[發(fā)明專利]一種集成波束控制算法的射頻芯片及芯片處理方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910541293.7
• 申請(qǐng)日: 2019-06-21
• 公開（公告）號(hào): CN110417442B
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王金先;伍泓屹;鄭楷;胡洋;李莉;樊平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都天銳星通科技有限公司
• 主分類號(hào): H04B7/0408
• 分類號(hào): H04B7/0408;H04W16/28
• 代理公司: 四川雅圖律師事務(wù)所 51225
• 代理人: 盧蕊

本發(fā)明公開了一種集成波束控制算法的射頻芯片及芯片處理方法，通過向射頻芯片輸入包括位置參數(shù)和控制指令的調(diào)整參數(shù)，然后由射頻芯片的處理模塊基于調(diào)整參數(shù)確定出需要處理生成的射頻波束對(duì)應(yīng)的波束指向參數(shù)，再確定出所述射頻波束對(duì)應(yīng)的幅度參數(shù)和相位參數(shù)；并按照所述幅度參數(shù)和相位參數(shù)處理生成對(duì)應(yīng)的波束。通過將多顆該類射頻芯片設(shè)置于對(duì)應(yīng)的單元天線或單元子陣中，向每顆射頻芯片輸入對(duì)應(yīng)的位置參數(shù)，配合每次操作輸入的控制指令，可以無需高性能FPGA進(jìn)行波束控制解算，而直接由每顆射頻芯片自行對(duì)應(yīng)處理生成對(duì)應(yīng)的波束，實(shí)現(xiàn)高效快速的天線波束控制而無任何瓶頸局限，具有提高波束控制效率和打破相控陣天線波束控制瓶頸的技術(shù)效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及射頻信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種集成波束控制算法的射頻芯片及芯片處理方法。

背景技術(shù)

相控陣天線是一種通過控制陣列天線中輻射單元的饋電相位來改變方向圖形狀的天線。控制相位可以改變天線方向圖最大值的指向，以達(dá)到波束掃描的目的。相控陣天線波束憑其掃描速度高、相位變化速度快、天線方向圖最大值指向或其他參數(shù)的變化迅速等特點(diǎn)，在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用正日趨廣泛。

在實(shí)際操作過程中，相控陣天線正是通過每一顆射頻芯片對(duì)相應(yīng)通道內(nèi)的射頻信號(hào)進(jìn)行相位控制而最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)相控陣天線的掃描功能的。而通過外部設(shè)備可以對(duì)射頻芯片輸出控制指令而達(dá)到控制射頻芯片實(shí)現(xiàn)生成信號(hào)的相位控制。在此過程中，由此會(huì)引入波束形成時(shí)間的概念。具體來講，波束形成時(shí)間可以是指：上位機(jī)發(fā)送完一條波束控制命令后，到相控陣天線系統(tǒng)中的每一顆射頻芯片都接收到波束控制算法模塊解算出的值，并同時(shí)生效的時(shí)間。

而現(xiàn)有技術(shù)中通常采用如下方式實(shí)現(xiàn)對(duì)射頻芯片的外部控制：第一種是通過一塊高性能FPGA對(duì)一個(gè)天線陣面做解算，在此過程中FPGA會(huì)順序?yàn)樘炀€系統(tǒng)中的每顆芯片進(jìn)行解算，并分別將結(jié)果順序發(fā)送給每顆芯片。第二種是將天線陣面劃分為數(shù)個(gè)子陣面，每個(gè)子陣面分別設(shè)置一個(gè)高性能FPGA，同時(shí)在這些高性能FPGA中設(shè)置一個(gè)主控FPGA，實(shí)際操作時(shí)，上位機(jī)首先將控制指令發(fā)送給主控FPGA，主控FPGA將數(shù)據(jù)解析后再分別發(fā)送給其余各個(gè)FPGA，再由這些FPGA分別對(duì)各自對(duì)應(yīng)的子陣面中的射頻芯片進(jìn)行控制。

然而，由于FPGA的生產(chǎn)應(yīng)用成本較高，并且上述方法還需通過外部波束控制算法來配合實(shí)現(xiàn)波束控制，因此需要搭建外部的波束控制軟硬件平臺(tái)。進(jìn)一步地，當(dāng)天線陣面不斷擴(kuò)大時(shí)，采用上述算法而實(shí)現(xiàn)對(duì)射頻芯片的控制其作業(yè)量也是成倍增長的，當(dāng)天線陣面面積達(dá)到一個(gè)閾值時(shí)，現(xiàn)有射頻芯片控制方法會(huì)達(dá)到瓶頸狀態(tài)。

可見，現(xiàn)有技術(shù)中存在著現(xiàn)有的射頻芯片控制方法不僅應(yīng)用成本高、開發(fā)難度大，并且當(dāng)天線陣面面積達(dá)到閾值時(shí)，整個(gè)控制系統(tǒng)會(huì)面臨控制瓶頸的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N集成波束控制算法的射頻芯片及芯片處理方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在著的現(xiàn)有的射頻芯片控制方法不僅應(yīng)用成本高、開發(fā)難度大，并且當(dāng)天線陣面面積達(dá)到閾值時(shí)，整個(gè)控制系統(tǒng)會(huì)面臨控制瓶頸的技術(shù)問題。

本申請(qǐng)第一方面提供了一種集成波束控制算法的射頻芯片，包括：

射頻模塊，連接射頻信號(hào)傳輸設(shè)備，用以輸入待處理射頻信號(hào)；

外圍接口，連接外部設(shè)備，用以獲取由外部設(shè)備輸入的調(diào)整參數(shù)，所述調(diào)整參數(shù)包括位置參數(shù)和控制指令，所述位置參數(shù)用以表征所述射頻芯片在預(yù)設(shè)陣面天線中所處的位置，所述控制指令用以控制所述預(yù)設(shè)陣面天線生成預(yù)定的方向圖形狀；

處理模塊，與所述外圍接口連接，用以基于所述調(diào)整參數(shù)確定出所述射頻芯片需要處理生成的射頻波束對(duì)應(yīng)的波束指向參數(shù)；基于所述波束指向參數(shù)確定出所述射頻波束對(duì)應(yīng)的幅度參數(shù)和相位參數(shù)；按照所述幅度參數(shù)和相位參數(shù)對(duì)所述待處理射頻信號(hào)進(jìn)行處理，生成已處理射頻信號(hào)；

射頻接口，與所述處理模塊連接，用以輸出所述已處理射頻信號(hào)。

可選地，所述調(diào)整參數(shù)還包括：