一种用于双向频率传递的消多普勒频移方法与系统技术方案

本申请涉及一种用于双向频率传递的消多普勒频移方法与系统。所述方法包括：第一运动平台和第二运动平台同时互相发送目标频率传递信号并接收对方运动平台发送的待解算频率信号以及所述目标频率传递信号的反射信号；根据目标频率传递信号、反射信号以及待解算频率信号，构建目标频率传递信号与待解算频率信号对应原始发送信号之间的频率传递比较关系式；频率传递比较关系式中还包括第一多普勒频移分量和第二多普勒频移分量差值的多普勒频移差分项，根据频率传递比较关系式、目标频率传递信号和对方运动平台发送的原始发送信号的同频传递特性对多普勒频移差分项进行消除。采用本方法能够消除双向频率传递中的多普勒频移。移。移。

A method and system of eliminating Doppler frequency shift for bidirectional frequency transmission

【技术实现步骤摘要】
一种用于双向频率传递的消多普勒频移方法与系统


[0001]本申请涉及时频传递
，特别是涉及一种用于双向频率传递的消多普勒频移方法及系统。

技术介绍

[0002]自由空间双向频率传递一般通过两个端点间互相发送标准频率信号来实现，可分为静态频率传递和动态频率传递。静态频率传递在两个静态的端点之间进行，动态频率传递的两个端点间存在相对运动速度。目前，静态频率传递技术已达到较高水平，并得到广泛应用，但考虑到卫星星间链路、无人机集群等高动态应用场景，静态频率传递技术不能满足动态条件下高精度频率传递的需求。动态频率传递的最大挑战在于相对运动造成的多普勒频移使得传递的频率偏离真实值，即在两个运动平台之间进行频率传递时，传递信号会受到相对运动造成的多普勒频移的影响，且多普勒频移的大小与相对运动速度成正比。为了实现动态条件下高精度和高稳定度频率传递，必须补偿运动平台之间相对运动造成的多普勒频移。

技术实现思路

[0003]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够消除运动平台之间的多普勒频移的用于双向频率传递的消多普勒频移方法及系统。
[0004]一种用于双向频率传递的消多普勒频移方法，所述方法包括：第一运动平台和第二运动平台同时互相发送目标频率传递信号并接收对方运动平台发送的待解算频率信号以及所述目标频率传递信号的反射信号；其中，所述反射信号中包含第一多普勒频移分量，所述待解算频率信号中包括第二多普勒频移分量；根据目标频率传递信号、反射信号以及待解算频率信号，构建目标频率传递信号与待解算频率信号对应原始发送信号之间的频率传递比较关系式；其中，频率传递比较关系式中还包括第一多普勒频移分量和第二多普勒频移分量的多普勒频移差分项；多普勒频移差分项为第一多普勒频移分量与第二多普勒频移分量的差值；根据频率传递比较关系式、目标频率传递信号和对方运动平台发送的原始发送信号的同频传递特性对多普勒频移差分项进行消除。
[0005]在其中一个实施例中，目标频率传递信号为电磁波信号；电磁波信号包括光波、微波和太赫兹波。
[0006]在其中一个实施例中，反射信号的频率为其中，表示A运动平台发送的目标频率传递信号的频率，v表示A运动平台和B运动平台的相对运动速度，c表示光速。
[0007]在其中一个实施例中，待解算频率信号的频率为
其中，表示B运动平台发送的原始发送信号的频率。
[0008]在其中一个实施例中，根据目标频率传递信号、反射信号以及待解算频率信号，构建目标频率传递信号与待解算频率信号对应原始发送信号之间的频率传递比较关系式，包括：根据目标频率传递信号、反射信号以及待解算频率信号，构建目标频率传递信号与待解算频率信号对应原始发送信号之间的频率传递比较关系式为其中，表示A运动平台发送的目标频率传递信号的频率，表示B运动平台发送的原始发送信号的频率，表示A运动平台发送的目标频率传递信号的反射信号的频率，表示B运动平台发送的待解算频率信号的频率，v表示A运动平台和B运动平台的相对运动速度，c表示光速。
[0009]在其中一个实施例中，根据频率传递比较关系式、目标频率传递信号和对方运动平台发送的原始发送信号的同频传递特性对多普勒频移差分项进行消除，包括：在频率传递比较关系式中，通过将目标频率传递信号与待解算频率信号对应原始发送信号之间进行频率比较，得到多普勒频移差分项的表达式为；根据目标频率传递信号和对方运动平台发送的原始发送信号的同频传递特性对多普勒频移差分项进行消除。
[0010]在其中一个实施例中，根据频率传递比较关系式、目标频率传递信号和对方运动平台发送的原始发送信号的同频传递特性对多普勒频移差分项进行消除，得到简化后的频率传递比较关系式；对简化后的频率传递比较关系式进行解算，得到对方运动平台发送的原始发送信号的频率大小。
[0011]一种用于双向频率传递的消多普勒频移系统，系统包括第一运动平台和第二运动平台；第一运动平台和第二运动平台均包括传递信号发生器、信号处理模块、发射点、探测点器件和分束器；第一运动平台和第二运动平台同时利用传递信号发生器通过发射点互相发送跟踪对方的目标频率传递信号；第一运动平台和第二运动平台接收到目标频率传递信号后利用分束器对目标频率传递信号进行分束，并将分束后的目标频率传递信号反射给对方运动平台；第一运动平台和第二运动平台根据探测点器件接收目标频率传递信号的反射信号和对方运动平台发送的待解算频率信号并将目标频率传递信号、反射信号以及待解算频率信号发送到各自的信号处理模块；其中，反射信号中包含第一多普勒频移分量，待解算频率信号中包括第二多普勒频移分量；信号处理模块根据目标频率传递信号、反射信号以及待解算频率信号，构建目标频率传递信号与待解算频率信号对应原始发送信号之间的频率传递比较关系式；其中，频率传递比较关系式中还包括第一多普勒频移分量和第二多普勒频移分量的多普勒频移差
分项；多普勒频移差分项为第一多普勒频移分量与第二多普勒频移分量的差值；信号处理模块根据频率传递比较关系式、目标频率传递信号和对方运动平台发送的原始发送信号的同频传递特性对多普勒频移差分项进行消除。
[0012]上述一种用于双向频率传递的消多普勒频移方法与系统，本专利技术利用本地运动平台发送目标频率传递信号主动跟随用于双向频率传递的另一个运动平台，根据同步探测得到的目标频率传递信号、另一个运动平台的反射信号以及另一个运动平台发送的待解算频率信号，在本地端构建目标频率传递信号与待解算频率信号对应原始发送信号之间的频率比较结果，在频率比较的过程中将本地端和另一个运动平台相对运动造成的多普勒频移作为共模项消除，通过频率比较实现频率传递,提高了动态条件下频率传递的精度，还可以在本地端复现另一个运动平台的原始发送信号的频率大小。本专利技术的应用场景包括地面，空中和太空中，并且将此本消多普勒频移方法应用于两个静止平台间的频率传递或有线频率传递时，还可以一定程度上抵消路径上折射率和气流等动态噪声因素对测量的影响。
附图说明
[0013]图1为一个实施例中一种用于双向频率传递的消多普勒频移方法的流程示意图；图2为一个实施例中一种用于双向频率传递的消多普勒频移系统的示意图。
具体实施方式
[0014]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0015]在一个实施例中，如图1所示，提供了一种用于双向频率传递的消多普勒频移方法，包括以下步骤：步骤102，第一运动平台和第二运动平台同时互相发送目标频率传递信号并接收对方运动平台发送的待解算频率信号以及所述目标频率传递信号的反射信号；其中，所述反射信号中包含第一多普勒频移分量，所述待解算频率信号中包括第二多普勒频移分量。
[0016]第一运动平台和第二运动平台可以为自由空间中存在相对运动的两个平台，比如同轨道运行的两颗卫星，卫星与地面运动载体，第一运动平台和第二运动平台在相对运动过程中同本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于双向频率传递的消多普勒频移方法，其特征在于，所述方法包括：第一运动平台和第二运动平台同时互相发送目标频率传递信号并接收对方运动平台发送的待解算频率信号以及所述目标频率传递信号的反射信号；其中，所述反射信号中包含第一多普勒频移分量，所述待解算频率信号中包括第二多普勒频移分量；根据所述目标频率传递信号、所述反射信号以及所述待解算频率信号，构建所述目标频率传递信号与所述待解算频率信号对应原始发送信号之间的频率传递比较关系式；其中，所述频率传递比较关系式中还包括第一多普勒频移分量和第二多普勒频移分量的多普勒频移差分项；所述多普勒频移差分项为第一多普勒频移分量与第二多普勒频移分量的差值；根据频率传递比较关系式、目标频率传递信号和对方运动平台发送的原始发送信号的同频传递特性对所述多普勒频移差分项进行消除。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标频率传递信号为电磁波信号；所述电磁波信号包括光波、太赫兹波和微波。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述反射信号的频率为其中，表示A运动平台发送的目标频率传递信号的频率，v表示A运动平台和B运动平台的相对运动速度，c表示光速。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述待解算频率信号的频率为其中，表示B运动平台发送的原始发送信号的频率。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述目标频率传递信号、所述反射信号以及所述待解算频率信号，构建所述目标频率传递信号与所述待解算频率信号对应原始发送信号之间的频率传递比较关系式，包括：根据所述目标频率传递信号、所述反射信号以及所述待解算频率信号，构建所述目标频率传递信号与所述待解算频率信号对应原始发送信号之间的频率传递比较关系式为其中，表示A运动平台发送的目标频率传递信号的频率，表示B运动平台发送的原始发送信号的频率，表示A运动平台发送的目标频率传递信号的反射信号的频率，表示B运动平台发送的待解算频率信号的频率，v表示A运动平台和B运动平台的相对运动速度，c表示光速。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据频率传递比较关系式、目标频率传递信号和对方运动平台发送的原始发送信号的同频传递特性对所述多普勒频移差分项进行消除，包括：在所述频率传递比较关系式中，通过将目标频率传递信号与所述待解算频率信号对应原始发送信号之间进行频率比较，得到多普勒频移差分项的表达式为；根据目标频率传递信号和对方运动平台发送的原始发送信号的同频传递特性对所述
多普勒频移差分项进行消除。7.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨俊，江天，王国超，朱凌晓，殷科，颜树华，孟志军，王恩龙，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：