CN108089160A - 一种高精度双基地雷达时间同步检测系统及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高精度双基地雷达时间同步检测系统及检测方法，检测系统包括发射信号模块、接收信号模块、第一频率变换模块、第二频率变换模块、信号控制模块、频率标准模块、第一锁相倍频模块、第二锁相倍频模块、频率合成模块、第一同步检测模块、第二同步检测模块、闸门电路模块、计数器模块、信号处理模块和同步显示模块；相对于传统的时间同步检测技术，本发明将相位重合点即时间同步点作为闸门电路的开门和关门信号，消除了传统时间同步检测中的±1个字的计数误差；本发明还采用了区别于传统相位检测方法的异频相位同步检测原理，使得测量精度得到了大幅度提高，测量系统在复杂背景下的稳定性更强，安全性和可靠性更高。

Description

一种高精度双基地雷达时间同步检测系统及检测方法

技术领域

本发明涉及时间同步技术领域，尤其涉及一种高精度双基地雷达时间同步检测系统及检测方法。

背景技术

双基地雷达能够克服单基地雷达所存在的诸多技术缺陷。目前世界各国所装备的雷达多为单基地雷达，不存在时间同步问题，而对于双基地雷达，由于信号的发射部分和接收部分处在不同的位置，发射信号和接收信号在时间上并不能保持严格同步，因而降低了雷达测距的精度。因此，时间同步已成为雷达尤其是双基地雷达亟待解决的关键技术问题之一，这个问题的解决能够更好地应对来自电子侦察、电子干扰、隐身攻击、反辐射武器以及低空和超低空飞行器的威胁，提高雷达对目标的探测、识别、抗干扰、反隐身以及抗摧毁能力，并对整个雷达系统与装备技术的进一步发展起到强有力的推动作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高精度双基地雷达时间同步检测系统及检测方法，能够解决传统的时间同步检测技术需要复杂的频率综合及归一化处理电路及雷达测距结果不精确的问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种高精度双基地雷达时间同步检测系统，包括发射信号模块、接收信号模块、第一频率变换模块、第二频率变换模块、信号控制模块、频率标准模块、第一锁相倍频模块、第二锁相倍频模块、频率合成模块、第一同步检测模块、第二同步检测模块、闸门电路模块、计数器模块、信号处理模块和同步显示模块；

所述发射信号模块采用雷达发射机，发射信号模块用于产生发射信号；

所述接收信号模块采用雷达接收机，接收信号模块用于接收发射信号；

所述第一频率变换模块采用第一频率合成器，第一频率变换模块用于产生第一射频信号；

所述第二频率变换模块采用第二频率合成器，第二频率变换模块用于产生第二射频信号；

第一射频信号和第二射频信号的频率相等；

所述的信号控制模块采用集成有接收器的单片机，信号控制模块用于接收第一射频信号并向频率合成模块发送接受指令；

所述频率标准模块采用晶体振荡器，频率标准模块用于产生频率为10MHz的频率标准信号；

所述第一锁相倍频模块采用第一锁相倍频器，第一锁相倍频模块用于将频率为10MHz的频率标准信号倍频至50MHz；

所述第二锁相倍频模块采用第二锁相倍频器，第二锁相倍频模块用于将频率为10MHz的频率标准信号倍频至300MHz；

所述频率合成模块采用DDS直接频率合成器，频率合成模块用于产生参考信号，参考信号大于第一射频信号和第二射频信号的周期；

所述第一同步检测模块用于产生第一射频信号与参考信号之间的第一相位同步点脉冲，第一相位同步点脉冲作为闸门电路模块中闸门电路的开门信号；

所述第二同步检测模块用于产生第二射频信号与参考信号之间的第二相位同步点脉冲，第二相位同步点脉冲作为闸门电路模块中闸门电路的关门信号；

所述计数器模块采用计数器，计数器模块用于在开门信号和关门信号的控制下对参考信号进行计数，在闸门时间内获得参考信号的计数值；

所述信号处理模块采用单片机，信号处理模块用于对计数器获得的计数值、参考信号与接收信号的周期差以及接收信号和发射信号之间时间同步检测算法的处理；

所述同步显示模块采用LCD显示器，用于显示时间同步检测的结果；

发射信号模块的信号输出端与第一频率变换模块的信号输入端连接，第一频率变换模块的信号输出端分别与信号控制模块的信号输入端和第一同步检测模块的信号输入端连接；频率标准模块的信号输出端与第一锁相倍频模块的信号输入端和第二锁相倍频模块的信号输入端均连接，第一锁相倍频模块的信号输出端与频率合成模块的信号输入端连接，第二锁相倍频模块的信号输出端与第一同步检测模块的信号输入端和第二同步检测模块的信号输入端均连接；接收信号模块的信号输出端与第二频率变换模块的信号输入端连接，第二频率变换模块的信号输出端与第二同步检测模块的信号输入端连接，信号控制模块的信号输出端与频率合成模块的信号输入端连接，频率合成模块的信号输出端分别与第一同步检测模块的信号输入端、第二同步检测模块的信号输入端以及计数器模块的信号输入端连接，第一同步检测模块的信号输出端和第二同步检测模块的信号输出端均与闸门电路模块的信号输入端连接，闸门电路模块的信号输出端和频率合成模块的信号输出端均与计数器模块的信号输入端连接，计数器模块的信号输出端与信号处理模块的信号输入端连接，信号处理模块的信号输出端与同步显示模块的信号输入端与连接。

所述的第一同步检测模块利用FPGA内部的多个边沿型D触发器、多个两输入与门电路以及多个反相器构成，第一频率变换模块的信号输出端和频率合成模块输出端均与第一一边沿型D触发器的信号输入端连接，其中，第一频率变换模块产生的第一射频信号作第一一边沿型D触发器的输入信号，第二锁相倍频模块将频率标准模块产生的10MHz的频率标准信号倍频至300MHz作为第一一边沿型D触发器的时钟信号，第一一边沿型D触发器的信号输出端与第一一反相器的信号输入端连接，第一一反相器的信号输出端与第一频率变换模块的信号输出端分别与第一一两输入与门的两个信号输入端连接，第一一两输入与门的输出端产生第一一脉冲信号；频率合成模块的信号输出端与第一二边沿型D触发器的信号输入端连接，其中，频率合成模块产生的参考信号作第一二边沿型D触发器的输入信号，第二锁相倍频模块将频率标准模块产生的10MHz的频率标准信号倍频至300MHz作为第一二边沿型D触发器的时钟信号，第一二边沿型D触发器的信号输出端与第一二反相器的信号输入端连接，第一二反相器的信号输出端与频率变换模块的信号输出端分别与第一二两输入与门的两个信号输入端连接，第一二两输入与门的输出端产生第一二脉冲信号；第一一两输入与门的输出端与第一二两输入与门的输出端分别与第一三两输入与门的两个信号输入端连接，第一三两输入与门的输出端产生第一一相位同步点脉冲信号；第一一两输入与门的输出端产生的第一一脉冲信号与第一二两输入与门的输出端产生的第一二脉冲信号分别被延迟二个时钟周期后与第一四两输入与门的两个信号输入端连接，第一四两输入与门的输出端产生第一二相位同步点脉冲信号；第一一两输入与门的输出端产生的第一一脉冲信号与第一二两输入与门的输出端产生的第一二脉冲信号分别被延迟三个时钟周期后与第一两输入与门的两个信号输入端连接，第一两输入与门的输出端产生第一三相位同步点脉冲信号；

第一三两输入与门的输出端产生的第一一相位同步点脉冲信号与第一四两输入与门的输出端产生的第一二相位同步点脉冲信号分别与第一两输入与门的两个信号输入端连接，第一两输入与门的输出端产生第一四相位同步点脉冲信号；第一两输入与门的输出端产生的第一三相位同步点脉冲信号与第一两输入与门的输出端产生的第一四相位同步点脉冲信号与第一六两输入与门的两个信号输入端连接，第一六两输入与门的信号输出端产生第一相位同步点脉冲，第一相位同步点脉冲作为闸门电路模块的开门信号。

所述的第二同步检测模块利用FPGA内部的多个边沿型D触发器、多个两输入与门电路以及多个反相器构成，第二频率变换模块的信号输出端和频率合成模块输出端均与第二一边沿型D触发器的信号输入端连接，其中，第二频率变换模块产生的第二射频信号作第二一边沿型D触发器的输入信号，第二锁相倍频模块将频率标准模块产生的10MHz的频率标准信号倍频至300MHz作为第二一边沿型D触发器的时钟信号，第二一边沿型D触发器的信号输出端与第二一反相器的信号输入端连接，第二一反相器的信号输出端与第二频率变换模块的信号输出端分别与第二一两输入与门的两个信号输入端连接，第二一两输入与门的输出端产生第二一脉冲信号；频率合成模块的信号输出端与第二二边沿型D触发器的信号输入端连接，其中，频率合成模块产生的参考信号作第二二边沿型D触发器的输入信号，第二锁相倍频模块将频率标准模块产生的10MHz的频率标准信号倍频至300MHz作为第二二边沿型D触发器的时钟信号，第二二边沿型D触发器的信号输出端与第二二反相器的信号输入端连接，第二二反相器的信号输出端与频率变换模块的信号输出端分别与第二二两输入与门的两个信号输入端连接，第二二两输入与门的输出端产生第二二脉冲信号；第二一两输入与门的输出端与第二二两输入与门的输出端分别与第二三两输入与门的两个信号输入端连接，第二三两输入与门的输出端产生第二一相位同步点脉冲信号；第二一两输入与门的输出端产生的第二一脉冲信号与第二二两输入与门的输出端产生的第二二脉冲信号分别被延迟二个时钟周期后与第二四两输入与门的两个信号输入端连接，第二四两输入与门的输出端产生第二二相位同步点脉冲信号；第二一两输入与门的输出端产生的第二一脉冲信号与第二二两输入与门的输出端产生的第二二脉冲信号分别被延迟三个时钟周期后与第二五两输入与门的两个信号输入端连接，第二五两输入与门的输出端产生第二三相位同步点脉冲信号；

第二三两输入与门的输出端产生的第二一相位同步点脉冲信号与第二四两输入与门的输出端产生的第二二相位同步点脉冲信号分别与第二五两输入与门的两个信号输入端连接，第二五两输入与门的输出端产生第二四相位同步点脉冲信号；第二五两输入与门的输出端产生的第二三相位同步点脉冲信号与第二五两输入与门的输出端产生的第二四相位同步点脉冲信号与第二六两输入与门的两个信号输入端连接，第二六两输入与门的信号输出端产生第二相位同步点脉冲，第二相位同步点脉冲作为闸门电路模块的关门信号。

所述频率标准模块采用BVA OCXO8607B 型晶体振荡器。

一种高精度双基地雷达时间同步检测方法，包括以下步骤：

步骤1、第一频率变换模块将由雷达发射机发射的高频发射信号转换为第一射频信号输出，第二频率变换模块将雷达接收机接收的高频信号转换为第二射频信号输出；

步骤2、信号控制模块的单片机向频率合成模块发送第一射频信号已经产生的指令，以使频率合成模块产生参考信号；

步骤3、产生参考信号、闸门电路模块的开门信号和关门信号：

步骤4、计数器模块在开门信号和关门信号的控制下对参考信号进行计数，在闸门时间内获取参考信号的计数值；信号处理模块根据闸门时间内参考信号的计数值、参考信号与接收信号的周期差值以及时间同步检测算法计算接收信号和发射信号之间的时间差，即时间同步检测结果，并将得到的时间同步检测结果通过同步显示模块显示。

所述的步骤3包括以下步骤：

步骤3.1、频率标准信号产生的频率为10MHz的频率标准信号分别经第一锁相倍频模块和第二锁相倍频模块倍频至50MHz和300MHz的高频脉冲信号，其中，50MHz的高频脉冲信号作为频率合成模块（本发明采用DDS直接频率合成器）的时钟信号，300MHz的高频脉冲信号作为第一同步检测模块和第二同步检测模块的时钟信号；

步骤3.2、频率合成模块接收到第一射频信号已经产生的指令后，在50MHz的时钟信号和信号控制模块的共同作用下产生参考信号（参考信号的周期大于第一射频信号和第二射频信号的周期）；

步骤3.3、第一同步检测模块在第一射频信号、300MHz的时钟信号和参考信号的共同作用下产生第一相位同步点脉冲作为闸门电路模块的开门信号；第二同步检测模块在第二射频信号、300MHz的时钟信号和参考信号的共同作用下产生第二相位同步点脉冲作为闸门电路模块的关门信号。

本发明的有益效果：

相对于传统的时间同步检测技术，本发明所述的一种高精度双基地雷达时间同步检测系统及检测方法将相位重合点即时间同步点作为闸门电路的开门和关门信号，消除了传统时间同步检测中的±1个字的计数误差；本发明还采用了区别于传统相位检测方法的异频相位同步检测原理，使得测量精度得到了大幅度提高，测量系统在复杂背景下的稳定性更强，安全性和可靠性更高，在射频范围内任意时间间隔的测量分辨率能够达到0.1皮秒，本发明的时间同步检测精度优于77.5皮秒，是对现有技术的一种重要改进。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示：本发明所述的一种高精度双基地雷达时间同步检测系统，包括发射信号模块、接收信号模块、第一频率变换模块、第二频率变换模块、信号控制模块、频率标准模块、第一锁相倍频模块、第一锁相倍频模块、频率合成模块、第一同步检测模块、第二同步检测模块、闸门电路模块、计数器模块、信号处理模块和同步显示模块；

所述发射信号模块采用能够产生高稳定度发射信号的雷达发射机，发射信号模块用于产生发射信号；

所述接收信号模块采用雷达接收机，接收信号模块用于接收发射信号；

所述第一频率变换模块采用第一频率合成器，第一频率变换模块用于产生第一射频信号；

所述第二频率变换模块采用第二频率合成器，第二频率变换模块用于产生第二射频信号；

第一射频信号和第二射频信号的频率相等；

所述的信号控制模块采用集成有接收器的单片机，信号控制模块用于接收第一射频信号，并向频率合成模块发送已接受到第一射频信号的指令，以使频率合成模块在第一射频信号产生后合成参考信号。

所述频率标准模块采用晶体振荡器，频率标准模块用于产生频率为10MHz的频率标准信号，优选方案为：所述频率标准模块采用BVA OCXO8607B 型晶体振荡器，BVAOCXO8607B 型晶体振荡器的短期频率稳定度为3.41E-13/s量级，具有超高的频率稳定度；

所述第一锁相倍频模块采用第一锁相倍频器，第一锁相倍频模块也可由FPGA内部的锁相环实现，第一锁相倍频模块用于对频率标准模块产生的频率为10MHz的频率标准信号倍频至50MHz，所产生的50MHz高频脉冲信号作为DDS直接频率合成器的时钟信号；

所述第二锁相倍频模块采用第二锁相倍频器，第二锁相倍频模块也可由FPGA内部的锁相环实现，第二锁相倍频模块用于对频率标准模块产生的频率为10MHz的频率标准信号倍频至300MHz，所产生的300MHz高频脉冲信号作为第一同步检测模块和第二同步检测模块的时钟信号；

所述频率合成模块采用DDS直接频率合成器，频率合成模块用于产生参考信号，参考信号大于第一射频信号和第二射频信号的周期（DDS技术已经在雷达、通信、电子对抗和仪器仪表等领域得到了十分广泛的应用，这里不再赘述）；

所述第一同步检测模块用于产生第一射频信号与参考信号之间的第一相位同步点脉冲，第一相位同步点脉冲作为闸门电路模块中闸门电路的开门信号；所述的第一同步检测模块可利用FPGA内部的多个边沿型D触发器、多个两输入与门电路以及多个反相器构成，第一频率变换模块的信号输出端和频率合成模块输出端均与第一一边沿型D触发器的信号输入端连接，其中，第一频率变换模块产生的第一射频信号作第一一边沿型D触发器的输入信号，第二锁相倍频模块将频率标准模块产生的10MHz的频率标准信号倍频至300MHz作为第一一边沿型D触发器的时钟信号，第一一边沿型D触发器的信号输出端与第一一反相器的信号输入端连接，第一一反相器的信号输出端与第一频率变换模块的信号输出端分别与第一一两输入与门的两个信号输入端连接，第一一两输入与门的输出端产生第一一脉冲信号；频率合成模块的信号输出端与第一二边沿型D触发器的信号输入端连接，其中，频率合成模块产生的参考信号作第一二边沿型D触发器的输入信号，第二锁相倍频模块将频率标准模块产生的10MHz的频率标准信号倍频至300MHz作为第一二边沿型D触发器的时钟信号，第一二边沿型D触发器的信号输出端与第一二反相器的信号输入端连接，第一二反相器的信号输出端与频率变换模块的信号输出端分别与第一二两输入与门的两个信号输入端连接，第一二两输入与门的输出端产生第一二脉冲信号；第一一两输入与门的输出端与第一二两输入与门的输出端分别与第一三两输入与门的两个信号输入端连接，第一三两输入与门的输出端产生第一一相位同步点脉冲信号；第一一两输入与门的输出端产生的第一一脉冲信号与第一二两输入与门的输出端产生的第一二脉冲信号分别被延迟二个时钟周期后与第一四两输入与门的两个信号输入端连接，第一四两输入与门的输出端产生第一二相位同步点脉冲信号；第一一两输入与门的输出端产生的第一一脉冲信号与第一二两输入与门的输出端产生的第一二脉冲信号分别被延迟三个时钟周期后与第一两输入与门的两个信号输入端连接，第一两输入与门的输出端产生第一三相位同步点脉冲信号；第一三两输入与门的输出端产生的第一一相位同步点脉冲信号与第一四两输入与门的输出端产生的第一二相位同步点脉冲信号分别与第一两输入与门的两个信号输入端连接，第一两输入与门的输出端产生第一四相位同步点脉冲信号；第一两输入与门的输出端产生的第一三相位同步点脉冲信号与第一两输入与门的输出端产生的第一四相位同步点脉冲信号与第一六两输入与门的两个信号输入端连接，第一六两输入与门的信号输出端产生第一相位同步点脉冲，第一相位同步点脉冲作为闸门电路模块的开门信号；

所述第二同步检测模块用于产生第二射频信号与参考信号之间的第二相位同步点脉冲，第二相位同步点脉冲作为闸门电路模块中闸门电路的关门信号；所述的第二同步检测模块可利用FPGA内部的多个边沿型D触发器、多个两输入与门电路以及多个反相器构成，第二频率变换模块的信号输出端和频率合成模块输出端均与第二一边沿型D触发器的信号输入端连接，其中，第二频率变换模块产生的第二射频信号作第二一边沿型D触发器的输入信号，第二锁相倍频模块将频率标准模块产生的10MHz的频率标准信号倍频至300MHz作为第二一边沿型D触发器的时钟信号，第二一边沿型D触发器的信号输出端与第二一反相器的信号输入端连接，第二一反相器的信号输出端与第二频率变换模块的信号输出端分别与第二一两输入与门的两个信号输入端连接，第二一两输入与门的输出端产生第二一脉冲信号；频率合成模块的信号输出端与第二二边沿型D触发器的信号输入端连接，其中，频率合成模块产生的参考信号作第二二边沿型D触发器的输入信号，第二锁相倍频模块将频率标准模块产生的10MHz的频率标准信号倍频至300MHz作为第二二边沿型D触发器的时钟信号，第二二边沿型D触发器的信号输出端与第二二反相器的信号输入端连接，第二二反相器的信号输出端与频率变换模块的信号输出端分别与第二二两输入与门的两个信号输入端连接，第二二两输入与门的输出端产生第二二脉冲信号；第二一两输入与门的输出端与第二二两输入与门的输出端分别与第二三两输入与门的两个信号输入端连接，第二三两输入与门的输出端产生第二一相位同步点脉冲信号；第二一两输入与门的输出端产生的第二一脉冲信号与第二二两输入与门的输出端产生的第二二脉冲信号分别被延迟二个时钟周期后与第二四两输入与门的两个信号输入端连接，第二四两输入与门的输出端产生第二二相位同步点脉冲信号；第二一两输入与门的输出端产生的第二一脉冲信号与第二二两输入与门的输出端产生的第二二脉冲信号分别被延迟三个时钟周期后与第二五两输入与门的两个信号输入端连接，第二五两输入与门的输出端产生第二三相位同步点脉冲信号；第二三两输入与门的输出端产生的第二一相位同步点脉冲信号与第二四两输入与门的输出端产生的第二二相位同步点脉冲信号分别与第二五两输入与门的两个信号输入端连接，第二五两输入与门的输出端产生第二四相位同步点脉冲信号；第二五两输入与门的输出端产生的第二三相位同步点脉冲信号与第二五两输入与门的输出端产生的第二四相位同步点脉冲信号与第二六两输入与门的两个信号输入端连接，第二六两输入与门的信号输出端产生第二相位同步点脉冲，第二相位同步点脉冲作为闸门电路模块的关门信号；

所述计数器模块采用计数器，也可采用FPGA内部的计数器单元，计数器模块用于在开门信号和关门信号的控制下对参考信号进行计数，在闸门时间内获得参考信号的计数值；

所述信号处理模块采用单片机，信号处理模块用于对计数器获得的计数值、参考信号与接收信号的周期差以及接收信号和发射信号之间时间同步检测算法的处理；

所述同步显示模块采用LCD显示器，用于显示时间同步检测的结果；

发射信号模块的信号输出端与第一频率变换模块的信号输入端连接，第一频率变换模块的信号输出端分别与信号控制模块的信号输入端和第一同步检测模块的信号输入端连接，频率标准模块的信号输出端与锁相倍频模块的信号输入端连接，锁相倍频模块的信号输出端与频率合成模块的信号输入端连接，接收信号模块的信号输出端与第二频率变换模块的信号输入端连接，第二频率变换模块的信号输出端与第二同步检测模块的信号输入端连接，信号控制模块的信号输出端与频率合成模块的信号输入端连接，频率合成模块的信号输出端分别与第一同步检测模块的信号输入端、第二同步检测模块的信号输入端以及计数器模块的信号输入端连接，第一同步检测模块的信号输出端和第二同步检测模块的信号输出端均与闸门电路模块的信号输入端连接，闸门电路模块的信号输出端和频率合成模块的信号输出端均与计数器模块的信号输入端连接，计数器模块的信号输出端与信号处理模块的信号输入端连接，信号处理模块的信号输出端与同步显示模块的信号输入端与连接。

利用上述一种高精度双基地雷达时间同步检测系统所进行的一种高精度双基地雷达时间同步检测方法，包括以下步骤：

步骤1、第一频率变换模块将由雷达发射机发射的高频发射信号转换为第一射频信号输出，第二频率变换模块将雷达接收机接收的高频信号转换为第二射频信号输出；

步骤2、信号控制模块的单片机向频率合成模块发送第一射频信号已经产生的指令，以使频率合成模块产生参考信号；

步骤3、产生参考信号、闸门电路模块的开门信号和关门信号，具体包括以下步骤：

步骤3.1、频率标准信号产生的频率为10MHz的频率标准信号分别经第一锁相倍频模块和第二锁相倍频模块倍频至50MHz和300MHz的高频脉冲信号，其中，50MHz的高频脉冲信号作为频率合成模块（本发明采用DDS直接频率合成器）的时钟信号，300MHz的高频脉冲信号作为第一同步检测模块和第二同步检测模块的时钟信号；

步骤3.2、频率合成模块接收到第一射频信号已经产生的指令后，在50MHz的时钟信号和信号控制模块的共同作用下产生参考信号（参考信号的周期大于第一射频信号和第二射频信号的周期）；

步骤3.3、第一同步检测模块在第一射频信号、300MHz的时钟信号和参考信号的共同作用下产生第一相位同步点脉冲作为闸门电路模块的开门信号；第二同步检测模块在第二射频信号、300MHz的时钟信号和参考信号的共同作用下产生第二相位同步点脉冲作为闸门电路模块的关门信号。

步骤4、计数器模块在开门信号和关门信号的控制下对参考信号进行计数，在闸门时间内获取参考信号的计数值；信号处理模块根据闸门时间内参考信号的计数值、参考信号与接收信号的周期差值以及时间同步检测算法计算接收信号和发射信号之间的时间差，即时间同步检测结果，并将得到的时间同步检测结果通过同步显示模块显示。

相对于传统的时间同步检测技术，本发明无需复杂的频率综合及归一化处理电路，而是利用异频相位同步检测大幅度地提高了雷达的反隐身、反侦察、抗干扰、抗辐射和抗摧毁能力。本发明中的电路设计简单，开发成本低，附加噪声小，此外，将相位重合点即时间同步点作为闸门电路的开门和关门信号，消除了传统时间同步检测中的±1个字的计数误差。

可见，由于采用了区别于传统相位检测方法的异频相位同步检测原理，本发明的测量分辨率得到了大幅度提高，系统在复杂背景下的稳定性更强，安全性和可靠性更高，在射频范围内任意时间间隔的测量分辨率能够达到0.1皮秒，本系统的时间同步检测精度优于77.5皮秒，是对现有技术的一种重要改进。

最后，应该说明的是上述对于本专利具体实施方式的叙述仅仅是为了便于本领域普通技术人员理解本专利方案而列举的示例性描述，并非暗示本专利的保护范围仅仅被限制在这些个例中，本领域普通技术人员完全可以在对本专利技术方案做出充分理解的前提下，以不付出任何创造性劳动的形式，通过对本专利所列举的各个例采取组合技术特征、替换部分技术特征、加入更多技术特征等等方式，得到更多的具体实施方式，所有这些具体实施方式均在本专利权利要求书的涵盖范围之内，因此，这些新的具体实施方式也应在本专利的保护范围之内。

此外，出于简化叙述的目的，本专利也可能没有列举一些寻常的具体实施方案，这些方案是本领域普通技术人员在理解了本专利技术方案后能够自然而然想到的，显然，这些方案也应包含在本专利的保护范围之内。

出于简化叙述的目的，上述各具体实施方式对于技术细节的公开程度可能仅仅达到本领域技术人员可以自行决断的程度，即，对于上述具体实施方式没有公开的技术细节，本领域普通技术人员完全可以在不付出任何创造性劳动的情况下，在本专利技术方案的充分提示下，借助于教科书、工具书、论文、专利、音像制品等等已公开文献予以完成，或者，这些细节是在本领域普通技术人员的通常理解下，可以根据实际情况自行作出决定的内容。可见，即使不公开这些技术细节，也不会对本专利技术方案的公开充分性造成影响。

总之，在结合了本专利说明书对权利要求书保护范围的解释作用的基础上，任何落入本专利权利要求书涵盖范围的具体实施方案，均在本专利的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种高精度双基地雷达时间同步检测系统，其特征在于：包括发射信号模块、接收信号模块、第一频率变换模块、第二频率变换模块、信号控制模块、频率标准模块、第一锁相倍频模块、第二锁相倍频模块、频率合成模块、第一同步检测模块、第二同步检测模块、闸门电路模块、计数器模块、信号处理模块和同步显示模块；

所述发射信号模块采用雷达发射机，发射信号模块用于产生发射信号；

所述接收信号模块采用雷达接收机，接收信号模块用于接收发射信号；

所述第一频率变换模块采用第一频率合成器，第一频率变换模块用于产生第一射频信号；

所述第二频率变换模块采用第二频率合成器，第二频率变换模块用于产生第二射频信号；

第一射频信号和第二射频信号的频率相等；

所述的信号控制模块采用集成有接收器的单片机，信号控制模块用于接收第一射频信号并向频率合成模块发送接受指令；

所述频率标准模块采用晶体振荡器，频率标准模块用于产生频率为10MHz的频率标准信号；

所述第一锁相倍频模块采用第一锁相倍频器，第一锁相倍频模块用于将频率为10MHz的频率标准信号倍频至50MHz；

所述第二锁相倍频模块采用第二锁相倍频器，第二锁相倍频模块用于将频率为10MHz的频率标准信号倍频至300MHz；

所述频率合成模块采用DDS直接频率合成器，频率合成模块用于产生参考信号，参考信号大于第一射频信号和第二射频信号的周期；

所述第一同步检测模块用于产生第一射频信号与参考信号之间的第一相位同步点脉冲，第一相位同步点脉冲作为闸门电路模块中闸门电路的开门信号；

所述第二同步检测模块用于产生第二射频信号与参考信号之间的第二相位同步点脉冲，第二相位同步点脉冲作为闸门电路模块中闸门电路的关门信号；

所述计数器模块采用计数器，计数器模块用于在开门信号和关门信号的控制下对参考信号进行计数，在闸门时间内获得参考信号的计数值；

所述信号处理模块采用单片机，信号处理模块用于对计数器获得的计数值、参考信号与接收信号的周期差以及接收信号和发射信号之间时间同步检测算法的处理；

所述同步显示模块采用LCD显示器，用于显示时间同步检测的结果；

发射信号模块的信号输出端与第一频率变换模块的信号输入端连接，第一频率变换模块的信号输出端分别与信号控制模块的信号输入端和第一同步检测模块的信号输入端连接；频率标准模块的信号输出端与第一锁相倍频模块的信号输入端和第二锁相倍频模块的信号输入端均连接，第一锁相倍频模块的信号输出端与频率合成模块的信号输入端连接，第二锁相倍频模块的信号输出端与第一同步检测模块的信号输入端和第二同步检测模块的信号输入端均连接；接收信号模块的信号输出端与第二频率变换模块的信号输入端连接，第二频率变换模块的信号输出端与第二同步检测模块的信号输入端连接，信号控制模块的信号输出端与频率合成模块的信号输入端连接，频率合成模块的信号输出端分别与第一同步检测模块的信号输入端、第二同步检测模块的信号输入端以及计数器模块的信号输入端连接，第一同步检测模块的信号输出端和第二同步检测模块的信号输出端均与闸门电路模块的信号输入端连接，闸门电路模块的信号输出端和频率合成模块的信号输出端均与计数器模块的信号输入端连接，计数器模块的信号输出端与信号处理模块的信号输入端连接，信号处理模块的信号输出端与同步显示模块的信号输入端与连接。

2.根据权利要求1所述的一种高精度双基地雷达时间同步检测系统，其特征在于：所述的第一同步检测模块利用FPGA内部的多个边沿型D触发器、多个两输入与门电路以及多个反相器构成，第一频率变换模块的信号输出端和频率合成模块输出端均与第一一边沿型D触发器的信号输入端连接，其中，第一频率变换模块产生的第一射频信号作第一一边沿型D触发器的输入信号，第二锁相倍频模块将频率标准模块产生的10MHz的频率标准信号倍频至300MHz作为第一一边沿型D触发器的时钟信号，第一一边沿型D触发器的信号输出端与第一一反相器的信号输入端连接，第一一反相器的信号输出端与第一频率变换模块的信号输出端分别与第一一两输入与门的两个信号输入端连接，第一一两输入与门的输出端产生第一一脉冲信号；频率合成模块的信号输出端与第一二边沿型D触发器的信号输入端连接，其中，频率合成模块产生的参考信号作第一二边沿型D触发器的输入信号，第二锁相倍频模块将频率标准模块产生的10MHz的频率标准信号倍频至300MHz作为第一二边沿型D触发器的时钟信号，第一二边沿型D触发器的信号输出端与第一二反相器的信号输入端连接，第一二反相器的信号输出端与频率变换模块的信号输出端分别与第一二两输入与门的两个信号输入端连接，第一二两输入与门的输出端产生第一二脉冲信号；第一一两输入与门的输出端与第一二两输入与门的输出端分别与第一三两输入与门的两个信号输入端连接，第一三两输入与门的输出端产生第一一相位同步点脉冲信号；第一一两输入与门的输出端产生的第一一脉冲信号与第一二两输入与门的输出端产生的第一二脉冲信号分别被延迟二个时钟周期后与第一四两输入与门的两个信号输入端连接，第一四两输入与门的输出端产生第一二相位同步点脉冲信号；第一一两输入与门的输出端产生的第一一脉冲信号与第一二两输入与门的输出端产生的第一二脉冲信号分别被延迟三个时钟周期后与第一两输入与门的两个信号输入端连接，第一两输入与门的输出端产生第一三相位同步点脉冲信号；

第一三两输入与门的输出端产生的第一一相位同步点脉冲信号与第一四两输入与门的输出端产生的第一二相位同步点脉冲信号分别与第一两输入与门的两个信号输入端连接，第一两输入与门的输出端产生第一四相位同步点脉冲信号；第一两输入与门的输出端产生的第一三相位同步点脉冲信号与第一两输入与门的输出端产生的第一四相位同步点脉冲信号与第一六两输入与门的两个信号输入端连接，第一六两输入与门的信号输出端产生第一相位同步点脉冲，第一相位同步点脉冲作为闸门电路模块的开门信号。

3.根据权利要求1所述的一种高精度双基地雷达时间同步检测系统，其特征在于：所述的第二同步检测模块利用FPGA内部的多个边沿型D触发器、多个两输入与门电路以及多个反相器构成，第二频率变换模块的信号输出端和频率合成模块输出端均与第二一边沿型D触发器的信号输入端连接，其中，第二频率变换模块产生的第二射频信号作第二一边沿型D触发器的输入信号，第二锁相倍频模块将频率标准模块产生的10MHz的频率标准信号倍频至300MHz作为第二一边沿型D触发器的时钟信号，第二一边沿型D触发器的信号输出端与第二一反相器的信号输入端连接，第二一反相器的信号输出端与第二频率变换模块的信号输出端分别与第二一两输入与门的两个信号输入端连接，第二一两输入与门的输出端产生第二一脉冲信号；频率合成模块的信号输出端与第二二边沿型D触发器的信号输入端连接，其中，频率合成模块产生的参考信号作第二二边沿型D触发器的输入信号，第二锁相倍频模块将频率标准模块产生的10MHz的频率标准信号倍频至300MHz作为第二二边沿型D触发器的时钟信号，第二二边沿型D触发器的信号输出端与第二二反相器的信号输入端连接，第二二反相器的信号输出端与频率变换模块的信号输出端分别与第二二两输入与门的两个信号输入端连接，第二二两输入与门的输出端产生第二二脉冲信号；第二一两输入与门的输出端与第二二两输入与门的输出端分别与第二三两输入与门的两个信号输入端连接，第二三两输入与门的输出端产生第二一相位同步点脉冲信号；第二一两输入与门的输出端产生的第二一脉冲信号与第二二两输入与门的输出端产生的第二二脉冲信号分别被延迟二个时钟周期后与第二四两输入与门的两个信号输入端连接，第二四两输入与门的输出端产生第二二相位同步点脉冲信号；第二一两输入与门的输出端产生的第二一脉冲信号与第二二两输入与门的输出端产生的第二二脉冲信号分别被延迟三个时钟周期后与第二五两输入与门的两个信号输入端连接，第二五两输入与门的输出端产生第二三相位同步点脉冲信号；

第二三两输入与门的输出端产生的第二一相位同步点脉冲信号与第二四两输入与门的输出端产生的第二二相位同步点脉冲信号分别与第二五两输入与门的两个信号输入端连接，第二五两输入与门的输出端产生第二四相位同步点脉冲信号；第二五两输入与门的输出端产生的第二三相位同步点脉冲信号与第二五两输入与门的输出端产生的第二四相位同步点脉冲信号与第二六两输入与门的两个信号输入端连接，第二六两输入与门的信号输出端产生第二相位同步点脉冲，第二相位同步点脉冲作为闸门电路模块的关门信号。

4.根据权利要求1所述的一种高精度双基地雷达时间同步检测系统，其特征在于：所述频率标准模块采用BVA OCXO8607B 型晶体振荡器。

5.利用权利要求1所述的一种高精度双基地雷达时间同步检测系统所进行的一种高精度双基地雷达时间同步检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、第一频率变换模块将由雷达发射机发射的高频发射信号转换为第一射频信号输出，第二频率变换模块将雷达接收机接收的高频信号转换为第二射频信号输出；

步骤2、信号控制模块的单片机向频率合成模块发送第一射频信号已经产生的指令，以使频率合成模块产生参考信号；

步骤3、产生参考信号、闸门电路模块的开门信号和关门信号：

步骤4、计数器模块在开门信号和关门信号的控制下对参考信号进行计数，在闸门时间内获取参考信号的计数值；信号处理模块根据闸门时间内参考信号的计数值、参考信号与接收信号的周期差值以及时间同步检测算法计算接收信号和发射信号之间的时间差，即时间同步检测结果，并将得到的时间同步检测结果通过同步显示模块显示。

6.根据权利要求5所述的一种高精度双基地雷达时间同步检测方法，其特征在于，所述的步骤3包括以下步骤：

步骤3.1、频率标准信号产生的频率为10MHz的频率标准信号分别经第一锁相倍频模块和第二锁相倍频模块倍频至50MHz和300MHz的高频脉冲信号，其中，50MHz的高频脉冲信号作为频率合成模块（本发明采用DDS直接频率合成器）的时钟信号，300MHz的高频脉冲信号作为第一同步检测模块和第二同步检测模块的时钟信号；

步骤3.2、频率合成模块接收到第一射频信号已经产生的指令后，在50MHz的时钟信号和信号控制模块的共同作用下产生参考信号（参考信号的周期大于第一射频信号和第二射频信号的周期）；

步骤3.3、第一同步检测模块在第一射频信号、300MHz的时钟信号和参考信号的共同作用下产生第一相位同步点脉冲作为闸门电路模块的开门信号；第二同步检测模块在第二射频信号、300MHz的时钟信号和参考信号的共同作用下产生第二相位同步点脉冲作为闸门电路模块的关门信号。