[发明专利]一种支持远程加载的分布式波束控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及雷达的波束控制设计领域，具体涉及一种支持远程加载的分布式波束控制装置。

 

背景技术

    随着相控阵雷达技术的不断发展,雷达阵面功能的扩展和任务调度复杂度不断上升，相控阵雷达对波束控制系统的要求越来越高，波控系统的计算复杂度也越来越大，实时性的要求不断提高。集中式波束控制装置，在应对复杂度提升和实时性要求提高的方法,往往只有通过采用性能和成本更高的数字信号处理器,成本和功耗不断提高。相比之下分布式波束控制装置将整个阵面T/R组件的配相计算分解到每个波控分机,每个分机只要负责单个天线列模块的T/R组件的配相计算,计算复杂度大为降低,实时性指标容易满足。

    但是采用分布式计算的波控装置,分机数量大，其程序和数据的维护难度也就相应增大，当进行系统研制和验证时，需要分别对每个波控分机的程序和数据的进行更新和调试，成倍增加了系统的调试时间，严重降低了工作效率，制约了分布式雷达波控系统的发展。

 

发明内容

    本发明公开一种支持远程加载的分布式波束控制装置，该装置采用分布式计算解决大规模天线阵面配相计算量大，实时性要求难以满足的问题；针对分布式系统引入的设备量增加，调试和维护工作量大的问题，基于CAN总线，设计了在线配置模块，通过控制中心可以在远程方便地维护数据和程序；波控分机还具有体积小、集成度高、低功耗等特点，适应天线一体化设计需求。 

    为了达到上述发明目的，本发明为解决其技术问题通过以下技术方案实现：

    一种支持远程加载的分布式波束控制装置，其特征在于，包括一雷达控制中心、若干个天线列模块，每个波控分机负责单个天线列模块的T/R组件的相位控制和状态监测，并且所述雷达控制中心通过CAN总线发送指令和数据，远程维护每个分机的程序和数据；所述若干个天线列模块的个数由构成该装置的波控分机数量决定； 

    处于战斗模式下，根据控制中心的方位参数，计算列模块上每个T/R组件的波控码，完成对应列模块上T/R组件相位的控制并向控制中心回告BIT监测信息；

    处于维护模式下，控制中心通过CAN总线发送数据给对应波控分机，远程维护其数据和程序；

    处于测试模式下，控制中心可以单独控制列模块上每个T/R组件的开关状态、移相角度、频点在内状态，方便列模块测试和维修。

    依照本发明较佳实施例所述的支持远程加载的分布式波束控制装置，

所述波控分机进一步包括CAN总线接口单元、计算单元、配相单元、在线监测单元和在线配置单元，并且：

    通过CAN总线接口单元解析控制中心的指令和数据；通过计算单元实现波控码计算和校验；通过配相单元将波控码传送到天线激励装置；通过在线监测单元完成列模块BIT信息采集和统计；通过在线配置单元，实现控制中心对每个波控分机的远程数据和程序维护，其进一步为：

    在战斗模式下，计算单元根据的CAN接口单元接收到的方位信息，计算波控码，通过送数单元向对应的天线列模块发送配相数据，使波束指向预定的方位,在系统时序控制下,通过CAN总线向控制中心回告BIT信息，完成阵面T/R组件，温度在内信息的监测；

    在维护模式下，通过接收CAN总线发送对应分机的数据，在线配置单元通过SPI总线，将数据写入FPGA的串行配置芯片中,完成数据和程序的远程加载和维护；

    在测试模式下，根据控制中心的命令,计算单元产生的波控码可以单独控制每个T/R组件的开关状态，根据需要进行初始相位补偿、随机馈相、频率修正等，方便调试和维修。

依照本发明较佳实施例所述的支持远程加载的分布式波束控制装置，各波控分机通过CAN总线与控制中心互联，上电后各分机通过读取板上的拨码开关数值，来进行初始化配置，保证各分机软硬件一致，响应不同的CAN数据和指令。

依照本发明较佳实施例所述的支持远程加载的分布式波束控制装置，FPGA的配置芯片的空间通过设置合适的地址偏移将FPGA配置芯片划分为配置数据区和通用存储区，通过在NIOS II软核中加入EPCS 控制器核，方便的访问通用存储区中的数据。

依照本发明较佳实施例所述的支持远程加载的分布式波束控制装置，该装置通过进入测试模式状态下，CAN总线接口单元接收控制中心发送到CAN网络上的更新数据，在线配置单元通过SPI总线协议将这些程序和数据更新到FPGA的配置芯片中，以实现程序和数据的远程加载。