一种低相噪时频一体发送、接收装置及传输系统

技术领域

本发明涉及时频信号传输领域，特别是指一种低相噪时频一体发送、接收装置及传输系统。

背景技术

随着全球信息化程度的提高，需要精准时频信号的领域越来越多，如电力、通信、交通、金融、地震监测、气象预报等，时频信号至关重要。

常见的时频信号包含10MHz等频率信号、B码等时间信号、1PPS等相位信号。不同应用场景下对时频信号的种类要求有所不同，对于常规应用来说，时频终端类装备可以有足够的空间来满足要求。但是在机载、车载、水下设备等空间下狭小的应用场景下，既要保证高精度的频率信号，又要保证各种时频信号的输出，所以需要一种高精度传输一体时频信号的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低相噪时频一体发送、接收装置及传输系统，可通过单信号线传输多种时频信号(10MHz、B码)，在不影响10MHz信号相位噪声指标的前提下，可以保证时频设备在输出多种时频信号的同时，又能缩小时频设备的尺寸，满足机载、车载、水下设备等空间下狭小的应用场景。

本发明的目的是这样实现的：

一种低相噪时频一体发送装置，包括10MHz频率模块、倍频器、B码模块、调制模块、合路器；

10MHz频率模块为时频信号来源，其产生两路10MHz信号，一路信号输出至合路器，另一路输出至倍频器；

B码模块为B码信号产生来源，产生的B码信号输出给调制模块，B码信号的高电平和低电平持续时间相同；

倍频器将输入的10MHz信号倍频至300MHz，作为载波信号传递至调制模块；

调制模块对B码信号进行调制，当B码信号的电平为高时，调制模块基于载波信号输出正弦波信号，当B码信号的电平为低时，调制模块基于载波信号输出余弦信号；调制模块调制完成的300MHz信号输出至合路器；

合路器从两个端口分别接收10MHz信号和调制完成的300MHz信号，将两路信号进行合路，并输出包含频率信息、时间信息和相位信息的时频信号，完成时频信号的统一输出。

进一步地，B码信号中包含1PPS秒沿信息。

一种低相噪时频一体接收装置，用于接收如上所述低相噪时频一体发送装置输出的时频信号，包括高通滤波器、低通滤波器、解调模块；高通滤波器和低通滤波器分别接收时频信号；

低通滤波器滤掉时频信号中的300MHz信号，从而恢复出10MHz信号；

高通滤波器滤掉时频信号中的10MHz信号，然后将过滤出的信号传输至解调模块；

解调模块根据正弦信号持续时间解调出高电平持续时间，根据余弦信号持续时间解调出低电平持续时间，从而还原出B码信号。

进一步地，解调模块根据B码信号中包含的1PPS秒沿信息，从B码信号中还原出相位信息。

一种低相噪时频一体传输系统，包括如上所述的低相噪时频一体发送装置及低相噪时频一体接收装置。

本发明的有益效果在于：

1、本发明能够将时频相信号统一输出，实现单时频信号线缆传输多种时频信号。

2、本发明中，频率信号传递过程中只有10MHz和10MHz的倍频信号，不含其它频率成分，通过低通滤波器对合路信号进行滤波处理，恢复出的10MHz信号相位噪声指标受到的影响很小。

总之，本发明可实现单信号线传输多时频信号(10MHz、B码)，实现了时频相信号的统一、方便传递。

附图说明

图1为本发明实施例中的低相噪时频一体传输系统的组成框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步的说明。

一种低相噪时频一体发送装置，包括10MHz频率模块、倍频器、B码模块、调制模块、合路器。其中，10MHz频率模块产生两路时频基准信号10MHz，其中一路作为倍频器的输入，另一路作为合路器的输入；倍频器将输入倍频器的10MHz信号倍频至300MHz，作为B码信号的载波信号；B码模块产生B码信号，为B码信号的来源；调制模块将输入调制模块的B码信号调制到300MHz的载波信号上，并输出至合路器的另一路输入上；合路器将10MHz信号和经过调制模块输出的300MHz信号合路，完成频率信号和时间信号的统一输出。

一种低相噪时频一体接收装置，包括高通滤波器、低通滤波器、解调模块。其中，高通滤波器滤掉合路器输出的低频信号，并将滤波后的信号送往解调模块；低通滤波器滤掉合路器输出的高频信号，保留10MHz时频基准信号；解调模块将含有时间信息的300MHz调解信号解调，恢复出B码信号；B码信号含有1PPS秒沿信息，这样频率信号和时间信号和相位信息可以全部恢复出来。

一种低相噪时频信号一体传输系统，如图1所示，该系统包括发送装置和接收装置两部分。其中，发送装置包括10MHz频率模块、倍频器、B码模块、调制模块、合路器，接收装置包括高通滤波器、低通滤波器、解调模块。

10MHz频率模块为时频信号来源，为本系统需要传输的频率信号，10MHz频率模块产生两路10MHz信号，一路信号输出至合路器，另一路输出至倍频器；

B码模块为B码信号产生来源，为本系统需要传递的含有时间信息的信号；

倍频器将输入的10MHz信号倍频至300MHz，作为载波信号传递至调制模块；

调制模块将B码信号调制，B码输出信号电平为高时，则输出正弦波信号；当B码输出信号电平为低时，则输出余弦信号；根据正弦信号和余弦信号不同的特征去表示B码信号输出的高低电平。B码信号高电平和低电平持续时间相同，分别有2ms、5ms、8ms；载波信号的频率为300MHz，能够生成接近2ms、5ms、8ms周期的正弦信号和余弦信号；调制模块将调制完成的信号输出至合路器的另一输入端口；

合路器的两端输入分别为10MHz信号和调制完成后的300MHz信号，其将两路信号进行合路，最终输出的时频信号包含频率信息，时间信息和相位信息，完成时频信号的统一输出。

当需要把传输至终端的多种时频信号进行单独提取时，则使用接收装置将合路输出信号分为两路，其中一路经过低通滤波器，滤掉合路输出信号中包含的300MHz信号，从而恢复出10MHz信号。频率信号传递过程中只有10MHz和10MHz的倍频信号，不含其它频率成分，通过对合路信号进行滤波处理，能够使恢复出的10MHz信号相位噪声指标受到的影响很小。另外一路信号传递至高通滤波器，滤掉信号中包含的10MHz信号，然后将过滤出的信号传输至解调模块。解调模块根据正弦信号持续时间解调出高电平持续时间，根据余弦信号持续时间解调出低电平持续时间，从而还原出B码信号。此外，B码信号中包含1PPS秒沿信息，可以从B码信号中还原出相位信息。

本发明的原理如下：

B码信号在调制模块进行调制，其载波信号300MHz由10MHz倍频产生，然后将调制信号和10MHz信号输入至合路器，完成时频相信号统一输出。在接收端，可以通过将信号输入至低通滤波器恢复出10MHz信号；此外，通过将信号输入至高通滤波器和解调模块恢复出B码时间信息。

总之，本发明在传输信号过程中可以节省空间和线缆，适合应用在特殊环境下的时频信号传输。

除上述实施例外，本发明还可以有其它实施方式，凡采用等同替换或等效替换形式的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。