战术双基地雷达的时间、频率同步方法

宋思盛　张兴　姜洋　李国卿

【摘 要】提出一种战术双基地雷达的时间、频率同步方法，采用超级原子钟作为收、发两站时间同步的时钟基准，并同时实现收、发站的间接频率同步，两站间不需设置光纤和微波传输链路，自主守时不受导航卫星的限制，具有架设撤收时间短、工作稳定性好等优点。

【关键词】双基地雷达;时间同步;频率同步

中图分类号： V443.2文献标识码： A文章编号： 2095-2457（2019）19-0096-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.19.044

0 引言

双基地雷达[1]收、发分置，基线距离从数千米到几十千米不等，工作时为了测量目标距离以及收、发站协调一致工作，收、发站必须保持时间同步，为了能接收和放大回波信号，收、发站间必须工作在相同的频率，时间和频率同步是双基地雷达“三同”关键技术的核心。

采用光纤有线链路传输时间、频率同步信号的方法具有稳定性好、精度高等特点，但野战光缆架设撤收时间长，人员需求量大，不能满足雷达机动部署配置的要求。采用微波信号直接无线传递频率和时间基准信号的方法，虽然具有较好的机动性，但同步的稳定性和精度易受地形等环境因素的影响。利用GPS导航卫星进行双基地雷达时间和频率同步的方法比较成熟，但由于GPS在战时应用可能会受到限制，该方法在军用雷达中应用不可取。彭芳等人[2]提出我国自己的卫星导航系统进行授时，避免了战时应用GPS同步方法可能受到的限制，但是该方法需要连续使用导航卫星的信号，在战时北斗卫星受到干扰的情况下导致雷达时频同步出现问题而无法使用。

为了避免现有技术的不足之处，本文提出一种战术双基地雷达的时间、频率同步方法，采用具有长稳、低相噪和低杂散等优点的超级原子钟作为收、发两站时间同步的时钟基准，并同时实现收、发站的间接频率同步，两站间不需设置光纤和微波传输链路，自主守时不受导航卫星的限制，具有架设撤收时间短、机动性好、工作稳定性好等优点。

1 战术双基地雷达时间、频率同步方法

图1为一种战术双基地雷达时间、频率同步方法的组成框图。双基地雷达由接收站和发射站两部分组成，接收站作为主控制站，其主要时频同步设备包括无线通信设备、导航卫星接收机、接收站控制计算机、超级原子钟、接收站系统定时电路、接收站频率源组成;发射站的主要组成设备包括无线通信设备、导航卫星接收机、发射站控制计算机、发射站超级原子钟、发射站系统定时电路、发射站频率源组成。收、发站的无线通信设备和用于收、发站间的同步通信，完成接收站到发射站的控制指令下达和发射站到接收站的状态上报;收、发站导航卫星接收机和完成收、发站的差分定位和授时;收、发站的控制计算机和分别完成接收站和发射站主要设备的控制功能，实现雷达收、发站的协调一致工作;收、发站的超级原子钟和主要完成100MHz频率基准信号产生和秒脉冲输出功能;收、发站的系统定时电路和依据控制计算机的命令，完成系统工作时序的产生、时间同步误差统计和时间同步等功能;收、发站的频率源和根据超级原子钟提供的频率基准产生双基地雷达工作所需的本振信号和射频激励信号。

2 时间、频率同步实现流程

战术双基地雷达实现时间、频率同步的主要流程如下：

步骤1： 接收站和发射站的超级原子钟、系统定时电路由车载蓄电瓶供电，连续不间断的工作;收、发站超级原子钟为系统定时电路提供具有长稳特性的计时基准时钟，以实现两站时序信号的长时间守时同步;为收、发站频率源提供长稳、低相噪、低杂散特性的频率基准，实现两站的间接频率同步。

步骤2：收、发站分开部署前，操作手用同步电缆将接收站系统定时电路输出的对时同步脉冲传送给发射站的系统定时电路，在发射站控制面板上按下同步按钮后，发射站系统定时板选通接收站输入的同步脉冲，发射站时序产生电路以该同步脉冲复位清零计数电路，重新产生发射站工作所需要的各种时序控制信号，完成收、发站的“对时同步”。

步骤3：双基地雷达收、发站到达各自阵地架设完成后，各分系统加电工作，无线通信设备联机建立两站间的实时通信。

步骤4：接收站控制计算机控制收、发站设备完成两站间的时间同步误差实时统计，具体过程为：收、发站的系统定时板和分别以各站导航卫星接收机输出的秒脉冲信号为触发，完成从秒脉冲上升沿到后续第一个波驻同步脉冲上升沿之间时延的测量，并上报各站的控制计算机;接收站控制计算机将接收到的发射站时延值与接收站时延值相减获得两站间的同步时差，剔除异常值后对测量数据进行统计计算，获得时间同步误差的平均值和标准差。

步骤5：接收站控制计算机根据步骤4获得的两站时间同步误差的统计平均值和标准差进行判断，若统计平均值超过预设的限定的阈值，且标准差在规定的范围之内，表明两站间同步误差超限并且当前导航卫星接收机输出的秒脉冲信号稳定可靠，可以转入步骤6进行时间再同步的处理。

步骤6：由接收站控制计算机在响应秒脉冲中断后发起“导航卫星授时”同步，将同步命令经由收、发站无线通信设备传送给发站控制计算机，约定在下一个秒脉冲到来时共同复位收、发两站的时序产生电路，收、发站时序产生电路产生下一个秒脉冲的选通脉冲，以防止干扰信号的影响;在选通脉冲有效期间，收、发站系统定时电路分别以收、发站导航卫星接收机提供的秒脉冲复位收、发站系统定时电路，完成同步波驻脉冲的再次对齐，雷达重新进入守时同步的状态，直至工作结束或者下一次时间再同步。

3 结论

为了避免现有技术的不足之处，本文针对战术双基地雷达机动作战配置部署的要求，为避免现有光纤和北斗技术的不足，提出一种适用于战术双基地雷达的时间、频率同步方法，具有架设撤收时间短、机动性好、工作稳定性好等优点;该方法结合双基地雷达工程实践，工程实用性强，靶场试验验证了该方法的有效性，在双基地体制雷达中具有广阔的应用前景。

【参考文献】

[1]杨振起，张永顺，骆永军.双（多）基地雷达系统[M].北京：国防工业出版社，1998

[2]彭芳.一种基于北斗卫星的双基地雷达时間和频率同步方法[J].弹箭与制导学报，2007，第1期：18-20.