面向分布式天线阵列的无线皮秒时间同步

分布式天线阵列已被提出用于从天基观测台到自动驾驶车辆等众多应用。在分布式天线系统中取得良好性能需要在波长与信息层面进行严格同步,以确保发射信号在目标处相干到达,或散射与接收信号可通过分布式算法妥善处理。本文中,我们应对高精度时间同步的挑战,以对齐分布式天线阵列中单元的操作,并克服因振荡器漂移引起的平台间时变偏置。我们在双向时间传递过程中使用频谱稀疏的双音波形,其获得近似最优的时间估计精度。我们还描述了一种利用模糊双音匹配滤波器输出确定真实时延的技术,并将双音波形与更常见的线性调频(LFM)波形的时间同步精度进行比较。我们在实验室环境下,通过 90$\,$cm、5.8$\,$GHz 无线链路使用单脉冲 40$\,$MHz 双音波形实验演示了无线时间同步,获得了 2.26$\,$ps 的定时精度。