[發明專利]一種支持遠程加載的分布式波束控制裝置

有效

• 申請號: 201210333770.9
• 申請日: 2012-09-11
• 公開（公告）號: CN102968095A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 張德平;郭世杰;黃慧;沈全成
• 申請（專利權）人: 上海航天測控通信研究所
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

技術領域

本發明涉及雷達的波束控制設計領域，具體涉及一種支持遠程加載的分布式波束控制裝置。

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背景技術

????隨著相控陣雷達技術的不斷發展,雷達陣面功能的擴展和任務調度復雜度不斷上升，相控陣雷達對波束控制系統的要求越來越高，波控系統的計算復雜度也越來越大，實時性的要求不斷提高。集中式波束控制裝置，在應對復雜度提升和實時性要求提高的方法,往往只有通過采用性能和成本更高的數字信號處理器,成本和功耗不斷提高。相比之下分布式波束控制裝置將整個陣面T/R組件的配相計算分解到每個波控分機,每個分機只要負責單個天線列模塊的T/R組件的配相計算,計算復雜度大為降低,實時性指標容易滿足。

????但是采用分布式計算的波控裝置,分機數量大，其程序和數據的維護難度也就相應增大，當進行系統研制和驗證時，需要分別對每個波控分機的程序和數據的進行更新和調試，成倍增加了系統的調試時間，嚴重降低了工作效率，制約了分布式雷達波控系統的發展。

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發明內容

????本發明公開一種支持遠程加載的分布式波束控制裝置，該裝置采用分布式計算解決大規模天線陣面配相計算量大，實時性要求難以滿足的問題；針對分布式系統引入的設備量增加，調試和維護工作量大的問題，基于CAN總線，設計了在線配置模塊，通過控制中心可以在遠程方便地維護數據和程序；波控分機還具有體積小、集成度高、低功耗等特點，適應天線一體化設計需求。?

????為了達到上述發明目的，本發明為解決其技術問題通過以下技術方案實現：

????一種支持遠程加載的分布式波束控制裝置，其特征在于，包括一雷達控制中心、若干個天線列模塊，每個波控分機負責單個天線列模塊的T/R組件的相位控制和狀態監測，并且所述雷達控制中心通過CAN總線發送指令和數據，遠程維護每個分機的程序和數據；所述若干個天線列模塊的個數由構成該裝置的波控分機數量決定；?

????處于戰斗模式下，根據控制中心的方位參數，計算列模塊上每個T/R組件的波控碼，完成對應列模塊上T/R組件相位的控制并向控制中心回告BIT監測信息；

????處于維護模式下，控制中心通過CAN總線發送數據給對應波控分機，遠程維護其數據和程序；

????處于測試模式下，控制中心可以單獨控制列模塊上每個T/R組件的開關狀態、移相角度、頻點在內狀態，方便列模塊測試和維修。

????依照本發明較佳實施例所述的支持遠程加載的分布式波束控制裝置，

所述波控分機進一步包括CAN總線接口單元、計算單元、配相單元、在線監測單元和在線配置單元，并且：

????通過CAN總線接口單元解析控制中心的指令和數據；通過計算單元實現波控碼計算和校驗；通過配相單元將波控碼傳送到天線激勵裝置；通過在線監測單元完成列模塊BIT信息采集和統計；通過在線配置單元，實現控制中心對每個波控分機的遠程數據和程序維護，其進一步為：

????在戰斗模式下，計算單元根據的CAN接口單元接收到的方位信息，計算波控碼，通過送數單元向對應的天線列模塊發送配相數據，使波束指向預定的方位,在系統時序控制下,通過CAN總線向控制中心回告BIT信息，完成陣面T/R組件，溫度在內信息的監測；

????在維護模式下，通過接收CAN總線發送對應分機的數據，在線配置單元通過SPI總線，將數據寫入FPGA的串行配置芯片中,完成數據和程序的遠程加載和維護；

????在測試模式下，根據控制中心的命令,計算單元產生的波控碼可以單獨控制每個T/R組件的開關狀態，根據需要進行初始相位補償、隨機饋相、頻率修正等，方便調試和維修。

依照本發明較佳實施例所述的支持遠程加載的分布式波束控制裝置，各波控分機通過CAN總線與控制中心互聯，上電后各分機通過讀取板上的撥碼開關數值，來進行初始化配置，保證各分機軟硬件一致，響應不同的CAN數據和指令。

依照本發明較佳實施例所述的支持遠程加載的分布式波束控制裝置，FPGA的配置芯片的空間通過設置合適的地址偏移將FPGA配置芯片劃分為配置數據區和通用存儲區，通過在NIOS?II軟核中加入EPCS?控制器核，方便的訪問通用存儲區中的數據。

依照本發明較佳實施例所述的支持遠程加載的分布式波束控制裝置，該裝置通過進入測試模式狀態下，CAN總線接口單元接收控制中心發送到CAN網絡上的更新數據，在線配置單元通過SPI總線協議將這些程序和數據更新到FPGA的配置芯片中，以實現程序和數據的遠程加載。