[发明专利]一种应用于机载雷达对抗系统的侦收波束控制系统与方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种侦收波束控制系统及其侦收波束控制方法，尤其涉及一种应用于机载雷达对抗系统的侦收波束控制系统及其侦收波束控制方法。

背景技术

雷达对抗系统在侦收模式下，天线阵面结合多波束网络单元实现接收多波束形成，系统侦收不同波位的信号只需对多波束进行调度，即可实现敏捷快速的波束扫描。波束快速的从一个方向扫到另一个方向，产生多个独立的波束，或者快速转换单个波束观看多个目标。这些都需要快速对侦收波束进行调度，将波束指向需要扫描的区域或者需要跟踪的目标。

目前对抗系统所使用的波束控制方案主要是工业控制领域的PC-104计算机模块+FPGA芯片架构，PC-104模块是通过底板与模块对接进行电气连接，在机载环境高振动量级环境下，该架构存在接触不良的隐患，无法满足系统高可靠性的要求。同时，为了尽可能多的截获目标雷达信号，侦测设备通常需要360度全方位进行波束控制，为了控制的简化，通常将大阵面分成若干个子阵处理，由一个中心波束控制单元将指令分发到各个子阵波束控制单元，同时，中心波束控制单元的设计可以和子阵波束控制单元的设计同一化、模块化，简化系统设计，便于系统扩充。传统的波控指令和数据通过电信号传输至各个子阵，电信号在机载恶劣电磁环境下，容易被机载高电磁环境干扰，而且通信链路越长，线缆的重量越重。为了缩短对子阵面天线的布相时间以及减轻传输线缆的重量，采用光纤进行控制数据流的传输。PowerPC处理器具备一般嵌入式系统高可靠性的优点，FPGA作为一种专用集成电路，解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数量有限的缺点，具有体系结构和逻辑单元灵活、集成度高以及适用范围宽等特点。将PowerPC和FPGA结合的雷达对抗系统侦收波束控制系统能够充分利用PowerPC的高性能处理能力和FPGA的定制电路设计能力，同时兼顾功耗、成本、设计周期等因素，是对体积要求小、负载要求轻、计算能力要求高的雷达对抗系统侦收波束控制系统的有效解决方法。电路设计上，选用Freescale公司的QorlQ P2020为主控芯片，配置系统的各个参数，由于系统要与对抗系统的多个工作单元进行数据交互，为了减少接口芯片的种类，采用FPGA来进行接口的衔接。

发明内容

鉴于上述高速波束控制的技术问题，本发明提供一种应用于机载雷达对抗系统的侦收波束控制系统及其侦收波束控制方法。

本发明的解决方案是：一种应用于机载雷达对抗系统的侦收波束控制系统，其包括中心波束控制单元、多个阵面波束控制单元、与多个阵面波束控制单元相对应的多组单元组件；每组单元组件包括加权放大单元、波束选择开关单元、补偿放大单元；该中心波束控制单元获取来自机载雷达对抗系统的总控制中心的控制指令，按规定协议对控制指令和数据进行打包处理，将打包后的控制指令和数据分发给相应的阵面波束控制单元；接到分发命令的阵面波束控制单元发送波束选择开关命令到对应的波束选择开关单元，同时，将幅度加权码和相位补偿码分别发送给对应的加权放大单元和对应的补偿放大单元，用于对接收的波束进行补偿放大；

其中，该中心波束控制单元包括PowerPC模块、FPGA模块；PowerPC模块是该中心波束控制单元的核心器件，一方面，PowerPC模块接收总控制中心发送的控制指令和数据，另一方面，在PowerPC模块对该控制指令进行解析之后，将对应于各个阵面波束控制单元的控制指令和数据传递给FPGA模块，FPGA模块按规定的协议对控制指令和数据进行打包。

作为上述方案的进一步改进，该中心波束控制单元通过网络与该机载雷达对抗系统的总控制中心通信，该中心波束控制单元通过光纤与各个阵面波束控制单元通信，该阵面波束控制单元通过串口协议发送相应的波束选择开关命令到对应的波束选择开关单元。

作为上述方案的进一步改进，每组单元组件还包括对相应阵面波束控制单元的波束进行自检校正的自检校正单元。

作为上述方案的进一步改进，该中心波束控制单元还包括DDR3内存模块、FLASH存储模块、两个温度监测模块、CPLD配置模块、光纤模块、RS232串口模块、RS422串口模块、时钟模块、10M/100M以太网口模块；PowerPC模块与FPGA模块、DDR3内存模块、FLASH存储模块、温度监测模块A、CPLD配置模块、10M/100M以太网口模块互连；FPGA模块还与光纤模块、RS232串口模块、RS422串口模块、FLASH存储模块、温度监测模块B互连；时钟模块为PowerPC模块与FPGA模块提供时钟。