇驁D，I為第一編碼及輔助復(fù)接單元，2為第一調(diào)制單元，3為第一數(shù)/模轉(zhuǎn)換單元，4為第一射頻發(fā)送單元，15為第一射頻接收單元，16為第一模/數(shù)轉(zhuǎn)換單元，17為第一譯碼及輔助分接單元，21為第一全數(shù)字解調(diào)單元，18為第一時(shí)統(tǒng)控制與處理單元，19為相位調(diào)整單元，5為第二射頻接收單元，6為第二模/數(shù)轉(zhuǎn)換單元，7為第二全數(shù)字解調(diào)單元，8為第二譯碼及輔助分接單元，9為第二時(shí)統(tǒng)控制與處理單元，10為第二編碼及輔助復(fù)接單元，11為第二調(diào)制單元，12為第二數(shù)/模轉(zhuǎn)換單元，13為第二射頻發(fā)送單元。
[0022]從站的發(fā)送單元:第一編碼及輔助復(fù)接單元I對(duì)輸入的通信數(shù)據(jù)與授時(shí)申請(qǐng)數(shù)據(jù)包進(jìn)行編碼和復(fù)接處理；第一調(diào)制單元2對(duì)信號(hào)進(jìn)行成幀、成形以及上變頻到中頻的處理；第一數(shù)/模轉(zhuǎn)換單元3對(duì)數(shù)字調(diào)制信號(hào)進(jìn)行數(shù)/模轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為模擬調(diào)制信號(hào)；模擬調(diào)制信號(hào)利用第一射頻發(fā)送單元4進(jìn)行混頻、濾波以及上變頻到高頻的處理后，經(jīng)第一天線發(fā)射出去進(jìn)入無線信道進(jìn)行信號(hào)傳輸。
[0023]主站的接收單元:第二射頻接收單元5將無線傳輸?shù)纳漕l信號(hào)變換為模擬調(diào)制信號(hào)；第二模/數(shù)轉(zhuǎn)換單元6將模擬調(diào)制信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字調(diào)制信號(hào)；第二全數(shù)字解調(diào)單元7將數(shù)字調(diào)制信號(hào)進(jìn)行下變頻、內(nèi)插和分?jǐn)?shù)提純的解調(diào)處理，輸出解調(diào)數(shù)據(jù)及數(shù)字定時(shí)信號(hào)；第二譯碼及輔助分接單元8將解調(diào)數(shù)據(jù)進(jìn)行譯碼及分接輸出通信數(shù)據(jù)；第二時(shí)統(tǒng)控制與處理單元9根據(jù)接收的數(shù)字定時(shí)信號(hào)確定主站的基準(zhǔn)時(shí)間信息，產(chǎn)生應(yīng)答數(shù)據(jù)，輸出基準(zhǔn)時(shí)間信息及應(yīng)答數(shù)據(jù)。
[0024]主站的發(fā)送單元:第二編碼及輔助復(fù)接單元10接收通信指令，