[发明专利]一种支持远程加载的分布式波束控制装置有效

专利信息
申请号: 201210333770.9 申请日: 2012-09-11
公开(公告)号: CN102968095A 公开(公告)日: 2013-03-13
发明(设计)人: 张德平;郭世杰;黄慧;沈全成 申请(专利权)人: 上海航天测控通信研究所
主分类号: G05B19/418 分类号: G05B19/418
代理公司: 上海汉声知识产权代理有限公司 31236 代理人: 胡晶
地址: 200080 上海*** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 一种 支持 远程 加载 分布式 波束 控制 装置
【说明书】:

技术领域

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。

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