时标分配器在雷达系统中的应用

同步天下
2022-04-29
来源:原创

本文主要讲述了一款基于IRIG-B码时标的型号分配设备,主要应用于系统性的项目使用中,将单路的IRIG-B码输入信号分配为多路信号输出,满足通信,导航,雷达等系统性项目上对IRIG-B码的多样化需求。

IRIG-B码是IRIG的六种编码格式中应用最广泛的一种时间信息传输格式,主要基于将时间同步信号和时、分、秒、天等时间码信息加载到频率为1kHz的信号载体中,目前IRIG-B码通常使用的信号载体的物理信号一般有RS422/RS485/TTL/DCLS/平衡/非平衡等电平信号,用于时间同步系统中对IRIG-B码信号传输有要求的系统中。

关于时标分配器我们主要以SYN1401型时标分配器为例进行说明,标准设备主要输入1路IRIG-B码信号,电平默认为RS422/485,物理接口默认航插,其将1路的输入信号默认输出为9路同样格式的IRIG-B码信号,抖动小,隔离度高。

时标分配器一般应用于系统项目中,一般搭配时统设备使用,在雷达项目中,时标分配器主要配置在主时钟设备之后,如在某基地雷达项目使用中,我们主要配置的设备有SYN012型时统设备,SYN1401型时标分配器,SYN5104型时间综合测试仪等设备,主要完成雷达测试项目中对IRIG-B码的使用,同时对IRIG-B码在传输使用中的精度进行测试,监控整个系统中的同步精度。

如系统简图所示意,整个系统端主要是由时统设备作为主时钟源的时间信号传递主线路,在对SYN012型时统设备进行配置时,经多次与客户沟通和现场使用环境的需求进行了分析,SYN012型时统设备在配置时时钟源主要以GPS北斗卫星信号作为时钟参考源,用户在使用过程中可根据硬件提示,通过按键的方式选择单GPS模式,单北斗模式,GPS北斗双模收星模式,根据使用场景选择适用于系统环境的外接时钟源参考模式。在对本次系统配置中,考虑到客户现场使用环境同时存在室内室外的使用方式,同时在整体联调和现场环境模式下,会出现天气变化等因素引起的收星弱等现场,在时统设备的参考源使用中,经与客户共同商议结果,对时统设备内置铷原子钟,其保证在外时钟卫星源失锁或者断掉的情况下,时钟源提供的时间信息仍然保持比较高的精度,同时铷原子钟信号对外提供一个标准的10MHz参考频率信号,应用于客户在现场使用中对其他系统内原有设备的参考标准信号。

时统设备在本次项目使用中,主要承担为雷达信号提供标准IRIG-B码信号的职能,由于在整个系统中,不同的分布中心设有多个定位雷达系统,我们在联调中搭建了类似于现场环境的使用需求,本次系统中共有四十多台的雷达系统需要实现时间信息的传递统一功能,根据现场环境配备了5台SYN1401型时标分配器,由SYN012型时统设备提供标准的IRIG-B码时间源参考,将时统设备的IRIG-B码信号接入到时标分配器中,部分雷达系统由于距离限制我们在时统设备和时标分配器之间增加了IRIG-B码光电转换器,选型为SYN1601型,其主要承担在整个系统的远距离传递中,对IRIG-B码的电信号转换为光信号,再将接收到的光信号转换为IRIG-B码电信号,完成时统设备和时标分配器之间的IRIG-B码信号传递,最终传输给雷达系统,完成整个系统之间对IRIG-B码的使用需求。

在对时标分配器进行设计时,考虑到现场使用环境,整个设备的硬件设计中参考工业设计的基本要求,选取硬件时充分考虑到外界使用需求,选取专业的机箱进行整个系统的设计。同时考虑到IRIG-B码在系统中的供电和接口使用需求,电源部分采用航空插头,型号为专业使用中的定制型号,适用于市电供电要求220×(1±10% )V,50× (1±5%) Hz。IRIG-B码信号输出传输也采用航空插头型号,9路输出均采用相同的专用接口,采用三芯传输接口设计,满足系统内的设备对IRIG-B码信号的输出传输要求。IRIG-B码信号输入传输同样采用航空插头型号,和输出接口型号不同,采用7芯传输接口设计,标准预留,满足在系统设计中用户和环境使用中的适配性要求。

时标分配器在对整个系统应用中为保证系统使用的可控性要求,在硬件和程序设计上增加了网络UDP监控功能,网络硬件监控接口采用专用航空插头,满足工业化设计要求。同时设备在设计时前面板设计有监控LED显示,异常可通过LED等提示信息状态,同时配备有远程网络监控功能,通过网络适配性连接,可以将监控状态通过网络上报给远程监控信息,实现远距离对时标分配器信号传输是否正常的监控。

时标分配器在硬件设计中,为直观的体现各路IIG-B码信号运行的正常性,在设备前面板设计有多路LED指示灯,对每一路的传输信号是否正常进行LED指示灯的提示信息。时标分配器包含电源在内的所有信号,都有LED指示灯提示,电源插入正常,指示灯常亮,各路IRIG-B码信号的输入和输出正常,指示灯亮,反之异常。

在雷达系统中客户选用的SYN5104型时间综合测试仪,对整个系统的各个信号进行验证,时间综合测试仪可以满足对NTP,PTP,串口TOD,1PPS,IRIG-B码,10MHz等由时统设备输出的时间信号的精度和使用的测试功能,用户系统在长期使用过程中,方便客户对各个信号系统的验证,同时满足客户长期使用或其他系统的时间同步信息传递的验证功能。



SYN1401型时标分配器在对IRIG-B码的传递过程中,采用的软硬件设计满足了大多数系统对IRIG-B码的传递功能,其抖动小,隔离度高,每一路之间都设计有隔离,互不干扰,满足工业化使用需求,目前在多个通信,导航单位都批量投入使用。

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