RU2619094C1 - Method of clock synchronization and device for its implementation - Google Patents

Method of clock synchronization and device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2619094C1
RU2619094C1 RU2015155433A RU2015155433A RU2619094C1 RU 2619094 C1 RU2619094 C1 RU 2619094C1 RU 2015155433 A RU2015155433 A RU 2015155433A RU 2015155433 A RU2015155433 A RU 2015155433A RU 2619094 C1 RU2619094 C1 RU 2619094C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
frequency
output
input
signal
phase
Prior art date
Application number
RU2015155433A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Викторович Иванов
Виктор Иванович Дикарев
Борис Васильевич Койнаш
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт прикладной астрономии Российской академии наук
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт прикладной астрономии Российской академии наук filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт прикладной астрономии Российской академии наук
Priority to RU2015155433A priority Critical patent/RU2619094C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2619094C1 publication Critical patent/RU2619094C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
    • G04CELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES
    • G04C11/00Synchronisation of independently-driven clocks

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: device for the clock synchronization realizing the proposed method, comprises a standard 1 of frequency and time, local oscillators 2.1, 2.2, a dither signal generator 3, a switch 4, mixers 5, 13, 19, 28 and 30, an amplifier of the first intermediate frequency, and power amplifiers7 and 12, a duplexer 8, a transceiving antenna 9, clippers 10 and 15, buffer memories 11 and 16, amplifiers 14 and 20 of the second intermediate frequency, a meter 17 of the delays and their derivatives, phase shifters 18 and 21 at 90°, adders 22, 41, 44 and 48, multipliers 23 and 34, narrow-band filters 24 and 39, an amplitude detector 25, a key 26, a reference frequency block 27, an amplifier 29 of the third intermediate frequency, low frequency filters 31 and 35, a meter 32 of Doppler frequencies, a correlator 33, an extreme knob 36, a variable delay block 37, a range indicator 38, phase inverters 40, 43 and 46.
EFFECT: increasing the noise immunity and the synchronization accuracy of the remote time scales by suppressing false signals received on the direct transmission channel and on the intermodulation channels.
2 cl, 6 dwg

Description

Предлагаемые способ и устройство относятся к технике связи и могут быть использованы в радиоинтерферометрии со сверхдлинными базами (РСДБ), а также в службе времени и частоты.The proposed method and device relate to communication technology and can be used in radio interferometry with extra-long bases (VLBI), as well as in the time and frequency service.

Известны способы и устройства синхронизации часов (авт. свид. СССР №№591.799, 614.416, 970.300, 1180.835, 1.244.631, 1.278.800; патенты РФ №№2.000.143, 2.003.157, 2.040.035, 2.146.833, 2.177.167, 2.392.574, 2.386.159, 2.439.643, 2.535.653; патент Германии №3.278.943; патент ЕР №0.564.289 и др.).Known methods and devices for clock synchronization (ed. Certificate of the USSR No. 591.799, 614.416, 970.300, 1180.835, 1.244.631, 1.278.800; RF patents No. 2000.00043, 2.003.157, 2.040.035, 2.146.833, 2.177.167, 2.392.574, 2.386.159, 2.439.643, 2.535.653; German patent No. 3.278.943; EP patent No. 0.564.289 and others).

Из известных способов и устройств наиболее близкими к предлагаемым является «Способ синхронизации часов и устройство для его реализации» (патент РФ №2.535.653, G04C 11/00, 2013), которые и выбраны в качестве прототипов.Of the known methods and devices closest to the proposed is the "Method of clock synchronization and a device for its implementation" (RF patent No. 2.535.653, G04C 11/00, 2013), which are selected as prototypes.

Известные способ и устройство обеспечивают сличение шкал времени, разнесенных на большие расстояния, и основаны на использовании дуплексного метода связи через геостационарный ИСЗ-ретранслятор.The known method and device provide a comparison of time scales spaced over long distances, and are based on the use of the duplex method of communication through a geostationary satellite repeater.

Известные способ и устройство обеспечивают подавление ложных сигналов (помех), принимаемых по зеркальному и комбинационным каналам.The known method and device provide suppression of false signals (interference) received on the mirror and Raman channels.

Однако кроме указанных существуют и другие дополнительные (канал прямого прохождения и интермодуляционные каналы) каналы приема.However, in addition to these, there are other additional (direct channel and intermodulation channels) receiving channels.

Если частота помехи ωп равна или близка к второй промежуточной частоте ωпр2ппр2), то образуется канал прямого прохождения.If the interference frequency ω p is equal to or close to the second intermediate frequency ω CR2p = ω CR2 ), then a direct channel is formed.

Если два или более мощных сигналов на частотах ωI и ωII появляются в полосе частот Δωп1, расположенной "слева" от полосы пропускания Δωп приемника, то при их взаимодействии на нелинейных элементах приводит к образованию интермодуляционных составляющих, некоторые из которых попадают в полосу пропускания Δωп приемника в качестве интермодуляционных помех (фиг. 5).If two or more powerful signals at frequencies ω I and ω II appear in the frequency band Δω p1 located “to the left” of the passband Δω p of the receiver, then when they interact on nonlinear elements, intermodulation components form, some of which fall into the band transmitting Δω p of the receiver as intermodulation interference (Fig. 5).

Если два или более мощных сигналов на частотах ωIII и ωIV появляются в полосе частот Δωп2, расположенной "справа" от полосы пропускания Δωп приемника, то при их взаимодействии на нелинейных элементах приводит к образованию интермодуляционных составляющих, некоторые из которых попадают в полосу пропускания Δωп приемника в качестве интермодуляционных помех (фиг. 6).If two or more powerful signals at frequencies ω III and ω IV appear in the frequency band Δω p2 located “to the right” of the passband Δω p of the receiver, then when they interact on nonlinear elements, intermodulation components form, some of which fall into the band transmitting Δω p of the receiver as intermodulation interference (Fig. 6).

Наличие ложных сигналов (помех), принимаемых по каналу прямого прохождения и интермодуляционным каналам, приводит к снижению помехоустойчивости и точности синхронизации удаленных шкал времени.The presence of false signals (interference) received through the direct channel and intermodulation channels leads to a decrease in noise immunity and accuracy of synchronization of remote time scales.

Технической задачей изобретения является повышение помехоустойчивости и точности синхронизации удаленных шкал времени путем подавления ложных сигналов (помех), принимаемых по каналу прямого прохождения и по интермодуляционным каналам.An object of the invention is to increase the noise immunity and accuracy of synchronization of remote time scales by suppressing false signals (interference) received on the direct channel and on intermodulation channels.

Поставленная задача решается тем, что способ синхронизации часов, основанный, в соответствии с ближайшим аналогом, на одновременном приеме разнесенными пунктами шумоподобных СВЧ-сигналов с борта искусственного спутника Земли, когерентном их преобразовании к видеочастоте, цифровой регистрации принятых сигналов и определении временной задержки прихода одного и того же сигнала в пункты синхронизации методом корреляционной обработки зарегистрированных сигналов, по величине которой производят сличение шкал времени, при этом в начальный момент времени t1 по часам первого пункта с помощью кодовой последовательности формируют шумоподобный СВЧ-сигнал, регистрируют его на этом же пункте, сформированный сигнал преобразуют на частоту ω1, усиливают его по мощности, излучают усиленный сигнал в направлении на искусственный спутник Земли-ретранслятор, в тот же момент времени t1 по часам второго пункта с помощью такой же кодовой последовательности формируют такой же шумоподобный СВЧ-сигнал, регистрируют его на втором пункте, принимают бортовой аппаратурой искусственного спутника Земли-ретранслятора сигнал на частоте ω1, переизлучают его на первой и второй пункты на частоте ω2 с сохранением фазовых соотношений, в произвольный момент времени t3 по часам второго пункта аналогично формируют и ретранслируют шумоподобный СВЧ-сигнал, сформированный сигнал преобразуют на частоту ω1, усиливают его по мощности, излучают усиленный сигнал в направлении того же ИСЗ-ретранслятора, в тот же момент времени t3 по часам первого пункта с помощью такой же кодовой последовательности формируют такой же шумоподобный СВЧ-сигнал, регистрируют его на первом пункте, принимают бортовой аппаратурой ИСЗ-ретранслятора сигнал на частоте ω1 и переизлучают его на первый и второй пункты на частоте ω2 с сохранением фазовых соотношений, принимаемый сигнал на частоте ω2 преобразуют по частоте с использованием напряжения второго гетеродина, сдвинутого по фазе на +90°, выделяют напряжение второй промежуточной частоты, сдвигают его по фазе на -90°, суммируют с исходным напряжением второй промежуточной частоты, перемножают полученное суммарное напряжение с принимаемым сигналом, выделяют гармоническое напряжение на частоте ωг2 второго гетеродина, детектируют его и используют для разрешения дальнейшей обработки принимаемого сигнала, отличается от ближайшего аналога тем, что полученное суммарное напряжение преобразуют по частоте с использованием напряжения первой эталонной частоты ωЭ1, выделяют напряжение третьей промежуточной частотыThe problem is solved in that the clock synchronization method, based, in accordance with the closest analogue, on the simultaneous reception by separated points of noise-like microwave signals from the artificial Earth satellite, coherently converting them to a video frequency, digitally recording the received signals and determining the time delay of arrival of one and of the same signal to synchronization points by the method of correlation processing of registered signals, the magnitude of which is used to compare time scales, while in the initial time t 1 according to the clock of the first point using a code sequence form a noise-like microwave signal, register it at the same point, the generated signal is converted to a frequency ω 1 , amplify it by power, emit an amplified signal in the direction of an artificial Earth repeater satellite, at the same time point t 1, the clock of the second item with the same code sequence form the same noise-like microwave signal, it is recorded in the second paragraph, taking onboard equipment artificial satellite and relay Earth signal at frequency ω 1, re-emit it at first and second points at the frequency ω 2 while preserving phase relationships, at an arbitrary time t 3 by the clock of the second paragraph similarly formed and retransmit noise-like microwave signal generated signal is converted to the frequency ω 1 , amplify it in power, emit an amplified signal in the direction of the same satellite repeater, at the same time t 3, according to the clock of the first point, using the same code sequence form the same noise-like microwave signal, reg it is abraded at the first point, the signal at the frequency ω 1 is received by the onboard equipment of the satellite repeater and re-emitted to the first and second points at the frequency ω 2 while maintaining phase relationships, the received signal at the frequency ω 2 is converted in frequency using the voltage of the second local oscillator shifted in phase by + 90 °, the voltage of the second intermediate frequency is isolated, it is shifted in phase by -90 °, summed with the initial voltage of the second intermediate frequency, the resulting total voltage is multiplied with the received signal, output they produce a harmonic voltage at a frequency ω g2 of the second local oscillator, detect it and use it to further process the received signal, differs from the closest analogue in that the resulting total voltage is converted in frequency using the voltage of the first reference frequency ω E1 , the voltage of the third intermediate frequency is isolated

ωпр3пр2ДЭ1,ω pr3 = ω pr2 + Ω D -ω E1 ,

преобразуют его по частоте с использованием напряжения второй эталонной частотыconvert it in frequency using the voltage of the second reference frequency

ωЭ2пр2Э10,ω E2 = ω pr2 E1 -Ω 0 ,

где Ω0 - частота подставки, которая вводится для определения знака доплеровского смещения ΩД, where Ω 0 is the frequency of the stand, which is introduced to determine the sign of the Doppler shift Ω D ,

выделяют напряжение низкой частотыemit low frequency voltage

ωНД0,ω N = Ω D + Ω 0 ,

измеряют низкую частоту ωН и в зависимости от того ωН0 или ωН0, определяют знак доплеровского смещения, а следовательно, и направление радиальной скорости ИСЗ-ретранслятора, одновременно полученное суммарное напряжение перемножают с шумоподобным СВЧ-сигналом, пропущенным через блок регулируемой задержки, выделяют низкочастотное напряжение, пропорциональное корреляционной функции R(τ), где τ - текущая временная задержка, изменяют временную задержку τ до получения равенства τ=τЗ, что соответствует максимальному значению корреляционной функции R(τ), поддерживают ее и определяют дальность от наземного пункта до ИСЗ-ретранслятора по формулеmeasure the low frequency ω Н and depending on whether ω Н > Ω 0 or ω Н0 , determine the sign of the Doppler shift, and consequently, the direction of the radial velocity of the satellite repeater, at the same time the resulting voltage is multiplied with a noise-like microwave signal missed through the adjustable delay unit, a low-frequency voltage is proportional to the correlation function R (τ), where τ is the current time delay, the time delay τ is changed until the equality τ = τ З is obtained, which corresponds to the maximum value of the correlation ionic function R (τ), support it and determine the distance from a ground station to an AES repeater according to the formula

Figure 00000001
,
Figure 00000001
,

где с - скорость распространения радиоволн, отличается от ближайшего аналога тем, что если ложный сигнал (помеха) поступает по каналу прямого прохождения на частоте ωп, равной второй промежуточной частоте ωпр2ппр2), то его выделяют узкополосным фильтром, частота настройки ωН которого выбирается равной второй промежуточной частоте ωпр2Нпр2), инвертируют по фазе на 180° и суммируют с исходным сигналом, компенсируя его фазокомпенсационным методом, если два или более мощных сигналов попадают в полосу частот Δωп1, расположенную "слева" от полосы пропускания Δωп приемника, и взаимодействие которых на нелинейных элементах приводит к образованию интермодуляционных составляющих, некоторые из которых попадают в полосу пропускания Δωп приемника в качестве интермодуляционных помех, то выделяют указанные сигналы полосовым фильтром, частоту настройки ωн2 и полосу про пускания Δωп1 которого выбирают следующим образом:where c is the propagation speed of radio waves, differs from the closest analogue in that if a false signal (interference) enters the direct channel at a frequency ω p equal to the second intermediate frequency ω pr2p = ω pr2 ), then it is isolated by a narrow-band filter, the tuning frequency ω N of which is chosen equal to the second intermediate frequency ω AC2N = ω AC2 ), is inverted by 180 ° in phase and summed with the original signal, compensating for it by the phase-compensation method, if two or more powerful signals fall into the frequency band Δω p1 , located Eva "from the passband Δω p of the receiver, and the interaction of which on nonlinear elements leads to the formation of intermodulation components, some of which fall into the passband Δω p of the receiver as intermodulation interference, then select these signals with a band-pass filter, the tuning frequency ω n2 and the starting Δω p1 which is selected as follows:

Figure 00000002
,
Figure 00000002
,

где ωI и ωII - граничные частоты;where ω I and ω II are the boundary frequencies;

инвертируют их по фазе на 180° и суммируют с исходными сигналами, компенсируют их фазокомпенсационным методом, если два или более мощных сигналов попадают в полосу частот Δωп2, расположенную "справа" от полосы пропускания Δωп приемника, и взаимодействие которых на нелинейных элементах приводит к образованию интермодуляционных составляющих, некоторые из которых попадают в полосу пропускания Δωп приемника в качестве интермодуляционных помех, то выделяют узкополосные сигналы полосовым фильтром, частоту настройки ωн2 и полосу пропускания Δωп2 которого выбирают следующим образом:they are inverted in phase by 180 ° and summed with the original signals, compensated by their phase-compensation method, if two or more powerful signals fall into the frequency band Δω p2 located "to the right" of the passband Δω p of the receiver, and the interaction of which on non-linear elements leads to formation of intermodulation products, some of which fall within the bandwidth Δω n receiver as intermodulation noise, then the narrowband signals isolated by a bandpass filter frequency ω 2n settings and bandwidth Δω n2 is selected as follows:

Figure 00000003
, Δωп2IVIII,
Figure 00000003
, Δω n2 = ω IVIII ,

где ωIV и -ωIII - граничные частоты,where ω IV and -ω III are the boundary frequencies,

инвертируют их по фазе на 180° и суммируют с исходными сигналами, компенсируя их фазокомпенсационным методом.they are inverted in phase by 180 ° and summed with the original signals, compensating for their phase-compensation method.

Поставленная задача решается тем, что устройство для синхронизации часов, содержащее геостационарный ИСЗ-ретранслятор, первый и второй наземные пункты, каждый из которых содержит последовательно включенные стандарт частоты и времени, первый гетеродин, первый смеситель, второй вход которого через переключатель соединен с первым выходом генератора псевдослучайного сигнала, усилитель первой промежуточной частоты, первый усилитель мощности, дуплексер, вход-выход которого связан с приемопередающей антенной, и второй усилитель мощности, последовательно включенные второй смеситель, второй вход которого через второй гетеродин соединен с первым выходом стандарта частоты и времени, первый усилитель второй промежуточной частоты, первый сумматор, первый перемножитель, первый узкополосный фильтр, амплитудный детектор, ключ, второй вход которого соединен с выходом первого сумматора, второй клиппер, второй вход которого соединен с вторым выходом стандарта частоты и времени, второе буферное запоминающее устройство и измеритель задержек и их производных, выход которого является выходом наземного пункта, последовательно подключенные к третьему выходу стандарта частоты и времени генератор псевдослучайного сигнала, первый клиппер, второй вход которого соединен со вторым выходом стандарта частоты и времени, и первое буферное запоминающее устройство, выход которого соединен с вторым входом измерителя задержек и их производных, последовательно подключенные к выходу второго гетеродина первый фазовращатель на 90°, третий смеситель, второй усилитель второй промежуточной частоты и второй фазовращатель на 90°, выход которого соединен с вторым входом первого сумматора, причем к выходу ключа последовательно подключены четвертый смеситель, второй вход которого соединен с первым выходом блока эталонных частот, усилитель третьей промежуточной частоты, пятый смеситель, второй вход которого соединен с вторым выходом блока эталонных частот, первый фильтр нижних частот и измеритель доплеровской частоты, к выходу ключа последовательно подключены второй перемножитель второй фильтр нижних частот, экстремальный регулятор и блок регулируемой задержки, второй вход которого соединен с выходом генератора псевдослучайного сигнала, первый выход соединен с вторым входом второго перемножителя, а второй выход подключен к индикатору дальности, отличается от ближайшего аналога тем, что оно снабжено вторым узкополосным фильтром, тремя инверторами, вторым, третьим и четвертым сумматорами и двумя полосовыми фильтрами, причем к выходу второго усилителя мощности последовательно подключены второй узкополосный фильтр, первый фазоинвертор, второй сумматор, второй вход которого соединен с выходом второго усилителя мощности, первый полосовой фильтр, второй фазоинвертор, третий сумматор, второй вход которого соединен с выходом второго сумматора, второй полосовой фильтр, третий инвертор и четвертый сумматор, второй вход которого соединен с выходом третьего сумматора, а выход подключен к вторым входам первого перемножителя, второго и третьего смесителей.The problem is solved in that a clock synchronization device containing a geostationary satellite repeater, first and second ground stations, each of which contains a frequency and time standard, a first local oscillator, a first mixer, the second input of which is connected via a switch to the first output of the generator a pseudo-random signal, a first intermediate frequency amplifier, a first power amplifier, a duplexer whose input-output is connected to a transceiver antenna, and a second power amplifier, p consequently included a second mixer, the second input of which is connected through the second local oscillator to the first output of the frequency and time standard, the first amplifier of the second intermediate frequency, the first adder, the first multiplier, the first narrow-band filter, the amplitude detector, the key, the second input of which is connected to the output of the first adder, a second clipper, the second input of which is connected to the second output of the frequency and time standard, a second buffer storage device and a meter of delays and their derivatives, the output of which is the output of a ground station, a pseudo-random signal generator, a first clipper, the second input of which is connected to the second output of the frequency and time standard, and a first buffer storage device, the output of which is connected to the second input of the delay meter and their derivatives, connected in series to the third output of the frequency and time standard, the first phase shifter 90 °, the third mixer, the second amplifier of the second intermediate frequency and the second phase shifter 90 ° connected in series to the output of the second local oscillator, the output to which is connected to the second input of the first adder, and the fourth mixer is connected in series to the key, the second input of which is connected to the first output of the reference frequency unit, the amplifier of the third intermediate frequency, the fifth mixer, the second input of which is connected to the second output of the reference frequency unit, the first low-pass filter frequencies and a Doppler frequency meter, a second multiplier, a second low-pass filter, an extreme regulator and an adjustable delay unit, are secondly connected to the key output the path of which is connected to the output of the pseudo-random signal generator, the first output is connected to the second input of the second multiplier, and the second output is connected to the range indicator, differs from the closest analogue in that it is equipped with a second narrow-band filter, three inverters, a second, third and fourth adders and two band-pass filters, and the second narrow-band filter, the first phase inverter, the second adder, the second input of which is connected to the output of the second power amplifier, a first bandpass filter, a second phase inverter, a third adder, the second input of which is connected to the output of the second adder, a second bandpass filter, a third inverter and a fourth adder, the second input of which is connected to the output of the third adder, and the output is connected to the second inputs of the first multiplier, second and third mixers.

Геометрическая схема расположения пунктов А, В и ИСЗ-ретранслятора S изображена на фиг. 1, где введены следующие обозначения: О - центр масс Земли; d - база интерферометра; r - радиус-вектор ИСЗ-ретранслятора. Временная диаграмма дуплексного метода сличения часов представлена на фиг. 2, где введены следующие обозначения: S, А, В - шкалы времени ИСЗ-ретранслятора, наземных пунктов А и В соответственно. Структурная схема аппаратуры одного из наземных пунктов (А), реализующей предлагаемый способ синхронизации часов, представлена на фиг. 3. Частотная диаграмма, иллюстрирующая преобразование сигналов, показана на фиг. 4, 5 и 6.The geometric arrangement of points A, B and the satellite relay S is shown in FIG. 1, where the following notation is introduced: O is the center of mass of the Earth; d is the base of the interferometer; r is the radius vector of the satellite repeater. The timing diagram of the duplex clock comparison method is shown in FIG. 2, where the following notation is introduced: S, A, B are the time scales of the satellite repeater, ground points A and B, respectively. The structural diagram of the equipment of one of the ground points (A) that implements the proposed method for clock synchronization is shown in FIG. 3. A frequency diagram illustrating signal conversion is shown in FIG. 4, 5 and 6.

Устройство для синхронизации часов содержит последовательно включенные стандарт 1 частоты и времени, первый гетеродин 2.1, первый смеситель 5, второй вход которого через переключатель 4 соединен с первым выходом генератора псевдослучайного сигнала, усилитель 6 первой промежуточной частоты, первый усилитель 7 мощности, дуплексер 8, вход-выход которого связан с приемопередающей антенной 9, второй усилитель 12 мощности, второй узкополосный фильтр 39, первый фазоинвертор 40, второй сумматор 41, второй вход которого соединен с выходом второго усилителя 12 мощности, первый полосовой фильтр 42, второй фазоинвертор 43, третий сумматор 44, второй вход которого соединен с выходом второго сумматора 41, второй полосовой фильтр 45, третий фазоинвертор 46 и четвертый сумматор 47, второй вход которого соединен с выходом третьего сумматора 44, второй смеситель 13, второй вход которого через второй гетеродин 2.2 соединен с первым выходом стандарта 1 частоты и времени, первый усилитель 14 второй промежуточной частоты, первый сумматор 22, первый перемножитель 23, второй вход которого соединен с выходом четвертого сумматора 42, узкополосный фильтр 24, амплитудный детектор 25, ключ 26, второй вход которого соединен с выходом первого сумматора 22, второй клиппер 15, второй вход которого соединен с вторым выходом стандарта 1 частоты и времени, второе буферное запоминающее устройство 16 и измеритель 17 задержек и их производных, выход которого является выходом аппаратуры наземного пункта.The device for clock synchronization contains serially connected frequency and time standard 1, a first local oscillator 2.1, a first mixer 5, a second input of which is connected via a switch 4 to a first output of a pseudo-random signal generator, an amplifier 6 of a first intermediate frequency, a first power amplifier 7, a duplexer 8, an input - the output of which is connected to the transceiver antenna 9, a second power amplifier 12, a second narrow-band filter 39, a first phase inverter 40, a second adder 41, the second input of which is connected to the output of the second amplifier For power 12, the first bandpass filter 42, the second phase inverter 43, the third adder 44, the second input of which is connected to the output of the second adder 41, the second bandpass filter 45, the third phase inverter 46 and the fourth adder 47, the second input of which is connected to the output of the third adder 44, the second mixer 13, the second input of which is connected through the second local oscillator 2.2 to the first output of frequency and time standard 1, the first amplifier 14 of the second intermediate frequency, the first adder 22, the first multiplier 23, the second input of which is connected to the output of the fourth an adder 42, a narrow-band filter 24, an amplitude detector 25, a key 26, the second input of which is connected to the output of the first adder 22, a second clipper 15, the second input of which is connected to the second output of the frequency and time standard 1, a second buffer memory 16 and a delay meter 17 and their derivatives, the output of which is the output of the equipment of a ground station.

К третьему выходу стандарта 1 частоты и времени последовательно подключены генератор 3 псевдослучайного сигнала, первый клиппер 10, второй вход которого соединен со вторым выходом стандарта 1 частоты и времени, и первое буферное запоминающее устройство 11, выход которого соединен со вторым входом измерителя 17 задержек и их производных. К выходу второго гетеродина 2.2 последовательно подключены первый фазовращатель 18 на 90°, третий смеситель 19, второй вход которого соединен с выходом четвертого сумматора 47, второй усилитель 20 второй промежуточной частоты и второй фазовращатель 21 на -90°, выход которого соединен с вторым входом сумматора 22. К выходу ключа 26 последовательно подключены четвертый смеситель 28, второй вход которого соединен с первым выходом блока 27 эталонных частот, усилитель 29 третьей промежуточной частоты, пятый смеситель 30, второй вход которого соединен со вторым выходом блока 27 эталонных частот, первый фильтр 31 нижних частот и измеритель 32 доплеровской частоты. К выходу ключа 26 последовательно подключены второй перемножитель 34, второй фильтр 35 нижних частот, экстремальный регулятор 36 и блок 37 регулируемой задержки, второй вход которого соединен с выходом генератора 3 псевдослучайного сигнала, первый выход соединен с вторым входом второго перемножителя 34, второй выход - подключен к индикатору 38 дальности.A pseudo-random signal generator 3 is connected to the third output of the frequency and time standard 1, the first clipper 10, the second input of which is connected to the second output of the frequency and time standard 1, and the first buffer memory 11, the output of which is connected to the second input of the delay meter 17 and their derivatives. The output of the second local oscillator 2.2 is connected in series to the first phase shifter 18 by 90 °, the third mixer 19, the second input of which is connected to the output of the fourth adder 47, the second amplifier 20 of the second intermediate frequency and the second phase shifter 21 by -90 °, the output of which is connected to the second input of the adder 22. The fourth mixer 28, the second input of which is connected to the first output of the reference frequency unit 27, the amplifier 29 of the third intermediate frequency, the fifth mixer 30, the second input of which is connected to the second The direct output of the block 27 reference frequencies, the first low-pass filter 31 and the meter 32 Doppler frequency. A second multiplier 34, a second low-pass filter 35, an extremal regulator 36, and an adjustable delay unit 37 are serially connected to the output of the key 26, the second input of which is connected to the output of the pseudo-random signal generator 3, the first output is connected to the second input of the second multiplier 34, and the second output is connected to the indicator 38 range.

Второй перемножитель 34, второй фильтр 35 нижних часто, экстремальный регулятор 36 и блок 37 регулируемой задержки образуют коррелятор 33.The second multiplier 34, the second lower filter 35 often, the extreme controller 36 and the adjustable delay unit 37 form a correlator 33.

Синхронизацию часов по предлагаемому способу осуществляют следующим образом. В момент времени t1 A по часам первого пункта А с помощью кодовой последовательности формируют шумоподобный СВЧ-сигнал (сигнал α1) (фиг. 2):Clock synchronization by the proposed method is as follows. At time t 1 A, according to the clock of the first point A, a noise-like microwave signal is generated using a code sequence (signal α 1 ) (Fig. 2):

uc(t)=Uс cos[ωct+ϕk(t)+ϕс], 0≤t≤Тс,u c (t) = U with cos [ω c t + ϕ k (t) + ϕ s ], 0≤t≤T s ,

где Uс, ωс, ϕс, Тс - амплитуда, несущая частота, начальная фаза и длительность сигнала;where U s , ω s , ϕ s , T s - amplitude, carrier frequency, initial phase and signal duration;

ϕk(t)={0, π} - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с кодовой последовательностью M(t), причем ϕk(t)=const при kτЭ<t<(k+1)τЭ и может изменяться скачком при t=kτЭ, т.е. на границах между элементарными посылками (К=1, 2, … N-1);φ k (t) = {0, π} - manipulated component phase mapping law phase shift keying in accordance with the code sequence M (t), wherein φ k (t) = const at kτ E <t <(k + 1) τ Oe and can change abruptly at t = kτ Oe , i.e. at the boundaries between elementary premises (K = 1, 2, ... N-1);

τЭ, N - длительность и количество элементарных посылок, из которых составлен сигнал длительностью Тс с=NτЭ),τ E , N - the duration and number of chips that make up a signal of duration T s (T s = Nτ E ),

в генераторе 3 с помощью стандарта 1 частоты и времени.in generator 3 using standard 1 frequency and time.

Указанный сигнал поступает на вход клиппера 10, а затем регистрируется в буферном запоминающем устройстве 11. Регистрация синхронизуется стандартом 1 частоты и времени.The specified signal is supplied to the input of the clipper 10, and then is registered in the buffer memory 11. Registration is synchronized by standard 1 frequency and time.

Сформированный сигнал uc(t) поступает на первый вход первого смесителя 5, на второй вход которого подается напряжение первого гетеродина 2.1The generated signal u c (t) is fed to the first input of the first mixer 5, the second input of which is supplied with the voltage of the first local oscillator 2.1

uГ1(t)=UГ1 cos(ωГ1t+ϕГ1).u Г1 (t) = U Г1 cos (ω Г1 t + ϕ Г1 ).

На выходе смесителя 5 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 6 выделяется напряжение первой промежуточной (суммарной) частотыAt the output of the mixer 5, voltages of combination frequencies are generated. Amplifier 6 distinguishes the voltage of the first intermediate (total) frequency

uпр1(t)=Uпр1 cos[ωпр1k(t)+ϕпр1], 0≤t≤Tc,u CR1 (t) = U CR1 cos [ω CR1 + ϕ k (t) + ϕ CR1 ], 0≤t≤T c ,

где

Figure 00000004
;Where
Figure 00000004
;

К1 - коэффициент передачи смесителя;To 1 - gear ratio of the mixer;

ωпр1сГ1 - первая промежуточная (суммарная) частота;ω CR1 = ω s + ω G1 - the first intermediate (total) frequency;

ϕпр1сГ1,ϕ pr1 = ϕ with + ϕ G1 ,

которое после усиления в усилителе 7 мощности через дуплексер 8 и приемопередающую антенну 9 излучается в направлении ИСЗ-ретранслятора на частоте ω1пр1.which, after amplification in the power amplifier 7, through the duplexer 8 and the transceiver antenna 9 is radiated in the direction of the satellite repeater at a frequency of ω 1 = ω pr1 .

В тот же момент времени t1 A=t1 B по часам второго пункта В с помощью такой же кодовой последовательности M(t) формируют такой же шумоподобный СВЧ-сигнал (сигнал β1). Регистрируют его на втором пункте В (сигнал β1, который, однако, не отправляют на ретрансляцию). Принимают бортовой аппаратурой ИСЗ-ретранслятора на частоте ω1 (сигнал α1), переизлучают его на пункты А и В на частоте ω2 с сохранением фазовых соотношений на интервале tc.At the same time t 1 A = t 1 B according to the clock of the second point B using the same code sequence M (t) form the same noise-like microwave signal (signal β 1 ). Register it at the second point B (signal β 1 , which, however, is not sent for relay). Accept on-board equipment of the satellite repeater at a frequency of ω 1 (signal α 1 ), re-emit it to points A and B at a frequency of ω 2 while maintaining phase relationships in the interval t c .

Ретранслированный сигнал (сигнал α2) на частоте ω2 Relay signal (signal α 2 ) at a frequency of ω 2

u2(t)=U2 cos[(ω2±ΩД)(t-τP)+ϕk(t-τЗ)+ϕ2], 0≤t≤Tc,u 2 (t) = U 2 cos [(ω 2 ± Ω Д ) (t-τ P ) + ϕ k (t-τ З ) + ϕ 2 ], 0≤t≤T c ,

где ±ΩД - доплеровское смещение частоты;where ± Ω D - Doppler frequency shift;

Figure 00000005
- время запаздывания ретранслированного сигнала относительно запросного;
Figure 00000005
- the delay time of the relay signal relative to the request;

R - расстояние от наземного пункта до ИСЗ-ретранслятора;R is the distance from the ground point to the satellite repeater;

с - скорость распространения радиоволн,C is the propagation velocity of radio waves,

принимается приемопередающей антенной 9 и через дуплексер 8 и усилитель 12 мощности и сумматоры 41, 44, 47, у которых работает только одно плечо, поступает на первые входы второго 13 и третьего 19 смесителя и первого перемножителя 23. На вторые входы смесителей 13 и 19 подаются напряжения второго гетеродина 2.2:it is received by the transceiver antenna 9 and through the duplexer 8 and the power amplifier 12 and the adders 41, 44, 47, for which only one arm operates, is fed to the first inputs of the second 13 and third 19 of the mixer and the first multiplier 23. The second inputs of the mixers 13 and 19 are fed voltage of the second local oscillator 2.2:

uГ2(t)=UГ2 cos(ωГ2t+ϕГ2),u Г2 (t) = U Г2 cos (ω Г2 t + ϕ Г2 ),

uГ3(t)=UГ2 cos(ωГ2t+ϕГ2+90°).u Г3 (t) = U Г2 cos (ω Г2 t + ϕ Г2 + 90 °).

Причем частоты ωГ1 и ωГ2 первого 2.1 и второго 2.2 гетеродинов разнесены на значение второй промежуточной частоты (фиг. 4)Moreover, the frequencies ω G1 and ω G2 of the first 2.1 and second 2.2 local oscillators are spaced by the value of the second intermediate frequency (Fig. 4)

ωГ2Г1пр2.w G1 G2 -ω = ω WP2.

На выходе смесителей 13 и 19 образуется напряжение комбинационных частот. Усилителями 14 и 20 выделяются напряжения второй промежуточной (разностной) частоты:At the output of the mixers 13 and 19, a voltage of combination frequencies is generated. Amplifiers 14 and 20 are allocated voltage of the second intermediate (differential) frequency:

uпр2(t)=Uпр2 cos[(ωпр2±ΩД)(t-τЗ)+ϕk(t-τЗ)+ϕпр2],u CR2 (t) = U CR2 cos [(ω CR2 ± Ω D ) (t-τ З ) + ϕ k (t-τ З ) + ϕ CR2 ],

uпр3(t)=Uпр2 cos[(ωпр2±ΩД)(t-τЗ)+ϕk(t-τЗ)+ϕпр2+90°], 0≤t≤Тс,u CR3 (t) = U CR2 cos [(ω CR2 ± Ω D ) (t-τ З ) + ϕ k (t-τ З ) + ϕ CR2 + 90 °], 0≤t≤T s ,

где

Figure 00000006
;Where
Figure 00000006
;

К1 - коэффициент передачи смесителя;To 1 - gear ratio of the mixer;

ωпр2Г22 - вторая промежуточная (разностная) частота;ω CR2 = ω G22 - the second intermediate (difference) frequency;

ϕпр2Г22.ϕ pr2 = ϕ G22 .

Напряжение uпр3(t) с выхода усилителя 20 второй промежуточной частоты поступает на вход фазовращателя 21 на -90°, на выходе которого образуется напряжениеThe voltage u pr3 (t) from the output of the amplifier 20 of the second intermediate frequency is supplied to the input of the phase shifter 21 by -90 °, at the output of which a voltage is generated

uпр4(t)=Uпр2 cos[(ωпр2t±ΩД)(t-τЗ)+ϕk(t-τЗ)+ϕпр2+90°-90°]=u CR4 (t) = U CR2 cos [(ω CR2 t ± Ω D ) (t-τ З ) + ϕ k (t-τ З ) + ϕ CR2 + 90 ° -90 °] =

=Uпр2 cos[(ωпр2t±ΩД)+ϕk(t-τЗ)+ϕпр2].= U CR2 cos [(ω CR2 t ± Ω D ) + ϕ k (t-τ З ) + ϕ CR2 ].

Напряжения uпр2(t) и uпр4(t) с выхода усилителя 14 второй промежуточной частоты и фазовращателя 21 на -90° поступают на два входа сумматора 22, на выходе которого образуется суммарное напряжениеThe voltage u pr2 (t) and u pr4 (t) from the output of the amplifier 14 of the second intermediate frequency and phase shifter 21 by -90 ° are supplied to the two inputs of the adder 22, at the output of which the total voltage

uΣ(t)=UΣ cos[(ωпр2±ΩД)+ϕk(t-τЗ)+ϕпр2], 0≤t≤Iс,u Σ (t) = U Σ cos [(ω pr2 ± Ω D ) + ϕ k (t-τ З ) + ϕ pr2 ], 0≤t≤I s ,

где UΣ=2Uпр2,where U Σ = 2U pr2 ,

которое поступает на второй вход первого перемножителя 23. На выходе последнего образуется гармоническое напряжениеwhich goes to the second input of the first multiplier 23. At the output of the last, a harmonic voltage is generated

u1(t)=U1 cos(ωU2t+ϕГ2), 0≤t≤Tc,u 1 (t) = U 1 cos (ω U2 t + ϕ Г2 ), 0≤t≤T c ,

где

Figure 00000007
;Where
Figure 00000007
;

К2 - коэффициент передачи перемножителя,K 2 - transfer coefficient of the multiplier,

которое выделяется узкополосным фильтром 24 (частота настройки ωн которого выбирается равной частоте ωГ2 второго гетеродина 2.2 ωнГ2), детектируется амплитудным детектором 25 и поступает на управляющий вход ключа 26, открывая его. В исходном состоянии ключ 26 всегда закрыт.which is allocated by a narrow-band filter 24 (the tuning frequency ω n of which is chosen equal to the frequency ω G2 of the second local oscillator 2.2 ω n = ω G2 ) is detected by the amplitude detector 25 and is fed to the control input of the key 26, opening it. In the initial state, the key 26 is always closed.

При этом напряжение uΣ(t) с выхода сумматора 22 через открытый ключ 26 поступает одновременно на первый вход второго клиппера 15, четвертого смесителя 28 и второго перемножителя 34. Во втором клиппере 15 указанное суммарное напряжение uΣ(t) клиппируется, а затем записывается во второе запоминающее устройство 16. Регистрация синхронизируется стандартом 1 частоты и времени.In this case, the voltage u Σ (t) from the output of the adder 22 through the public key 26 is supplied simultaneously to the first input of the second clipper 15, the fourth mixer 28 and the second multiplier 34. In the second clipper 15, the indicated total voltage u Σ (t) is clipped and then recorded into the second storage device 16. Registration is synchronized by standard 1 frequency and time.

Для определения скорости и направления перемещения ИСЗ-ретранслятора относительно наземного пункта необходимо измерять доплеровский сдвиг частоты ±ΩД. Для этого используется многократное преобразование частоты принимаемого сигнала. Оно необходимо потому, что относительное значение доплеровского сдвига ΩД2, равное отношению скоростей VR/c, где VR - радиальная составляющая скорости ИСЗ-ретранслятора, с - скорость распространения радиоволн, не превышает 10-4. В этих условиях выделение доплеровского сдвига при однократном преобразовании частоты принимаемого сигнала требует использования контуров с очень высокой, практически недостижимой добротностью.To determine the speed and direction of movement of the satellite repeater relative to the ground point, it is necessary to measure the Doppler frequency shift ± Ω D. For this, multiple conversion of the frequency of the received signal is used. It is necessary because the relative value of the Doppler shift Ω D / ω 2 equal to the ratio of velocities V R / c, where V R is the radial component of the velocity of the satellite repeater, c is the propagation velocity of the radio waves, does not exceed 10 -4 . Under these conditions, the separation of the Doppler shift during a single frequency conversion of the received signal requires the use of circuits with a very high, almost unattainable quality factor.

Суммарное напряжение uΣ(t) с выхода сумматора 22 через открытый ключ 26 поступает на первый вход четвертого смесителя 28, на второй вход которого подается напряжение первой эталонной частоты ωЭ1 с первого выхода блока 27 эталонных частот. На выходе смесителя 28 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 29 выделяется напряжение третьей промежуточной частотыThe total voltage u Σ (t) from the output of the adder 22 through the public key 26 is supplied to the first input of the fourth mixer 28, the second input of which is supplied with the voltage of the first reference frequency ω E1 from the first output of the block 27 of the reference frequencies. At the output of the mixer 28, voltages of combination frequencies are generated. The amplifier 29 is allocated the voltage of the third intermediate frequency

ωпр3пр2ДЭ1,ω pr3 = ω pr2 + Ω D -ω E1 ,

которое поступает на первый вход пятого смесителя 30. На второй вход последнего подается напряжение второй эталонной частотыwhich is fed to the first input of the fifth mixer 30. The second input of the last voltage of the second reference frequency

ωЭ2пр2Э10,ω E2 = ω pr2 E1 -Ω 0 ,

где ΩД - частота подставки, которая вводится для определения знака доплеровского смещения ΩД. Номинальная частота подставки выбирается из условияwhere Ω D is the frequency of the stand, which is introduced to determine the sign of the Doppler shift Ω D. The nominal frequency of the stand is selected from the condition

Figure 00000008
.
Figure 00000008
.

На выходе смесителя 30 образуются напряжения комбинационных частот. Фильтром 31 нижних частот выделяется напряжение низкой частотыAt the output of the mixer 30, voltages of combination frequencies are generated. Low-pass filter 31 provides low-frequency voltage

ωнД0,ω n = Ω D + Ω 0 ,

которое поступает на вход измерителя 32 доплеровской частоты, где и производится измерение доплеровского смещения ΩД.which is fed to the input of the Doppler frequency meter 32, where the Doppler bias measurement Ω D is measured.

При этом в зависимости от того, ωНД или ωНД, определяют знак доплеровского смещения, а следовательно, и направление радиальной скорости ИСЗ-ретранслятора.Moreover, depending on whether ω Н > Ω Д or ω НД , they determine the sign of the Doppler shift, and, consequently, the direction of the radial velocity of the satellite repeater.

Суммарное напряжение uΣ(t) так же поступает на первый вход второго перемножителя 34, на второй вход которого с выхода генератора 3 псевдослучайного сигнала подается шумоподобный СВЧ-сигнал uc(t) через блок 37 регулируемой задержки. Полученное на выходе перемножителя 34 напряжение пропускается через фильтр 35 нижних частот, на выходе которого формируется корреляционная функция R(τ), где τ - текущая временная задержка. Экстремальный регулятор 36, предназначенный для поддержания максимального значения корреляционной функции R(τ) и подключенный к выходу фильтра 35 нижних частот, воздействует на управляющий вход блока 37 регулируемой задержки и поддерживает вводимую им задержку τ равной τЗ (τ=τЗ), что соответствует максимальному значению корреляционной функции R(τ). Индикатор дальности 38, связанный со шкалой блока 37 регулируемой задержки, позволяет непосредственно считывать измеренное значение расстояния R от наземного пункта до ИСЗ-ретранслятора по формулеThe total voltage u Σ (t) is also supplied to the first input of the second multiplier 34, the second input of which from the output of the pseudo-random signal generator 3 is fed a noise-like microwave signal u c (t) through the adjustable delay unit 37. The voltage obtained at the output of the multiplier 34 is passed through a low-pass filter 35, at the output of which a correlation function R (τ) is formed, where τ is the current time delay. The extreme controller 36, designed to maintain the maximum value of the correlation function R (τ) and connected to the output of the low-pass filter 35, acts on the control input of the adjustable delay unit 37 and maintains the delay τ introduced by it equal to τ З (τ = τ З ), which corresponds to the maximum value of the correlation function R (τ). The range indicator 38, associated with the scale of the adjustable delay unit 37, allows you to directly read the measured value of the distance R from the ground point to the satellite repeater according to the formula

Figure 00000009
,
Figure 00000009
,

где с - скорость распространения радиоволн.where c is the propagation velocity of radio waves.

Следовательно, задача измерения расстояния R от наземного пункта до ИСЗ-ретранслятора сводится к автоматическому измерению временной задержки τЗ ретранслированного сигнала относительно запросного.Therefore, the task of measuring the distance R from a ground station to an artificial satellite repeater is reduced to automatic measurement of the time delay τ 3 of the relay signal relative to the interrogation signal.

На втором шаге (при передаче сигнала из пункта В) переключатель 4 должен быть разомкнут и сигнал α3 из генератора 3 через клиппер 10 поступает в то же запоминающее устройство 11. Ретранслированный сигнал α4 записывается, как и α2, в запоминающее устройство 16.In the second step (when transmitting the signal from point B), the switch 4 must be open and the signal α 3 from the generator 3 through the clipper 10 enters the same memory 11. The relay signal α 4 is recorded, like α 2 , in the memory 16.

В произвольный момент времени t3 В=t2 В+Θ по часам второго пункта аналогично формируют и регистрируют шумоподобный СВЧ-сигнал (сигнал β3). Сформированный сигнал преобразуют на частоте ω1, усиливают его по мощности, излучают усиленный сигнал в направлении того же ИСЗ-ретранслятора.At an arbitrary point in time t 3 V = t 2 V + Θ, a noise-like microwave signal (β 3 signal) is similarly generated and recorded by the hours of the second point. The generated signal is converted at a frequency of ω 1 , amplified by power, emitted amplified signal in the direction of the same satellite repeater.

В тот же момент времени t3 B=t3 A по часам первого пункта А с помощью той же кодовой последовательности формируют такой же шумоподобный СВЧ-сигнал (сигнал α3). Регистрируют его на первом пункте А. Принимают бортовой аппаратурой ИСЗ-ретранслятора сигнал на частоте ω1 (сигнал α3), переизлучают его на пункты А и В на частоте ω2 с сохранением фазовых соотношений, принимают ретранслированный сигнал на обоих пунктах, преобразуют его на видеочастоту, регистрируют в моменты времени t4 A и t4 B соответственно (сигнал α4, β4).At the same time t 3 B = t 3 A , the same noise-like microwave signal (signal α 3 ) is formed using the same code sequence using the same code sequence. Register it at the first point A. Accept the on-board equipment of the satellite relay signal at a frequency of ω 1 (signal α 3 ), re-emit it to points A and B at a frequency of ω 2 while maintaining phase relationships, receive a relay signal at both points, convert it to video frequency, recorded at time t 4 A and t 4 B, respectively (signal α 4 , β 4 ).

Корреляционной обработкой двух пар зарегистрированных сигналов в измерителе 17 определяют на каждом пункте следующие временные задержки:The correlation processing of two pairs of registered signals in the meter 17 determines at each point the following time delays:

τ11⊗β2=t2 B-t1 В1+b1+(ΔВ ИВ П+ΔS)+Δt,τ 1 = β 1 ⊗ β 2 = t 2 B -t 1 B = a 1 + b 1 + (Δ B AND + Δ B P + ΔS) + Δt,

τ23⊗α4=t4 A-t3 A=a3+b2+(ΔВ ИА П+ΔS)-Δt,τ 2 = α 3 ⊗ α 4 = t 4 A -t 3 A = a 3 + b 2 + (Δ B AND + Δ A P + ΔS) -Δt,

τ31⊗α2=t2 A-t1 A=a1+a2+(ΔА ИА П+ΔS),τ 3 = α 1 ⊗ α 2 = t 2 A -t 1 A = a 1 + a 2 + (Δ А И + Δ А П + ΔS),

τ43⊗β4=t4 B-t3 B=b2+b3+(ΔВ ИВ П+ΔS)τ 4 = β 3 ⊗ β 4 = t 4 B -t 3 B = b 2 + b 3 + (Δ B AND + Δ B P + ΔS)

и соответствующие им частоты интерференции Fi (i=1, 2, 3, 4), которые определяют производные этих задержек:and the corresponding interference frequencies F i (i = 1, 2, 3, 4), which determine the derivatives of these delays:

Figure 00000010
,
Figure 00000010
,

где

Figure 00000011
,Where
Figure 00000011
,

aj, bj (j=1, 2, 3) - время распространения сигнала между ИСЗ и пунктами А и В соответственно (фиг. 1);a j , b j (j = 1, 2, 3) is the propagation time of the signal between the satellite and points A and B, respectively (Fig. 1);

ΔА И, ΔВ И - задержки сигналов в излучающей аппаратуре обоих пунктов;Δ A AND , Δ B AND - signal delays in the radiating equipment of both points;

ΔА П, ΔВ П - задержки сигналов в приемно-регистрирующей аппаратуре;Δ A P , Δ B P - signal delay in the receiving and recording equipment;

ΔS - задержка сигналов в бортовом ИСЗ-ретрансляторе;ΔS - signal delay in the onboard satellite repeater;

Δt=t1 B-t1 A - искомая разность показаний часов в один и тот же физический момент.Δt = t 1 B -t 1 A is the desired difference in the clock readings at the same physical moment.

Полагая aj и bj линейными функциями с производными

Figure 00000012
,
Figure 00000013
, получаем:Assuming a j and b j linear functions with derivatives
Figure 00000012
,
Figure 00000013
we get:

Figure 00000014
,
Figure 00000014
,

гдеWhere

Figure 00000015
,
Figure 00000015
,

Figure 00000016
,
Figure 00000016
,

Figure 00000017
,
Figure 00000017
,

Figure 00000018
,
Figure 00000018
,

ΔА,В', ΔА,В” - задержки сигнала в атмосфере на частотах ω1 и ω2 соответственно;Δ A, B ' , Δ A, B ” - signal delay in the atmosphere at frequencies ω 1 and ω 2, respectively;

ν - релятивистская поправка (эффект Саньяка);ν - relativistic correction (Sagnac effect);

ω - угловая скорость вращения Земли;ω is the angular velocity of the Earth;

с - скорость света;c is the speed of light;

D - площадь четырехугольника OA'S'В', образуемого в экваториальной плоскости центром масс Земли, проекциями пунктов А, В и ИСЗ-ретранслятора S.D is the area of the quadrilateral OA'S'B ', formed in the equatorial plane by the center of mass of the Earth, the projections of points A, B and the satellite S.

Поправки γ на подвижность ИСЗ-ретранслятора во время единичного измерения проще всего свести к нулю соответствующим выбором свободного параметра Θ:Corrections γ on the mobility of the satellite repeater during a single measurement is most easily reduced to zero by the corresponding choice of the free parameter Θ:

Figure 00000019
,
Figure 00000019
,

который следует в начале измерений рассчитывать по приближенным эфемеридным данным, а затем уточнить по результатам текущих измерений.which should be calculated at the beginning of measurements by approximate ephemeris data, and then clarified by the results of current measurements.

Что касается поправки δ на аппаратурные задержки, то ее можно найти путем калибровки по методу «нулевой базы».As for the correction δ for hardware delays, it can be found by calibration using the “zero base” method.

Атмосферная поправка ε также учитывается.The atmospheric correction ε is also taken into account.

На пункте В аппаратура работает аналогично, только порядок шагов там обратный. Для вычисления разности показаний часов Δt теперь достаточно обменяться между пунктами полученными цифровыми данными, что можно делать по обычным телефонным или телеграфным каналам связи.At point B, the equipment works similarly, only the order of steps there is the opposite. To calculate the difference between the clock readings Δt, it is now sufficient to exchange the received digital data between the points, which can be done via ordinary telephone or telegraph communication channels.

Описанная выше работа устройства, реализующего предлагаемый способ, соответствует приему полезных сигналов по основному каналу на частоте ω2 (фиг. 4).The above operation of the device that implements the proposed method, corresponds to the reception of useful signals on the main channel at a frequency of ω 2 (Fig. 4).

Если ложный сигнал (помеха)If a false signal (interference)

uЗ(t)=UЗ cos(ωЗt+ϕЗ), 0≤t≤TЗ u З (t) = U З cos (ω З t + ϕ З ), 0≤t≤T З

принимается по зеркальному каналу на частоте ωЗ, то усилителями 14 и 20 второй промежуточной частоты выделяются следующие напряжения:is taken through the mirror channel at a frequency of ω З , then the following voltages are allocated by amplifiers 14 and 20 of the second intermediate frequency:

uпр5(t)=Uпр5 cos(ωпр2t+ϕпр5),u CR5 (t) = U CR5 cos (ω CR2 t + ϕ CR5 ),

uпр6(t)=Uпр5 cos(ωпр2t+ϕпр5-90°), 0≤t≤ТЗ,u CR6 (t) = U CR5 cos (ω CR2 t + ϕ CR5 -90 °), 0≤t≤T З ,

где

Figure 00000020
;Where
Figure 00000020
;

К1 - коэффициент передачи усилителя;To 1 is the gain of the amplifier;

ωпр2ЗГ2 - вторая промежуточная (разностная) частота;ω CR2 = ω GG2 - the second intermediate (difference) frequency;

ϕпр53Г2.ϕ pr5 = ϕ 3G2 .

Напряжение uпр6(t) с выхода усилителя 20 второй промежуточной частоты поступает на вход фазовращателя 21 на -90°, на выходе которого образуется следующее напряжение:The voltage u pr6 (t) from the output of the amplifier 20 of the second intermediate frequency is supplied to the input of the phase shifter 21 by -90 °, at the output of which the following voltage is generated:

uпр7(t)=Uпр5 cos(ωпр2t+ϕпр5-90°-90°)=-Uпр5 cos(ωпр2t+ϕпр5), 0≤t≤ТР.u CR7 (t) = U CR5 cos (ω CR2 t + ϕ CR5 -90 ° -90 °) = - CR CR5CR2 t + ϕ CR5 ), 0≤t≤T P.

Напряжения uпр5(t) и uпр7(t), поступающие на два входа сумматора 22, на его выходе компенсируются.The voltages u CR5 (t) and u CR7 (t) supplied to the two inputs of the adder 22 are compensated at its output.

Следовательно, ложный сигнал (помеха), принимаемый по зеркальному каналу на частоте ωЗ, подавляется.Therefore, a false signal (interference) received on the mirror channel at a frequency of ω 3 is suppressed.

По аналогичной причине подавляется и ложный сигнал (помеха), принимаемый по второму комбинационному каналу на частоте ωк2.For a similar reason, a false signal (interference) received on the second combination channel at a frequency of ω k2 is also suppressed.

Если ложный сигнал (помеха) принимается по первому комбинационному каналу на частоте ωк1 If a false signal (interference) is received on the first combinational channel at a frequency ω k1

uK1(t)=UK1 cos(ωK1t+ϕK1), 0≤t≤ТK1,u K1 (t) = U K1 cos (ω K1 t + ϕ K1 ), 0≤t≤T K1 ,

то усилителями 14 и 20 второй промежуточной частоты выделяются следующие напряжения:the amplifiers 14 and 20 of the second intermediate frequency are allocated the following voltages:

uпр8(t)=Uпр2 cos(ωпр2t+ϕпр8),u CR8 (t) = U CR2 cos (ω CR2 t + ϕ CR8 ),

uпр9(t)=Uпр8 cos(ωпр2t+ϕпр8+90°), 0≤t≤TK1,u PR9 (t) = U CR8 cos (ω CR2 t + ϕ CR8 + 90 °), 0≤t≤T K1 ,

где

Figure 00000021
;Where
Figure 00000021
;

ωпр2=2ωГ2К1 - вторая промежуточная (разностная) частота;ω CR2 = 2ω G2K1 - the second intermediate (difference) frequency;

ϕпр8Г2К1.ϕ pr8 = ϕ G2K1 .

Напряжение uпр9(t) с выхода усилителя 20 второй промежуточной частоты поступает на вход фазовращателя 21 на -90°, на выходе которого образуется напряжение:The voltage u pr9 (t) from the output of the amplifier 20 of the second intermediate frequency is supplied to the input of the phase shifter 21 by -90 °, at the output of which a voltage is generated:

uпр10(t)=Uпр8 cos(ωпр2t+ϕпр8+90°-90°)=Uпр8 cos(ωпр2t+ϕпр8), 0≤t≤ТК1.u pr10 (t) = U pr8 cos (ω pr2 t + ϕ pr8 + 90 ° -90 °) = U pr8 cos (ω pr2 t + ϕ pr8 ), 0≤t≤T K1 .

Напряжения uпр8(t) и uпр10(t) поступают на два входа сумматора 22, на выходе которого образуется следующее суммарное напряжение:Voltages u pr8 (t) and u pr10 (t) are supplied to two inputs of the adder 22, the output of which forms the following total voltage:

uΣ1(t)=UΣ1 cos(ωпр2t+ϕпр8), 0≤t≤ТК1,u Σ1 (t) = U Σ1 cos (ω CR2 t + ϕ CR8 ), 0≤t≤T K1 ,

где UΣ1=2Uпр8.where U Σ1 = 2U pr8 .

Это напряжение подается на второй вход перемножителя 23, на выходе которого образуется следующее гармоническое напряжение:This voltage is supplied to the second input of the multiplier 23, the output of which produces the following harmonic voltage:

u2(t)=U2 cos(2ωГ2t+ϕГ2), 0≤t≤TK1,u 2 (t) = U 2 cos (2ω Г2 t + ϕ Г2 ), 0≤t≤T K1 ,

где

Figure 00000022
.Where
Figure 00000022
.

Это напряжение не попадает в полосу пропускания узкополосного фильтра 24. Следовательно, ложный сигнал (помеха), принимаемый по первому комбинационному каналу на частоте ωК1, подавляется.This voltage does not fall into the passband of the narrow-band filter 24. Therefore, a false signal (interference) received on the first combinational channel at a frequency ω K1 is suppressed.

Если ложный сигнал (помеха) поступает по каналу прямого прохожденияIf a false signal (interference) enters the direct channel

uп(t)=Uп cos(ωпt+ϕп), 0≤t≤Tп,u p (t) = U p cos (ω p t + ϕ p ), 0≤t≤T p ,

где ωппр2,where ω p = ω CR2 ,

то он поступает на первый вход второго сумматора 41, выделяется узкополосным фильтром 39, частота настройки ωн1 которого равна второй промежуточной частоте ωпр2, (ωн1пр2,), инвертируется по фазе на 180° фазоинверторе 40then it enters the first input of the second adder 41, is allocated by a narrow-band filter 39, the tuning frequency ω н1 of which is equal to the second intermediate frequency ω pr2n1 = ω pr2, ), is inverted in phase to 180 ° phase inverter 40

uп1(t)=Uп cos(ωпt+ϕg), 0≤t≤Tп u p1 (t) = U p cos (ω p t + ϕ g ), 0≤t≤T p

и поступает на второй вход сумматора 41, выход которого он компенсирует.and enters the second input of the adder 41, the output of which it compensates.

Следовательно, ложный сигнал (помеха), принимаемый по каналу прямого прохождения на частоте ωппр2, подавляется фильтром-пробкой, состоящим из узкополосного фильтра 39, фазоинвертора 40, сумматора 41, и реализующим фазокомпенсационный метод.Therefore, a false signal (interference) received through the direct passage channel at a frequency ω p = ω pr2 is suppressed by a filter plug consisting of a narrow-band filter 39, a phase inverter 40, an adder 41, and implementing a phase compensation method.

Если два или более мощных сигнала на частотах ωI и ωII попадают в полосу частот Δωп, расположенную "слева" от полосы пропускания Δωп приемника, то их взаимодействие на нелинейных элементах обеспечивают образование интермодуляционных составляющих, некоторые из которых попадают в полосу пропускания Δωп приемника в качестве интермодуляционных помех. Указанные интермодуляционные помехи поступают на первый вход сумматора 44, выделяются полосовым фильтром 42, частота настройки ωн2 и полоса пропускания Δωп1 которого выбираются следующим образом:If two or more powerful signals at frequencies ω I and ω II fall into the frequency band Δω p located "to the left" of the passband Δω p of the receiver, then their interaction on nonlinear elements ensures the formation of intermodulation components, some of which fall into the passband Δω n receiver as intermodulation interference. The indicated intermodulation interference arrives at the first input of the adder 44, is allocated by a band-pass filter 42, the tuning frequency ω n2 and the passband Δω p1 which are selected as follows:

Figure 00000023
,
Figure 00000023
,

где ωI и ωII - граничные частоты,where ω I and ω II are the boundary frequencies,

образующие полосу частот Δωп1, попадание в которую двух или более мощных сигналов приводит к образованию интермодуляционных помех.forming the frequency band Δω p1 , hit in which two or more powerful signals leads to the formation of intermodulation interference.

Указанные помехи инвертируются по фазе на 180° в фазоинверторе 43 и поступают на второй вход сумматора 44, где они компенсируются.These interference are phase inverted by 180 ° in the phase inverter 43 and fed to the second input of the adder 44, where they are compensated.

Следовательно, ложные сигналы (помехи) принимаются в полосе частот Δωп1, расположенной "слева" от полосы пропускания Δωп приемника, и приводящие к образованию интермодуляционных помех, подавляются фильтром-пробкой, состоящим из полосового фильтра 42, фазоинвертором 43, сумматором 44 и реализующим фазокомпенсационный метод.Consequently, false signals (interference) are received in the frequency band Δω p1 , located "to the left" of the passband Δω p of the receiver, and leading to the formation of intermodulation interference, are suppressed by the filter plug, consisting of a bandpass filter 42, a phase inverter 43, an adder 44 and realizing phase compensation method.

Если два или более мощных сигналов попадают в полосу частот Δωп2, расположенной "справа" от полосы пропускания Δωп приемника, то их взаимодействие на нелинейных элементах обеспечивает образование интермодуляционных составляющих, некоторые из которых попадают в полосу пропускания Δωп в качестве интермодуляционных помех. Указанные интермодуляционные помехи поступают на первый вход сумматора 47, выделяются полосовым фильтром 45, частота настройки ωн3 и полоса пропускания Δωп2 которого выбираются следующим образом:If two or more powerful signals fall into the frequency band Δω p2 located “to the right” of the passband Δω p of the receiver, then their interaction on nonlinear elements ensures the formation of intermodulation components, some of which fall into the passband Δω p as intermodulation interference. The indicated intermodulation interference arrives at the first input of the adder 47, is allocated by a band-pass filter 45, the tuning frequency ω n3 and the passband Δω p2 of which are selected as follows:

Figure 00000024
,
Figure 00000024
,

где ωIII и ωIV - граничные частоты,where ω III and ω IV are the boundary frequencies,

образующие полосу частот Δωп2, попадание в которую двух или более мощных сигналов приводит к образованию интермодуляционных помех.forming the frequency band Δω p2 , hit in which two or more powerful signals leads to the formation of intermodulation interference.

Указанные помехи инвертируются по фазе на 180° в фазоинверторе 46 и поступают на второй вход сумматора 47, где они компенсируются.These interference are phase inverted by 180 ° in the phase inverter 46 and fed to the second input of the adder 47, where they are compensated.

Следовательно, ложные сигналы (помехи), принимаемые в полосе частот Δωп2, расположенной "справа" от полосы пропускания Δωп приемника и приводящие к образованию интермодуляционных помех, подавляются фильтром-пробкой, состоящим из полосового фильтра 45, фазоинвертора 46, сумматора 47 и реализующим фазокомпенсационный метод.Consequently, false signals (interference) received in the frequency band Δω p2 located "to the right" of the passband Δω p of the receiver and leading to the formation of intermodulation interference are suppressed by the filter plug, consisting of a bandpass filter 45, a phase inverter 46, an adder 47 and realizing phase compensation method.

Способ синхронизации часов позволяет:The clock synchronization method allows you to:

- достичь предельной точности измерений (около ±0,1 нс) с помощью РСДБ техники и техники ретрансляции, которая уже широко используется на практике;- achieve extreme measurement accuracy (about ± 0.1 ns) using VLBI technology and relay technology, which is already widely used in practice;

- формировать необходимые для проведения измерения СВЧ-сигналы на наземных пунктах, что дает возможность постепенно наращивать точность измерений за счет оптимизации структуры сигнала и усовершенствования наземной техники регистрации без вмешательства в бортовую аппаратуру ИСЗ;- to form the microwave signals necessary for the measurement at ground points, which makes it possible to gradually increase the accuracy of measurements by optimizing the signal structure and improving the ground-based recording technique without interfering with the satellite onboard equipment;

- повысить оперативность измерений, т.е. довести интервал времени от начала измерений до получения результатов вплоть до нескольких десятков секунд (практически до времени корреляционной обработки сигналов);- increase the efficiency of measurements, i.e. bring the time interval from the beginning of measurements to obtain results up to several tens of seconds (almost to the time of correlation signal processing);

- избежать установки на борту ИСЗ высокостабильных хранителей времени и измерителей временных интервалов, ограничить бортовую аппаратуру только системой фазостабильной ретрансляции СВЧ-сигналов.- to avoid the installation on board of a satellite of highly stable time-keepers and time interval meters, to limit the on-board equipment to only a phase-stable microwave signal relay system.

Предлагаемый способ обеспечивает повышение помехоустойчивости и точности синхронизации удаленных шкал времени. Это достигается подавлением ложных сигналов (помех), принимаемых по зеркальному и комбинационным каналам.The proposed method provides improved noise immunity and accuracy of synchronization of remote time scales. This is achieved by suppressing false signals (interference) received via mirror and Raman channels.

Причем подавление ложных сигналов (помех), принимаемых по зеркальному и второму комбинационному каналу, обеспечивается фазокомпенсационным методом, который реализуется гетеродином 2.2, смесителями 13 и 19, усилителями 14 и 20 второй промежуточной частоты, фазовращателями 18 и 21 на +90° и -90° и сумматором 22.Moreover, the suppression of false signals (interference) received via the mirror and the second Raman channel is provided by the phase-compensation method, which is implemented by the local oscillator 2.2, mixers 13 and 19, amplifiers 14 and 20 of the second intermediate frequency, phase shifters 18 and 21 by + 90 ° and -90 ° and adder 22.

Подавление ложных сигналов (помех), принимаемых по первому комбинационному каналу, обеспечивается методом узкополосной фильтрации, который реализуется перемножителем 23, узкополосным фильтром 24, амплитудным детектором 25 и ключом 26.The suppression of false signals (interference) received via the first combinational channel is provided by the narrow-band filtering method, which is implemented by a multiplier 23, a narrow-band filter 24, an amplitude detector 25, and a key 26.

Предлагаемые способ и устройство обеспечивают повышение точности синхронизации удаленных шкал времени. Это достигается измерением расстояния R от наземного пункта до ИСЗ-ретранслятора, скорости и направления его перемещения на геостационарной орбите относительно наземного пункта.The proposed method and device provide improved accuracy of synchronization of remote time scales. This is achieved by measuring the distance R from the ground point to the satellite, the speed and direction of its movement in a geostationary orbit relative to the ground point.

При этом измерение радиальной скорости ИСЗ-ретранслятора осуществляется с использованием многократного преобразования частоты принимаемого сигнала, отличается сравнительной простотой и не имеет ограничений на количество наземных пунктов, осуществляющих измерение радиальной скорости ИСЗ-ретранслятора.Moreover, the measurement of the radial velocity of the satellite repeater is carried out using multiple frequency conversion of the received signal, is characterized by comparative simplicity and does not have restrictions on the number of ground stations that measure the radial speed of the satellite repeater.

Измерение расстояния R от наземного пункта до ИСЗ-ретранслятора осуществляется автоматически с использованием замечательного свойства корреляционной функции R(τ) шумоподобных СВЧ-сигналов, которая имеет значительный главный лепесток и сравнительно низкий уровень боковых лепестков.The measurement of the distance R from the ground point to the satellite repeater is carried out automatically using the remarkable property of the correlation function R (τ) of noise-like microwave signals, which has a significant main lobe and a relatively low level of side lobes.

Таким образом, предлагаемые способ и устройство по сравнению с прототипом и другими техническими решениями аналогичного назначения обеспечивают повышение помехоустойчивости и точности синхронизации удаленных шкал времени. Это достигается путем подавления ложных сигналов (помех), принимаемых по каналам прямого прохождения и по интермодуляционным каналам. Причем подавления ложных сигналов (помех), принимаемых по указанным каналам, обеспечивается фильтрами-пробками, реализующими фазокомпенсационный метод.Thus, the proposed method and device in comparison with the prototype and other technical solutions of a similar purpose provide increased noise immunity and accuracy of synchronization of remote time scales. This is achieved by suppressing spurious signals (interference) received on direct channels and on intermodulation channels. Moreover, the suppression of false signals (interference) received through the indicated channels is provided by filter plugs that implement the phase compensation method.

Claims (16)

1. Способ синхронизации часов, основанный на одновременном приеме разнесенными наземными пунктами шумоподобных СВЧ-сигналов с борта искусственного спутника Земли, когерентном их преобразовании к видеочастоте, цифровой регистрации принятых сигналов и определении временной задержки прихода одного и того же сигнала в пункты синхронизации методом корреляционной обработки зарегистрированных сигналов, по величине которой производят сличение шкал времени, при этом в начальный момент времени t1 по часам первого пункта с помощью кодовой последовательности формируют шумоподобный СВЧ-сигнал, регистрируют его на этом же пункте, сформированный сигнал преобразуют на частоту ω1, усиливают его по мощности, изучают усиленный сигнал в направлении на искусственный спутник Земли-ретранслятор, в тот же момент времени t1 по часам второго пункта с помощью такой же кодовой последовательности формируют такой же шумоподобный СВЧ-сигнал, регистрируют его на втором пункте, принимают бортовой аппаратурой искусственного спутника Земли-ретранслятора сигнал на частоте ω1, переизлучают его на первый и второй пункты на частоте ω2 с сохранением фазовых соотношений, в произвольный момент времени t3 по часам второго пункта аналогично формируют и регистрируют шумоподобный СВЧ-сигнал, сформированный сигнал преобразуют на частоту ω1, усиливают его по мощности, излучают усиленный сигнал в направлении того же искусственного спутника Земли-ретранслятора, в тот же момент времени t3 по часам первого пункта с помощью такой же кодовой последовательности формируют такой же шумоподобный СВЧ-сигнал, регистрируют его на первом пункте, принимают бортовой аппаратурой искусственного спутника Земли-ретранслятора сигнал на частоте ω1 и переизлучают его на первый и второй пункты на частоте ω2 с сохранением фазовых соотношений, принимаемый сигнал на частоте ω2 преобразуют по частоте с использованием напряжения второго гетеродина, сдвинутого по фазе на +90°, выделяют напряжение второй промежуточной частоты, сдвигают его по фазе на -90°, суммируют с исходным напряжением второй промежуточной частоты, перемножают полученное суммарное напряжение с принимаемым сигналом, выделяют гармоническое напряжение на частоте ωГ2 второго гетеродина, детектируют его и используют для разрешения дальнейшей обработки принимаемого сигнала, отличающийся тем, что полученное суммарное напряжение преобразуют по частоте с использованием напряжения первой эталонной частоты ωЭ1, выделяют напряжение третьей промежуточной частоты1. A clock synchronization method based on the simultaneous reception of noise-like microwave signals from an artificial Earth satellite by spaced ground points, their coherent conversion to a video frequency, digital recording of received signals and determining the time delay of the arrival of the same signal to synchronization points by correlation processing of recorded signals for which the magnitude comparison of time scales produce, while at the initial time t 1 to the clock of the first item using the code pos edovatelnosti form a noise-like microwave signal is recorded it at the same point, the conditioned signal is converted to a frequency ω 1, increase its power, study the amplified signal in the direction of artificial Earth relay satellite in the same time t 1, the clock of the second paragraph using the same code sequence, the same noise-like microwave signal is generated, recorded at the second point, the signal at the frequency ω 1 is received by the onboard equipment of the artificial Earth-relay satellite, and re-emitted to the first and second points at a frequency of ω 2 while maintaining phase relationships, at an arbitrary time t 3 according to the clock of the second point, a noise-like microwave signal is generated and recorded in a similar way, the generated signal is converted to a frequency of ω 1 , amplified by power, emitted amplified signal in the direction of the same artificial satellite repeater Earth at the same time point t 3, the first item on the clock by using the same code sequence form the same noise-like microwave signal, it is recorded in the first paragraph, the received dissolved onboard equipment Earth relay artificial satellite signal at frequency ω 1 and re-emit it at first and second points at the frequency ω 2 while preserving phase relationships, the received signal at the frequency ω 2 is converted in frequency using the voltage of the second local oscillator shifted in phase by + 90 °, the voltage of the second intermediate frequency is isolated, it is shifted in phase by -90 °, summed with the initial voltage of the second intermediate frequency, the resulting total voltage is multiplied with the received signal, the harmonic is isolated voltage at a frequency ω G2 of the second local oscillator, it is detected and used to resolve further processing of the received signal, characterized in that the resulting total voltage is converted in frequency using the voltage of the first reference frequency ω E1 , the voltage of the third intermediate frequency is isolated
Figure 00000025
,
Figure 00000025
,
преобразуют его по частоте с использованием напряжения второй эталонной частотыconvert it in frequency using the voltage of the second reference frequency
Figure 00000026
,
Figure 00000026
,
где Ω0 - частота подставки, которая вводится для определения знака доплеровского смещения ΩД,where Ω 0 is the frequency of the stand, which is introduced to determine the sign of the Doppler shift Ω D , выделяют напряжение низкой частоты ωНД0, измеряют низкую частоту ωН и в зависимости от того ωН0 или ωН0, определяют знак доплеровского смещения, а следовательно, и направление радиальной скорости ИСЗ-ретранслятора, одновременно полученное суммарное напряжение перемножают с шумоподобным СВЧ-сигналом, пропущенным через блок регулированной задержки, выделяют низкочастотное напряжение, пропорциональное корреляционной функции R(τ), где τ - текущая временная задержка, изменяют временную задержку τ до получения равенства τ=τЭ, что соответствует максимальному значению корреляционной функции R(τ), поддерживают ее и определяют дальность от наземного пункта до ИСЗ-ретранслятора по формулеisolate the low frequency voltage ω Н = Ω Д + Ω 0 , measure the low frequency ω Н and depending on whether ω Н > Ω 0 or ω Н0 , determine the sign of the Doppler shift, and therefore the direction of the radial velocity of the satellite repeater simultaneously obtained total voltage multiplied with the noise-like microwave signal passed through the regulated delay block, allocate a low-frequency voltage proportional to the correlation function R (τ), where τ - current time delay, changing a time delay τ to obtain equality τ = τ e, h It corresponds to the maximum value of the correlation function R (τ), and determining its supporting distance from ground station to satellite repeater by the formula
Figure 00000027
,
Figure 00000027
,
где с - скорость распространения радиоволн,where c is the propagation velocity of radio waves, отличающийся тем, что если сигнал (помеха) поступает по каналу прямого прохождения на частоте ωп, равной второй промежуточной частоте ωпр2ппр2), то его выделяют узкополосным фильтром, частоту настройки ωн которого выбирают равной второй промежуточной частоты (ωнпр2), инвертируют по фазе на 180° и суммируют с исходным сигналом, компенсируя его фазокомпенсационным методом, если два или более мощных сигналов попадают в полосу частот Δωпр1, расположенную "слева" от полосы пропускания Δωп приемника, и взаимодействие которых на нелинейных элементах приводит к образованию интермодуляционных составляющих, некоторые из которых попадают в полосу пропускания Δωп приемника, в качестве интермодуляционных помех, то выделяют указанные сигналы полосовым фильтром, частоту настройки ωн2 и полосу пропускания Δωпр которого выбирают следующим образом:characterized in that if the signal (interference) enters the direct channel at a frequency ω p equal to the second intermediate frequency ω CR2p = ω CR2 ), then it is isolated by a narrow-band filter, the tuning frequency ω n of which is chosen equal to the second intermediate frequency ( ω n = ω CR2 ), phase inverse by 180 ° and summed with the original signal, compensating for it by the phase compensation method, if two or more powerful signals fall into the frequency band Δω CR1 , located "to the left" of the passband Δω n of the receiver, and the interaction which on nonline ynyh elements leads to the formation of intermodulation products, some of which fall within the transmission band Δω n receiver as intermodulation interference, the said signals is isolated by a bandpass filter, the frequency setting and band ω 2n Δω transmittance etc. of which are selected as follows:
Figure 00000028
,
Figure 00000029
,
Figure 00000028
,
Figure 00000029
,
где ωI и ωII - граничные частоты,where ω I and ω II are the boundary frequencies, инвертируют их по фазе на 180° и суммируют с исходными сигналами, компенсируя их фазокомпенсационным методом, если два или более мощных сигналов попадают в полосу частот Δωп2, расположенную "справа" от полосы пропускания Δωп приемника, и взаимодействие которых на нелинейных элементах приводит к образованию интермодуляционных составляющих, некоторые из которых попадают в полосу пропускания Δωп приемника в качестве интермодуляционных помех, то выделяют указанные сигналы полосовым фильтром, частоту настройки ωн3 и полосу пропускания Δωп2 которого выбирают следующим образом:they are inverted in phase by 180 ° and summed with the original signals, compensating for them by the phase-compensation method if two or more powerful signals fall into the frequency band Δω p2 located "to the right" of the passband Δω p of the receiver, and the interaction of which on nonlinear elements leads to formation of intermodulation products, some of which fall within the transmission band Δω n receiver as intermodulation interference, the said signals is isolated by a bandpass filter, ω H3 tuning frequency and the transmission bandwidth Δω 2 is selected as follows:
Figure 00000030
,
Figure 00000031
,
Figure 00000030
,
Figure 00000031
,
где ωIII и ωIV - граничные частоты,where ω III and ω IV are the boundary frequencies, инвертируют их по фазе на 180° и суммируют с исходными сигналами, компенсируют их фазокомпенсационным методом.invert them by phase by 180 ° and summarize with the original signals, compensate them by phase-compensation method. 2. Устройство для синхронизации часов, содержащее геостационарный ИСЗ-ретранслятор, первый и второй наземные пункты, каждый из которых содержит последовательно включенные стандарт частоты и времени, первый гетеродин, первый смеситель, второй вход которого через переключатель соединен с первым выходом генератора псевдослучайного сигнала, усилитель первой промежуточной частоты, первый усилитель мощности, дуплексер, вход-выход которого связан с приемопередающей антенной, и второй усилитель мощности, последовательно включенные второй смеситель второй вход которого через второй гетеродин соединен с первым выходом стандарта частоты и времени, первый усилитель второй промежуточной частоты, первый сумматор, первый перемножитель, первый узкополосный фильтр, амплитудный детектор, ключ, вход которого соединен с выходом первого сумматора, второй клиппер, второй вход которого соединен со вторым выходом стандарта частоты и времени, второе буферное запоминающее устройство и измеритель задержек и их производных, выход которого является выходом наземного пункта, последовательно подключенных к третьему выходу стандарта частоты и времени генератора псевдослучайного сигнала, первый клиппер, второй вход которого соединен с вторым выходом стандарта частоты и времени, и первое буферное запоминающее устройство, выход которого соединен с вторым входом измерителя задержек и их производных, последовательное подключенные к выходу второго гетеродина первый фазовращатель на 90°, третий смеситель, второй усилитель второй промежуточной частоты и второй фазовращатель на -90°, выход которого соединен со вторым входом первого сумматора, причем к выходу канала последовательно подключены четвертый смеситель, второй вход которого соединен с первым выходом блока эталонных частот, усилитель третьей промежуточной частоты, пятый смеситель второй вход которого соединен со вторым выходом блока эталонных частот, первый фильтр нижних частот и измеритель доплеровской частоты, к выходу ключа последовательно подключены второй перемножитель, второй фильтр нижних частот, экстремальный регулятор и блок регулируемой задержки, второй вход которого соединен с выходом генератора псевдослучайного сигнала, первый выход соединен со вторым входом второго перемножителя, а второй выход подключен к индикатору дальности, отличающееся тем, что оно снабжено вторым узкополосным фильтром, тремя фазоинверторами, вторым, третьим и четвертым сумматорами и двумя полосовыми фильтрами, причем к выходу второго усилителя мощности последовательно подключены второй узкополосный фильтр, первый фазоинвертор, сумматор, второй вход которого соединен с выходом второго усилителя мощности, первый полосовой фильтр, второй фазоинвертор, третий сумматор, второй вход которого соединен с выходом второго сумматора, второй полосовой фильтр, третий фазоинвертор и четвертый сумматор, второй вход которого соединен с выходом третьего сумматора, а выход подключен к вторым входам первого перемножителя, второго и третьего смесителей.2. A device for clock synchronization, containing a geostationary satellite repeater, first and second ground stations, each of which contains a frequency and time standard, a first local oscillator, a first mixer, the second input of which is connected via a switch to the first output of the pseudo-random signal generator, an amplifier the first intermediate frequency, the first power amplifier, a duplexer, the input-output of which is connected to the transceiver antenna, and the second power amplifier, sequentially connected to the second cm carrier is the second input through the second local oscillator connected to the first output of the frequency and time standard, the first amplifier of the second intermediate frequency, the first adder, the first multiplier, the first narrow-band filter, the amplitude detector, the key whose input is connected to the output of the first adder, the second clipper, the second input which is connected to the second output of the frequency and time standard, the second buffer storage device and a meter of delays and their derivatives, the output of which is the output of a ground station, in series connected to the third output of the frequency and time standard of the pseudo-random signal generator, the first clipper, the second input of which is connected to the second output of the frequency and time standard, and the first buffer storage device, the output of which is connected to the second input of the delay meter and their derivatives, connected in series to the output of the second local oscillator, the first phase shifter 90 °, the third mixer, the second amplifier of the second intermediate frequency and the second phase shifter -90 °, the output of which is connected to the second input of the first an adder, and a fourth mixer, the second input of which is connected to the first output of the reference frequency block, an amplifier of the third intermediate frequency, the fifth mixer of which the second input is connected to the second output of the reference frequency block, the first low-pass filter and the Doppler frequency meter, is connected in series to the key output is connected in series with a second multiplier, a second low-pass filter, an extreme regulator and an adjustable delay unit, the second input of which is connected to the generator output pseudo-random signal generator, the first output is connected to the second input of the second multiplier, and the second output is connected to the range indicator, characterized in that it is equipped with a second narrow-band filter, three phase inverters, a second, third and fourth adders and two bandpass filters, and to the output of the second amplifier a second narrow-band filter, a first phase inverter, an adder, a second input of which is connected to the output of a second power amplifier, a first band-pass filter, a second phase inverter, are connected in series Torr, a third adder, a second input coupled to an output of the second adder, a second bandpass filter, the third phase inverter and a fourth adder, the second input of which is connected to the output of the third adder and an output connected to second inputs of the first multiplier, the second and third mixers.
RU2015155433A 2015-12-23 2015-12-23 Method of clock synchronization and device for its implementation RU2619094C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015155433A RU2619094C1 (en) 2015-12-23 2015-12-23 Method of clock synchronization and device for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015155433A RU2619094C1 (en) 2015-12-23 2015-12-23 Method of clock synchronization and device for its implementation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2619094C1 true RU2619094C1 (en) 2017-05-11

Family

ID=58715928

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015155433A RU2619094C1 (en) 2015-12-23 2015-12-23 Method of clock synchronization and device for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2619094C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2767163C1 (en) * 2021-04-21 2022-03-16 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича" Method for synchronizing clocks in digital networks

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1517661A (en) * 1975-07-14 1978-07-12 Singer Co Method and apparatus for synchronizing master and local time base systems
RU2146833C1 (en) * 1997-12-30 2000-03-20 Закрытое акционерное общество Фирма "Котлин" Method for synchronization of time scales
RU2292574C1 (en) * 2005-06-27 2007-01-27 Институт Прикладной Астрономии Российской Академии Наук Method of clock synchronization
RU2535653C1 (en) * 2013-05-07 2014-12-20 Закрытое акционерное общество "Институт прикладной астрономии" (ЗАО "ИПА") Clock synchronisation method and device therefor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1517661A (en) * 1975-07-14 1978-07-12 Singer Co Method and apparatus for synchronizing master and local time base systems
RU2146833C1 (en) * 1997-12-30 2000-03-20 Закрытое акционерное общество Фирма "Котлин" Method for synchronization of time scales
RU2292574C1 (en) * 2005-06-27 2007-01-27 Институт Прикладной Астрономии Российской Академии Наук Method of clock synchronization
RU2535653C1 (en) * 2013-05-07 2014-12-20 Закрытое акционерное общество "Институт прикладной астрономии" (ЗАО "ИПА") Clock synchronisation method and device therefor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2767163C1 (en) * 2021-04-21 2022-03-16 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича" Method for synchronizing clocks in digital networks

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI575245B (en) Signal-processing systems and methods for echo ranging systems, and related computer program products
EP2076788B1 (en) Method and apparatus for locating the source of an unknown signal
JP3556952B2 (en) Localization of unknown signal source
CN108603928B (en) Method and system for reducing interference caused by phase noise in radar systems
JP2017003553A (en) Phase calibration of stepwise chirp signal for synthetic aperture radar
US11630185B2 (en) Cascaded radar system calibration of baseband imbalances
US4028697A (en) Adaptive signal processor for clutter elimination
RU2292574C1 (en) Method of clock synchronization
US10578748B2 (en) High-performance time transfer using time reversal (T3R)
RU2535653C1 (en) Clock synchronisation method and device therefor
RU2439643C1 (en) Method of clock synchronisation and device for its realisation
KR20070052066A (en) Gps signal repeater apparatus and gps receiver apparatus of stationary orbit satellite, and method for positioning determination of stationary orbit satellite using it
RU2619094C1 (en) Method of clock synchronization and device for its implementation
JP3739078B2 (en) Radio wave source position detection system
RU2350998C2 (en) Method of synchronising clocks
JP4711305B2 (en) Object identification device
RU2623718C1 (en) Time transmission signals modem through the satellite communication duplex channel
RU2518174C2 (en) Query-based method of measuring radial velocity and position of glonass global navigation system satellite and system for realising said method
RU2383914C1 (en) Method of synchronising watches and device for realising said method
RU2613865C2 (en) Clock synchronisation method and device therefor
RU2301437C1 (en) Mode of comparison of time scale
RU2583894C2 (en) Clock synchronisation method and device therefor
RU2654846C1 (en) Method of clock synchronization
RU2528405C1 (en) Clock synchronisation method and device therefor
RU2622511C1 (en) Method of clock synchronization and device for its implementation