[發(fā)明專利]一種高精度時(shí)間基準(zhǔn)的分布式波束控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011048209.7
• 申請(qǐng)日: 2020-09-29
• 公開（公告）號(hào): CN112147581B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊陽;張楠;刁志龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七二四研究所;中國(guó)船舶集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): G01S7/02
• 分類號(hào): G01S7/02;G01S13/02;G05B19/04;H04B7/06;G08C23/06
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• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一種高精度時(shí)間基準(zhǔn)的分布式波束控制方法，該系統(tǒng)由一級(jí)波控和二級(jí)波控構(gòu)成，通過控制和同步鏈路完成功能融合和時(shí)序同步。一級(jí)波控通過控制鏈路為二級(jí)波控分發(fā)對(duì)應(yīng)的任務(wù)序列，并作為時(shí)統(tǒng)服務(wù)端，通過同步鏈路實(shí)時(shí)的為資源調(diào)度和二級(jí)波控提供時(shí)間基準(zhǔn)、中斷服務(wù)；資源調(diào)度按調(diào)度間隔編排陣列任務(wù)發(fā)給一級(jí)波控，并為每個(gè)任務(wù)分配期望發(fā)生時(shí)間；二級(jí)波控依賴時(shí)間基準(zhǔn)服務(wù)建立本地時(shí)間軸，當(dāng)本地時(shí)間來到當(dāng)前任務(wù)期望發(fā)生時(shí)間時(shí)，觸發(fā)該任務(wù)，將控制參數(shù)、參考波形和同步信息編碼在光纖中送給子陣。通過提供統(tǒng)一的高精度時(shí)間基準(zhǔn)，分布式波控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了多孔徑多任務(wù)下工作時(shí)序的可靠可控，能夠滿足大型、分布式陣列的控制同步需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及相控陣?yán)走_(dá)波束控制領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著相控陣?yán)走_(dá)技術(shù)的不斷發(fā)展，陣列規(guī)模達(dá)到數(shù)千甚至數(shù)萬；為了充分利用雷達(dá)陣列的時(shí)-空-頻-能資源，孔徑重構(gòu)已成為多功能雷達(dá)實(shí)現(xiàn)的基本保障之一。超大陣列規(guī)模結(jié)合多孔徑多任務(wù)處理，使得集中式波控在計(jì)算能力上不堪重負(fù)；而面對(duì)如收發(fā)分置陣列、分布式雷達(dá)等多種形態(tài)不斷涌現(xiàn)，集中式波控在架構(gòu)上已無法應(yīng)對(duì)。分布式波控系統(tǒng)的每一個(gè)末端均具備相應(yīng)子陣的獨(dú)立控制功能，能夠滿足多種形態(tài)雷達(dá)的控制需求。

當(dāng)雷達(dá)任務(wù)要求同時(shí)完成諸如警戒探測(cè)、協(xié)同通信、被動(dòng)偵收等多種功能時(shí)，通過分布式波控系統(tǒng)需要將陣列重構(gòu)為獨(dú)立工作的若干子孔徑；當(dāng)雷達(dá)任務(wù)要求高角度分辨率或大功率孔徑積時(shí)，則需要將陣列上各子陣合成完整孔徑使用。在孔徑重構(gòu)過程中，分布式波控不僅需要完成多個(gè)發(fā)射、接收波束形成參數(shù)計(jì)算和參考波形產(chǎn)生，還需對(duì)子陣進(jìn)行精確復(fù)雜的時(shí)序控制和子陣間高精度同步。相控陣設(shè)備要求保證嚴(yán)格的幅相一致性，任意通道的時(shí)序不一致都會(huì)影響整體性能，更無須說子陣間的不一致。傳統(tǒng)按照任務(wù)順序執(zhí)行的波控系統(tǒng)適應(yīng)在統(tǒng)一的時(shí)序下工作，但進(jìn)行孔徑重構(gòu)的過程中極易產(chǎn)生時(shí)序的混亂；并且由于順序執(zhí)行方式缺乏統(tǒng)一的時(shí)間標(biāo)尺，給時(shí)序設(shè)計(jì)、子陣工作的同步造成了一定困難。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種高精度時(shí)間基準(zhǔn)的分布式波束控制方法，包括波束控制和時(shí)序控制功能。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：所述分布式波束控制包括一級(jí)波控和二級(jí)波控，通過控制鏈路和同步鏈路完成功能的融合。其中一級(jí)波控完成與資源調(diào)度的定時(shí)中斷和任務(wù)交互，并將資源調(diào)度編排的任務(wù)通過控制鏈路分發(fā)給各二級(jí)波控，同時(shí)作為時(shí)統(tǒng)服務(wù)端通過同步鏈路實(shí)時(shí)的為二級(jí)波控提供高精度時(shí)間基準(zhǔn)；二級(jí)波控則接收對(duì)應(yīng)子陣的細(xì)分任務(wù)和時(shí)統(tǒng)服務(wù)，實(shí)時(shí)計(jì)算子陣的收、發(fā)波束形成等參數(shù)、編排工作時(shí)序、產(chǎn)生基帶信號(hào)并發(fā)送給相應(yīng)子陣。

一級(jí)波控按照調(diào)度間隔為資源調(diào)度周期性的產(chǎn)生定時(shí)中斷，定時(shí)中斷中除了伺服平臺(tái)信息外，還包括時(shí)間信息。資源調(diào)度根據(jù)當(dāng)前中斷內(nèi)的時(shí)刻，編排下一個(gè)調(diào)度間隔內(nèi)陣列各孔徑所需完成的任務(wù)，并為每個(gè)任務(wù)標(biāo)記期望發(fā)生時(shí)間。一級(jí)波控收到資源調(diào)度下發(fā)的任務(wù)執(zhí)行表后，解析各任務(wù)的孔徑資源需求，并將任務(wù)分發(fā)至相應(yīng)的二級(jí)波控；同時(shí)一級(jí)波控作為時(shí)統(tǒng)服務(wù)端，實(shí)時(shí)的為二級(jí)波控提供時(shí)間信息。二級(jí)波控接收分發(fā)的細(xì)分任務(wù)，并計(jì)算對(duì)應(yīng)子陣的工作參數(shù)、編排工作時(shí)序并產(chǎn)生參考波形。二級(jí)波控取消了守時(shí)機(jī)制，完全依賴一級(jí)波控提供的時(shí)統(tǒng)服務(wù)對(duì)本地時(shí)間進(jìn)行實(shí)時(shí)更新，當(dāng)本地時(shí)間等于當(dāng)前任務(wù)的期望發(fā)生時(shí)間時(shí)，觸發(fā)當(dāng)前任務(wù)，將同步信息、控制參數(shù)和參考波形一起編碼到光纖內(nèi)送給子陣執(zhí)行。

本發(fā)明的有益效果在于：各孔徑的每個(gè)任務(wù)均包含期望發(fā)生時(shí)間，在統(tǒng)一的時(shí)間基準(zhǔn)下，使工作時(shí)序設(shè)計(jì)參數(shù)化,滿足多孔徑多任務(wù)的需求，也提高了時(shí)序的可測(cè)試性；二級(jí)波控，也就是各對(duì)應(yīng)子陣的同步性能取決于時(shí)統(tǒng)服務(wù)的同步精度，當(dāng)采用4Gbps速率光纖傳遞時(shí)統(tǒng)信息時(shí)，物理鏈路長(zhǎng)度一致的前提下，其同步精度小于500ps，經(jīng)過同相時(shí)鐘的鎖存能夠滿足子陣的同步需求。

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述。

附圖說明

附圖1是系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)框圖。

附圖2是滑窗法原理圖。

附圖3是任務(wù)映射圖。