[發明專利]一種規模可重構的智能化移相器系統

有效

• 申請號: 201811340266.5
• 申請日: 2018-11-12
• 公開（公告）號: CN109361064B
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發明（設計）人: 苗俊剛;胡岸勇;呂文杰
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: H01Q3/34
• 分類號: H01Q3/34
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 安麗

1.一種規模可重構的智能化移相器系統，其特征在于：包括：PCI接口卡、數據集成卡、移相器板卡、計算機及運行在計算機上的上位機控制軟件；上位機控制軟件根據移相器板卡各通道的鑒頻模塊發送的輸入信號頻率信息，結合預先設置的通道移相目標，查找對應頻率的移相擬合函數，并計算生成相應的移相控制電壓數據；然后上位機控制軟件內嵌程序對移相控制電壓數據進行打包處理，即針對不同移相器板卡的數據添加編號不同的幀頭、幀尾，下達數據發送指令，并將移相控制電壓數據以文本格式發送至PCI接口卡；PCI接口卡用于實現標準計算機與數據集成卡的串口數據格式轉化；移相控制電壓數據被轉化為標準串口數據格式，并發送到數據集成卡；數據集成卡收到數據后，將數據復制成若干份，以多路串行通信的方式廣播發送給移相器板卡；移相器板卡完成移相控制電壓數據的接收、解析、存儲以及移相控制電壓數據與移相器芯片所需的模擬電壓之間的數模轉換，最后實現對輸入信號的移相操作；

所述的移相器板卡包括第一FPGA芯片、4個DAC轉換芯片AD5668、8個移相芯片AD8341及其外圍電路、8個一分二功分器、8個鑒頻模塊、串口、同步觸發信號接口、信號輸入輸出接口；所述第一FPGA芯片通過串口協議接收數據集成卡發送的移相控制電壓數據和同步觸發信號，根據數據幀頭特征接收自已對應的移相控制電壓數據，并依據同步觸發信號發送移相數據到指定移相通道，在同步觸發信號的作用下通過時序操作以串行SPI形式將移相控制電壓數據輸出至DAC轉換芯片AD5668的數據輸入端，DAC轉換芯片接收移相控制電壓數據，將其轉換為模擬電壓后發送至移相芯片AD8341的控制電壓輸入端；移相器板卡的鑒頻模塊包括：頻率-電壓轉換電路、模數轉換器和串行接口；當各通道輸入端有信號輸入時，信號被一分二的功分器分成兩路信號，一路進入移相器通道，一路傳輸至鑒頻模塊；隨后，鑒頻電路將信號頻率轉化為模擬電壓，模擬電壓經模數轉換器后變成標準串口數據并發送至移相器板卡串口，經過數據集成卡、PCI接口卡數據鏈路傳輸至計算機，從而實現自動鑒頻，計算機根據信號頻率提取對應頻率移相控制電壓數據，無需人工干預。

2.根據權利要求1所述的一種規模可重構的智能化移相器系統，其特征在于：所述數據集成卡包括：第二FPGA芯片、數據接口、同步觸發信號接口；數據集成卡用于接收計算機發給PCI接口卡的同步觸發信號和移相控制電壓數據，然后復制移相控制電壓數據若干份，以多路串行方式將移相控制電壓數據廣播發送給每塊移相器板卡；數據集成卡通過均等復制移相控制電壓數據并設置多路串口將若干塊移相器板卡對外接口統一，實現了移相器系統的通道數的可擴展性，降低了系統結構復雜度；同時，移相器板卡的移相控制電壓數據接收完畢返回狀態信息、鑒頻模塊獲取的各通道頻率信息均需經過數據集成卡編號、打包發送給計算機。

3.根據權利要求1所述的一種規模可重構的智能化移相器系統，其特征在于：所述PCI接口卡位于計算機的PCI插槽中，由FPGA模塊和PCI協議解析模塊組成；PCI接口卡與數據集成卡之間有兩類信號進行交互，有兩個通路，其中一類是數據通路，用于PCI接口卡發送或接收與移相控制電壓數據、頻率、數據接收完畢狀態相關的信息，另一類是同步通路，用于發送同步觸發信號給不同的移相器板卡，以實現不同通道間的同步移相。

4.根據權利要求1所述的一種規模可重構的智能化移相器系統，其特征在于：在計算機中，不再直接存儲矢量網絡分析儀在各通道移相器的工作電壓范圍內遍歷采集到的移相特性數據，而是通過數據擬合得到移相角度與控制電壓對應的函數關系式，也即根據移相角度θ與控制電壓U為近似一次函數關系、局部有輕微彎曲的特點，在0°-360°范圍內，每30°為一段，把測試獲得的離散移相角度與控制電壓對應數據按等比例分成12段，每段分別用θ＝k_mn*U+b_mn擬合，并使用擬合方法確定待定參數k_mn、b_mn，最后將k_mn、b_mn確定的函數關系式存儲于計算機中。