CN206710592U - 一种雷达射频单元间高精度时间同步电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种雷达射频单元间高精度时间同步电路，包括主节点芯片、从节点芯片，其特征在于，还包括测距芯片，所述测距芯片与主节点芯片连接，所述测距芯片连接有第一光电转换芯片，所述测距芯片、第一光电转换芯片分别连接至时间基准脉冲输出端，所述第一光电转换芯片通过光纤连接有第二光电转换芯片，所述第二光电转换芯片将信号分流输出至延时器及第一光电转换芯片，所述主节点芯片与从节点芯片通信连接，所述从节点芯片与延时器连接。本实用新型利用脉冲波形进行授时，利用激光测距芯片来实现时间同步功能，利用了激光测距芯片响应时间短、精度高的特点，能达到较高的同步精度。

Description

一种雷达射频单元间高精度时间同步电路

技术领域

本实用新型涉及一种雷达射频单元间高精度时间同步电路。

背景技术

雷达做工作时，雷达面上的大量射频单元需要同时工作，接收来自主控单元的信号，并发送射频信号。在接收回波时也需要同时接收并传输给后台进行分析。

雷达的发射频段宽，射频单元根据雷达面面积的不同，个数及分布结构也不同，在不同的发射和接收任务中，若射频单元间发射或接收时间不同步会造成数据的巨大误差。

传统光纤授时方式需要的设备复杂程度高，若达到1ns精度，需要将光纤中的色散及群时延考虑入误差补偿中，将会大大增加设备的重量和复杂度。

雷达面上空间狭小，电子设备不宜多，传统方法线缆密集，射频信号易受干扰而产生噪声，造成信号质量下降。长久以来会导致时间误差越来越大，使雷达功能失去准确性。

为了提高雷达对于回波定位、深空探索等项目功能的准确性及可靠性要求，需要在硬件基础上进行精确的校对。

对高精度时间同步功能的实现，目前没有稳定的、行业共用的方式。多数方式存在线缆密集度过高、结构复杂、精度不稳定等缺陷。而利用无线方式则会导致电磁环境复杂、干扰正常无线链路通信等不足。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种雷达射频单元间高精度时间同步电路，可以很好地解决时间同步精度低的问题。

为达到上述要求，本实用新型采取的技术方案是：提供一种雷达射频单元间高精度时间同步电路，包括主节点芯片、从节点芯片，还包括测距芯片，测距芯片与主节点芯片连接，测距芯片连接有第一光电转换芯片，测距芯片、第一光电转换芯片分别连接至时间基准脉冲输出端，第一光电转换芯片通过光纤连接有第二光电转换芯片，第二光电转换芯片将信号分流输出至延时器及第一光电转换芯片，主节点芯片与从节点芯片通信连接，从节点芯片与延时器连接。

进一步地，测距芯片第一信号输入端、第一光电转换芯片电信号输入端分别连接至时间基准脉冲输出端，第一光电转换芯片通过光纤与第二光电转换芯片连接，第二光电转换芯片电信号输出端与其电信号输入端及延时器第一信号输入端分别连接，第一光电转换芯片电信号输出端与测距芯片第二信号输入端连接，测距芯片信号输出端与主节点芯片信号输入端连接，主节点芯片信号输出端与从节点芯片信号输入端连接，从节点芯片信号输出端与延时器第二信号输入端连接。

再进一步地，测距芯片为激光测距芯片。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

本实用新型利用脉冲波形进行授时，利用激光测距芯片来实现时间同步功能，利用了激光测距芯片响应时间短、精度高的特点，能达到较高的同步精度；采取光纤连接，减少了对雷达信号的干扰，在保证高精度时间同步的情况下，减少设备的复杂度和布线的混乱。

附图说明

图1为本实用新型的电路示意图；

图2为本实用新型的结构框图。

具体实施方式

如图1所示，本实施例提供一种雷达射频单元间高精度时间同步电路，包括主节点芯片、从节点芯片、测距芯片，测距芯片与主节点芯片连接，测距芯片连接有第一光电转换芯片，测距芯片、第一光电转换芯片分别连接至时间基准脉冲输出端，第一光电转换芯片通过光纤连接有第二光电转换芯片，第二光电转换芯片将信号分流输出至延时器及第一光电转换芯片，主节点芯片与从节点芯片通信连接，从节点芯片与延时器连接。

其中，测距芯片第一信号输入端、第一光电转换芯片电信号输入端分别连接至时间基准脉冲输出端，第一光电转换芯片通过光纤与第二光电转换芯片连接，第二光电转换芯片电信号输出端与其电信号输入端及延时器第一信号输入端分别连接，第一光电转换芯片电信号输出端与测距芯片第二信号输入端连接，测距芯片信号输出端与主节点芯片信号输入端连接，主节点芯片信号输出端与从节点芯片信号输入端连接，从节点芯片信号输出端与延时器第二信号输入端连接。

测距芯片为激光测距芯片。

图1中，T1是来自于外部的的时间基准脉冲信号，负责给雷达面上的射频单元发射时间信号，其本身是一个根据需求可自由编码的信号。初次授时时，T1信号分为两路，一路送给激光测距芯片，触发测距芯片，由与其连接的主节点芯片CPU记录第一触发时间（起始时间）；一路经由第一、第二光电转换芯片及光纤送给延时器准备输出，同时第二光电转换芯片在接收到第一光电转换芯片经由光纤送来的信号后，分为两路，一路送给延时器，一路由自身硬连线原路送还给激光测距芯片，与激光测距芯片连接的主节点芯片CPU记录第二触发时间（结束时间）；主节点芯片CPU记录两次信号触发测距芯片的时间差，扣除电路时延后除以2，即是主、从节点的时间差；主节点芯片CPU将计算好的时间差值送给从节点芯片，从节点芯片CPU控制延时器对从节点的时间进行调整。延时器时间脉冲输出给整形锐化电路。

如图2所示，雷达面上有n个从节点（从节点1-从节点n），主节点芯片通过与从节点芯片配对使用的激光测距芯片与各个从节点芯片分别连接。此处设定共有从节点20个，主节点通过20个激光测距芯片与各个从节点分别连接，主节点将20个节点的时间差统计出来，分别调整，以达到20个节点之间的同步，同步精度可达到1ns以内。

激光测距芯片灵敏度高，触发反应时间小于1ns，故而可以将20个从节点的相对时延调整至1ns内。时延器的调整步进为80ps， 满足相对时延精度小于1ns的指标。

本实用新型具备以下效果：

1.具备多终端时间对准功能，使各个终端模块间保持互相同步，时间差距小于规定范围。

2.使用光纤连接各个终端，保证了雷达内的无干扰的电磁环境，不影响雷达的任务进行。

3.采用激光测距芯片来作为时间标签的触发反应器，具有灵敏度高的特点，准确的反映出主节点与从节点的准确时差。

4.具备高精度的时间传递指标，对于时差调整的步进值为80ps。

5.具备对多个终端节点同时进行时间授时的能力，相比于传统的一对一授时，减少了系统复杂程度。

Claims (3)

1.一种雷达射频单元间高精度时间同步电路，包括主节点芯片、从节点芯片，其特征在于，还包括测距芯片，所述测距芯片与主节点芯片连接，所述测距芯片连接有第一光电转换芯片，所述测距芯片、第一光电转换芯片分别连接至时间基准脉冲输出端，所述第一光电转换芯片通过光纤连接有第二光电转换芯片，所述第二光电转换芯片将信号分流输出至延时器及第一光电转换芯片，所述主节点芯片与从节点芯片通信连接，所述从节点芯片与延时器连接。

2.根据权利要求1所述一种雷达射频单元间高精度时间同步电路，其特征在于，所述测距芯片第一信号输入端、第一光电转换芯片电信号输入端分别连接至时间基准脉冲输出端，第一光电转换芯片通过光纤与第二光电转换芯片连接，第二光电转换芯片电信号输出端与其电信号输入端及延时器第一信号输入端分别连接，第一光电转换芯片电信号输出端与测距芯片第二信号输入端连接，测距芯片信号输出端与主节点芯片信号输入端连接，主节点芯片信号输出端与从节点芯片信号输入端连接，从节点芯片信号输出端与延时器第二信号输入端连接。

3.根据权利要求2所述一种雷达射频单元间高精度时间同步电路，其特征在于，所述测距芯片为激光测距芯片。