начальник отдела НИИ радиоэлектронной техники (НИИ РЭТ)
Director of the Department of Scientific Researcher Institute of Radio-Electronic Engineering
кандидат технических наук по специальности "Радиолокация и радионавигация" (2016), доцент кафедры "Радиоэлектронные системы и устройства"
Cand. of Sci. (Engineering) (2016), Associate Professor of the Department of Radioelectronic systems and devices
студентка 6-го курса МГТУ им. Н. Э. Баумана, инженер НИИ радиоэлектронной техники (НИИ РЭТ)
6th year student, Engineer of Scientific Researcher Institute of Radio-Electronic Engineering
кандидат технических наук по специальности "Радиолокация и радионавигация" (2013), доцент кафедры "Радиоэлектронные системы и устройства"
Cand. of Sci. (Engineering) (2013), Associate Professor of the Department of Radioelectronic systems and devices
Введение. Одним из классов современных радиотехнических систем являются системы с пространственным разнесением приемных, передающих или приемо-передающих элементов. В таких системах достигается повышение информативности за счет совместной обработки сигналов при обеспечении синхронизации по времени и фазе несущего колебания. В настоящее время в литературе не уделяется должноe внимание требованиям к точности синхронизации разнесенных систем различного назначения, а также простым и доступным способам их синхронизации.
Цель работы. Поиск технических решений для тактовой и фазовой синхронизации без использования атомных стандартов частоты и внешних источников координатно-временно́й информации.
Методы и материалы. В работе рассмотрена разнесенная радиотехническая система с нежесткой структурой. Каждый элемент системы тактируется собственным кварцевым генератором. Генераторы не синхронизированы между собой. Фазы их колебаний периодически сличаются методом двусторонней передачи синхронизирующих сигналов (от одного элемента к другому и обратно). Методика синхронизации (программно-алгоритмический подход) сводится к коррекции совместно обрабатываемых сигналов с учетом оценок ухода частоты (фазы). Отработка предложенных технических решений представлена на макете аппаратуры, состоящей из десяти приемо-передающих модулей.
Результаты. Экспериментально показано, что среднеквадратическое отклонение ошибки синхронизации не превышает 12º по фазе (на несущей частоте в метровом диапазоне) или 0.2 нс по времени. Указанные результаты получены при пространственном разносе до нескольких сотен метров, на скоростях взаимного перемещения модулей до нескольких метров в секунду и могут быть распространены на более высокочастотные диапазоны (в частности, на дециметровый).
Заключение. В работе предложен метод многостороннего распространения для синхронизации разнесенных радиотехнических систем. Данный метод совместно с использованием программно-алгоритмического подхода позволяет получать в реальном масштабе времени точность синхронизации, достаточную для когерентного разнесенного приема.
Introduction. One of the classes of modern radio engineering systems are systems with spatial diversity of transmitting, receiving or transceiving elements. In such systems, an increase of the information content is achieved by signal coprocessing ensuring synchronization in time and phase of the carrier oscillation. Currently, the researchers do not pay enough attention to the requirements for the accuracy of synchronization of distributed systems of different applications, as well as simple and affordable ways to synchronize them.
Objective. The paper main objective is the search for technical solutions for clock and phase synchronization without atomic frequency standards and external sources of coordinate-time information.
Methods and materials. The paper considers a distributed radio engineering system with non-rigid structure. Each element of the system has reference signal from its own crystal oscillator. The oscillators are not physically aligned. The phases of their oscillations are periodically compared by the method of two-way transmission of synchronizing signals (from one element to another and vice versa). The synchronization technique (software algorithmic approach) is reduced to the coprocessing signal correction according to estimated frequency (phase) drifts. The testing of the proposed technical solution is presented on a hardware model consisting of ten receiving and transmitting modules.
Results. The experiment showed that RMS of synchronization errors does not exceeded 12 degrees by phase (for VHF), or 0.2 ns by time. These results are acquired for spatial diversity up to several hundred meters, mutual speed of the modules up to several meters per second and may be extended for higher frequencies (in particular, UHF).
Conclusion. The paper proposes a method of multilateral propagation to synchronize distributed radioengineering systems. Combined with software algorithmic technique this method enables to obtain synchronization accuracy in real-time sufficient for coherent diversity technique.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.