一种卫星双向调制无损时钟及本振产生方法技术

本发明专利技术公开一种卫星双向调制无损时钟及本振产生方法，解决现有方法对原子钟频率稳定度损伤和重复上电本振载波相位不一致的问题。所述卫星双向调制无损时钟产生方法，包含以下步骤：用频率为外部参考频率的正弦波参考信号产生包含多次谐波频率的叠加信号；从所述叠加信号中提取谐波次数小于等于第一阈值的一个谐波信号，放大后得到系统时钟或本振信号，或者从所述叠加信号中提取谐波次数小于等于所述第一阈值的多个谐波信号，混频滤波放大后得到所述系统时钟或本振信号。本发明专利技术可实现接近于理论值的无损频率信号产生。于理论值的无损频率信号产生。于理论值的无损频率信号产生。

【技术实现步骤摘要】
一种卫星双向调制无损时钟及本振产生方法


[0001]本专利技术涉及卫星双向时频传递领域，尤其涉及一种卫星双向调制无损时钟及本振产生方法。

技术介绍

[0002]目前卫星双向时频传递系统的系统时钟和本振产生都依赖于锁相系统，通过分频和鉴相方式将5MHz/10MHz外参考倍频到更高频率。一方面，若要尽可能降低对5MHz/10MHz外参考信号稳定度的损伤，对时钟芯片、锁相环路的压控振荡器(VCO)指标和锁相算法要求非常苛刻，一般很难满足要求；另一方面，目前大多数射频芯片通过锁相环路产生载波本振时会出现重复上电与外部参考输入相位不一致的情况，无法适用于卫星双向时频传递的应用。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种卫星双向调制无损时钟及本振产生方法，解决现有方法对原子钟频率稳定度损伤和重复上电本振载波相位不一致的问题。
[0004]为解决上述问题，本专利技术是这样实现的：
[0005]本专利技术实施例指出一种卫星双向调制无损时钟及本振产生方法，包含以下步骤：用频率为外部参考频率的正弦波参考信号产生包含多次谐波频率的叠加信号；从所述叠加信号中提取谐波次数小于等于第一阈值的一个谐波信号，放大后得到系统时钟或本振信号，或者从所述叠加信号中提取谐波次数小于等于所述第一阈值的多个谐波信号，混频滤波放大后得到所述系统时钟或本振信号。
[0006]优选地，所述从叠加信号中提取谐波次数小于等于第一阈值的一个谐波信号，放大后得到系统时钟或本振信号的步骤，进一步包含：若f＝n
×
f
ref
，且n≤T1，则对所述叠加信号先滤波后放大，得到频率为f的所述系统时钟或本振信号；其中，f为所述系统时钟或本振信号的频率，f
ref
为所述外部参考频率，n为时钟系数，T1为所述第一阈值。
[0007]优选地，所述从叠加信号中提取谐波次数小于等于所述第一阈值的多个谐波信号，混频放大后得到所述系统时钟或本振信号的步骤，进一步包含：若f＝n
×
f
ref
，且T1<n≤2
×
T1，则从叠加信号中提取谐波次数为i1第一滤波信号和谐波次数为i2第二滤波信号，混频滤波放大后得到所述系统时钟或本振信号，且i1+i2＝n，i1≤T1，i2≤T1；其中，f为所述系统时钟或本振信号的频率，f
ref
为所述外部参考频率，n为时钟系数，T1为所述第一阈值，i1、i2分别为第一、第二谐波系数。
[0008]优选地，所述从叠加信号中提取谐波次数小于等于所述第一阈值的多个谐波信号，混频放大后得到所述系统时钟或本振信号的步骤，进一步包含：若f＝n
×
f
ref
，且n>2
×
T1，则从叠加信号中提取谐波次数为i3、i4、
……
、i
a
第三、第四、
……
、第a滤波信号，混频滤波放大后得到所述系统时钟或本振信号，i3+i4+
……
+i
a
＝n，且i3≤T1，i4≤T1，
……
，i
a
≤T1；其中，f为所述系统时钟或本振信号的频率，f
ref
为所述外部参考频率，n为时钟系数，T1为所
述第一阈值，i3、i4、
……
、i
a
分别为第三、第四、
……
第a谐波系数。
[0009]优选地，所述用频率为外部参考频率的正弦波参考信号产生包含多次谐波频率的叠加信号的步骤，进一步包含：将所述正弦波参考信号输入给二极管，产生所述叠加信号。
[0010]进一步地，所述方法还包含：将所述正弦波参考信号进行k分频后放大，得到频率为1/k
×
f
ref
的分频信号；将所述一个谐波信号放大，或者对所述多个谐波信号混频后放大，得到倍频信号；对所述倍频信号和分频信号进行混频、滤波和放大，得到的信号为所述系统时钟或本振信号，所述系统时钟或本振信号的频率为f＝m
×
f
ref
+1/k
×
f
ref
，其中，f为所述系统时钟或本振信号的频率，f
ref
为所述外部参考频率，m为倍频系数，k为分频系数。
[0011]进一步地，所述第一阈值小于等于6。
[0012]本专利技术有益效果包括：本专利技术提供了一种无损的卫星双向时频传递调制信号的系统时钟和载波本振产生方法，利用正弦波具有多次谐波的特点，能够保持外频标的频率稳定度和相位特性，特别适用于高性能氢原子钟和铯原子钟参与的双向时间频率传递系统，可实现接近于理论值的无损频率信号产生。
附图说明
[0013]此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0014]图1为一种卫星双向调制无损时钟及本振产生方法流程实施例；
[0015]图2为一种包含分频的卫星双向调制无损时钟及本振产生方法流程实施例。
具体实施方式
[0016]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术具体实施例及相应的附图对本专利技术技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0017]卫星双向时频传递是目前国际公认的最高精度的时频传递方法，广泛应用于国际高精度时间频率量值远程比对，在时间频率量传和溯源方法中的地位无可替代。双向时频传递利用信号扩频调制技术对定时信号的相关信息进行高精度的扩频调制发射，通过卫星、微波或光纤链路对信号进行传输，远程比对站对比对信号进行快速捕获、精密跟踪和精确解算，得到信号传播时延，通过交换传播时延数据便可以精确的获得比对站间的时间差信息，可以获得纳秒量级时间同步水平。双向法广泛应用于卫星导航、深空探测和无人机编队等等多个领域。
[0018]卫星双向时频传递系统的应用要求系统工作时钟和本振频率及相位都与外部参考5MHz/10MHz的频率及相位严格相参，并且要求尽可能引入小的误差，而外部参考都来源于氢原子钟或铯原子钟，只有这样才能保证发射调制的信号能够实时反映外部参考频率和相位变化，远端才能通过接收测量而精确获得此变化。
[0019]本专利技术创新点如下：利用正弦波具有多次谐波的特点，通过滤波器选取单个或多个所需谐波频率后，利用分频器、混频器等器件实现最终频率信号的合成产生，此种方式能够解决传统锁相模式下对原子钟频率稳定度损伤和重复上电本振载波相位不一致的问题，
保持外频标的频率稳定度和相位特性。
[0020]以下结合附图，详细说明本专利技术各实施例提供的技术方案。
[0021本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种卫星双向调制无损时钟及本振产生方法，其特征在于，包含以下步骤：用频率为外部参考频率的正弦波参考信号产生包含多次谐波频率的叠加信号；从所述叠加信号中提取谐波次数小于等于第一阈值的一个谐波信号，放大后得到系统时钟或本振信号，或者从所述叠加信号中提取谐波次数小于等于所述第一阈值的多个谐波信号，混频滤波放大后得到所述系统时钟或本振信号。2.如权利要求1所述的卫星双向调制无损时钟及本振产生方法，其特征在于，所述从叠加信号中提取谐波次数小于等于第一阈值的一个谐波信号，放大后得到系统时钟或本振信号的步骤，进一步包含：若f＝n
×
f
ref
，且n≤T1，则对所述叠加信号先滤波后放大，得到频率为f的所述系统时钟或本振信号；其中，f为所述系统时钟或本振信号的频率，f
ref
为所述外部参考频率，n为时钟系数，T1为所述第一阈值。3.如权利要求1所述的卫星双向调制无损时钟及本振产生方法，其特征在于，所述从叠加信号中提取谐波次数小于等于所述第一阈值的多个谐波信号，混频放大后得到所述系统时钟或本振信号的步骤，进一步包含：若f＝n
×
f
ref
，且T1<n≤2
×
T1，则从叠加信号中提取谐波次数为i1第一滤波信号和谐波次数为i2第二滤波信号，混频滤波放大后得到所述系统时钟或本振信号，且i1+i2＝n，i1≤T1，i2≤T1；其中，f为所述系统时钟或本振信号的频率，f
ref
为所述外部参考频率，n为时钟系数，T1为所述第一阈值，i1、i2分别为第一、第二谐波系数。4.如权利要求1所述的卫星双向调制无损时钟及本振产生方法，其特征在于，所述从叠加信号中提取谐波次数小于等于所述第一阈值的多个谐波信号，混频放大后得到所述系统时钟或本振信号的步骤，进一步包含：若f＝n
×
f
ref
，且n&...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海峰，张升康，杨宏雷，王学运，王宏博，易航，王艺陶，
申请(专利权)人：北京无线电计量测试研究所，
类型：发明
国别省市：