[发明专利]一种可级联的波控机、波控机系统及波束控制方法

说明书

本发明提供一种可级联的波控机、波控机系统及波束控制方法，包括通信模块、配相计算模块、TR组件控制模块和信号处理模块，通信模块的输入端连接信号处理机的输出端，通信模块的输入/输出端连接信号处理模块的输入/输出端，信号处理模块的输出端连接配相计算模块的输入端，配相计算模块的输出端连接TR组件控制模块的输入端；波控机在工作时，首先由通信模块接收信号处理机发送的控制指令，信号处理模块读取控制指令并解析，将解析后的信息发送给配相计算模块，控制配相计算模块进行配相计算，计算完毕后，将计算结果发送到TR组件控制模块，控制TR组件完成布相。本发明能够提高波控机的通用性和可扩展能力，且运算简单，运算精度高。

技术领域

本发明涉及微波无线通信技术领域，尤其涉及一种可级联的波控机、波控机系统及波束控制方法。

背景技术

相控阵雷达天线最显著的特点是天线阵面不动的情况下实现天线波束扫描，相控阵天线波束的快速扫描和波束形状的捷变能力是相控阵雷达对工作环境、目标环境具有高度自适应能力的技术基础，它们的实现均依赖于波控机。传统的波控设计方案是：当相控阵天线阵列单元比较少时，一般采用集中式架构；当相控阵天线阵列单元比较多时，一般采用分布式架构；就电路实现而言，早期的波控系统一般采用分立器件搭建实现，后来采用单片机、DSP、FPGA来设计波控系统，近期又出现了使用定制波控IC来实现波控机方案的设计。

但是集中式波控设计，在阵面单元比较大时计算量大，运算时间长，从而影响了波束扫描的速度；分布式方案适合阵面单元比较多的情况，但是会带来运算单元设备量的大幅度增加；分立器件搭建的波控系统所需设备量大，不够灵活，很难实现波束的复杂计算；单片机通常不计算波控码，仅仅是根据接收到的波控码布相；而DSP虽然能自己计算波控码，但是不能并行地对各天线通道进行波控码计算和布相；定制波控IC灵活性不足，通用性和扩展能力受限。

随着天线阵列单元的增加，波控机到TR组件的走线愈加复杂，移相量和幅度衰减量的计算时间也相应增加，现有波控机已不能满足要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可级联的波控机、波控机系统及波束控制方法，能够提高波控机的通用性和可扩展能力，且运算简单，运算精度高。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种可级联的波控机，包括FPGA模块和信号处理模块，所述FPGA模块包括通信模块、配相计算模块和TR组件控制模块，通信模块的输入端连接信号处理机的输出端，通信模块的输入/输出端连接信号处理模块的输入/输出端，信号处理模块的输出端连接配相计算模块的输入端，配相计算模块的输出端连接TR组件控制模块的输入端，TR组件控制模块控制连接TR组件；通信模块用于接收并缓存信号处理机发送的控制指令，信号处理模块用于读取和解析通信模块缓存的控制指令，并将解析后的信息发送给配相计算模块，控制配相计算模块工作，配相计算模块用于根据信号处理模块发送的信号，进行移相量和幅度衰减量的计算，并将计算结果发送给TR组件控制模块，TR组件控制模块用于根据配相计算模块的计算结果，控制TR组件完成布相；

波控机在工作时，首先由通信模块接收信号处理机发送的控制指令并缓存，信号处理模块读取通信模块缓存的控制指令并解析，将解析后的信息发送给配相计算模块，配相计算模块根据信号处理模块发送的信息，进行移相量和幅度衰减量的计算，计算完毕后，将计算结果发送到TR组件控制模块，TR组件控制模块根据配相计算模块的计算结果控制TR组件完成布相。

所述通信模块采用以太网模块和/或UART模块，以太网模块的输入端连接信号处理机的输出端，以太网模块的输入/输出端连接信号处理模块的输入/输出端，UART模块的输入端连接信号处理机的输出端，UART模块的输入/输出端连接信号处理模块的输入/输出端。