CN111668607A - 一种波束指向快速控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种波束指向快速控制方法，包括：步骤1、获取波束指向控制码的数据文件；步骤2、对所述数据文件进行加载；步骤3、加载后的数据文件进行并口地址码检测；步骤4、若地址码检测通过则根据所述并口地址码索引所述加载后的数据文件，并将索引结果输出，通过该方法可以实现串口间的快速传输从而使得操作更加的灵活。

Description

一种波束指向快速控制方法及系统

技术领域

本发明涉及相控阵波束控制技术领域，尤其涉及一种波束指向快速控制方法及系统。

背景技术

传统的相控阵雷达发射波束的扫描方式是根据搜索和轨迹空间位置指向显控终端提供的发射波束指向，由波束控制单片机自动计算出相应的方位角和初始的角度，根据初始向量计算相应点的相位值，并通过相加值获得所需的相位值。然后计算每个阵元移相器相位值的控制码，通过天线阵元发射出去的射线形成与阵列法线不同夹角的波前，通常实现方式是实时计算出移相码通过SPI串口即时送到移相器，需要改变波束指向时再发送控制码进行移相器的控制。而SPI串口的数据传输速率慢，一般为几十个uS，对于快速目标更新率的相控阵雷达来说已经远远不适用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种波束指向快速控制方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种波束指向快速控制方法，包括：

步骤1、获取波束指向控制码的数据文件；

步骤2、对所述数据文件进行加载；

步骤3、加载后的数据文件进行并口地址码检测；

步骤4、若地址码检测通过则根据所述并口地址码索引所述加载后的数据文件，并将索引结果输出。

本发明的有益效果是：使用并行式波束指向控制可以有效的解决实时计算数据率更新低、传输速度慢等问题，同时无需近场系统校准，并且当外界环境发生改变时仅需要做适当的数据增加即可，不需要重新涉及方法，节约研制成本，缩短研制周期。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，步骤1之后还包括：

步骤101、将所述数据文件通过算法计算后生成16进制数的数据文件；

步骤102、将所述16进制数的数据文件存储至FLASH存储器中。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过对数据形式的改动可以有效的提高传输速度，方便进一步操作。

进一步，步骤101具体为：

将所述数据文件通过算法计算得出10进制的相位差，再根据所述10进制的相位差计算得出16进制移相码。

进一步，步骤2具体为：

将所述16进制数的数据文件加载至FPGA的双口RAM中。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过双口并行的方式提高数据的传输速度。

进一步，步骤2之后还包括：

步骤201、对所述加载后的数据文件进行校验，若校验通过则执行步骤3，若校验不通过则将错误提示信息发送至预设终端。

采用上述进一步方案的有益效果是：提高数据处理的完整性，且保证每一条数据均由对应的处理方法，同时保障了流程的安全性。

本发明解决上述技术问题的另一种技术方案如下：一种波束指向快速控制系统，包括：

获取模块、用于获取波束指向控制码的数据文件；

加载模块、用于对所述数据文件进行加载；

检测模块、对加载后的数据文件进行并口地址码检测；

索引输出模块、用于若地址码检测通过则根据所述并口地址码索引所述加载后的数据文件，并将索引结果输出。

采用上述方案的有益效果：使用并行式波束指向控制可以有效的解决实时计算数据率更新低、传输速度慢等问题，同时无需近场系统校准，并且当外界环境发生改变时仅需要做适当的数据增加即可，不需要重新涉及方法，节约研制成本，缩短研制周期。

进一步，获取模块还包括：

生成模块、用于将所述数据文件通过算法计算后生成16进制数的数据文件；

存储模块、用于将所述16进制数的数据文件存储至FLASH存储器中。

采用上述进一步方案的有益效果：通过对数据形式的改动可以有效的提高传输速度，方便进一步操作。

进一步，生成模块具体用于：

将所述数据文件通过算法计算得出10进制的相位差，再根据所述10进制的相位差计算得出16进制移相码。

进一步，存储模块具体用于：

将所述16进制数的数据文件加载至FPGA的双口RAM中。

采用上述进一步方案的有益效果：通过双口并行的方式提高数据的传输速度。

进一步，加载模块还包括：

校验模块、用于对所述加载后的数据文件进行校验，若校验通过则执行检测模块，若校验不通过则将错误提示信息发送至预设终端。

采用上述进一步方案的有益效果：提高数据处理的完整性，且保证每一条数据均由对应的处理方法，同时保障了流程的安全性。

本发明附加的方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明实践了解到。

附图说明

图1为本发明一种波束指向快速控制方法实施例提供的流程示意图；

图2为本发明一种波束指向快速控制系统实施例提供的结构框架图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，本发明一种波束指向快速控制方法实施例提供的流程示意图，包括：

步骤1、获取波束指向控制码的数据文件；

步骤2、对数据文件进行加载；

步骤3、加载后的数据文件进行并口地址码检测；

步骤4、若地址码检测通过则根据并口地址码索引加载后的数据文件，并将索引结果输出。

使用并行式波束指向控制可以有效的解决实时计算数据率更新低、传输速度慢等问题，同时无需近场系统校准，并且当外界环境发生改变时仅需要做适当的数据增加即可，不需要重新涉及方法，节约研制成本，缩短研制周期。

需要注意的是，通过CPU将包含有相位信息与幅度信息的波控码数据文件从FLASH存储器复制到FPGA芯片的内部RAM中，查看波控码数据文件是否复制成功，若成功则对波控码数据文件进行循环冗余校验，判断计算得到的校验码与冗余校验码是否为一致，若不一致则发送校验错误提示信息至终端界面并重新进行波控码数据文件的复制，若一致则发送波控码数据文件至终端并存档，FPGA的D触发器通过高速时钟锁存并口地址码，判断并口地址码是否在指定的范围内，如1～4000，若不是则发送并口地址码超范围的提示信息至终端，若在则通过并口地址码索引波控码并输出，此时发送天线指向角度信息至终端界面并显示，数据索引时，bit0～bit4为列索引地址，用于波束指向索引；bit5～bit11为行索引地址，用于工作带宽内的频率索引，实现ns量级的并行数据输出控制移相网络，从而实现快速的波束电扫描。

优选地，在上述任意实施例中，步骤1之后还包括：

步骤101、将数据文件通过算法计算后生成16进制数的数据文件；

步骤102、将16进制数的数据文件存储至FLASH存储器中。

通过对数据形式的改动可以有效的提高传输速度，方便进一步操作。

优选地，在上述任意实施例中，步骤101具体为：

将数据文件通过算法计算得出10进制的相位差，再根据10进制的相位差计算得出16进制移相码。

需要注意的是，具体计算方法可如下述例子：

根据天线的相位控制原理，可通过软件实现高速并行数据传输，12bit地址存储空间按二维数组形式索引数据，10进制的相位差算法为：

φ＝360×F/C×D×sin(Φ×π/180)

其中，φ为通道间相位差，F为工作带宽频率，C为电磁波在空气中的传播速度，D为阵列天线单元间距，Φ为波束扫描范围内的指向角度；

上式算法与频率和波束指向角度有关，生成的10进制数为通道间的相位差φ，再经过转换成27bit的16进制数，假设移相器的精度为7bit，β为6GHz的射频信号时移相器的移相步进3.2°，通过高斯函数y＝[χ]取通道间相位差值的整数即得到：χ＝φ/360°，再计算出通道间相位差值φ与移相周期T＝360°的商，16进制移相码η为：

η＝(φ/T-y)×T/β

其中，T为移相周期，y为通道间相位差值的整数，β为射频信号时移相器的移相步进。

优选地，在上述任意实施例中，步骤2具体为：

将16进制数的数据文件加载至FPGA的双口RAM中。

通过双口并行的方式提高数据的传输速度。

需要注意的是，使用FLASH存储器将每个频率点和波束指向的移相数据存储，当自校正控制模块上电后，将FLASH存储器中的移相数据加载到FPGA的双口RAM内，完成数据间的传递。

优选地，在上述任意实施例中，步骤2之后还包括：

步骤201、对加载后的数据文件进行校验，若校验通过则执行步骤3，若校验不通过则将错误提示信息发送至预设终端。

提高数据处理的完整性，且保证每一条数据均由对应的处理方法，同时保障了流程的安全性。

需要注意的是，校验过程可如下例所示：查看波控码数据文件是否复制成功，若成功则对波控码数据文件进行循环冗余校验，判断计算得到的校验码与冗余校验码是否为一致，若不一致则发送校验错误提示信息至终端界面并重新进行波控码数据文件的复制，若一致则发送波控码数据文件至终端并存档。

如图2所示，一种波束指向快速控制系统实施例提供的结构框架图，包括：

获取模块100、用于获取波束指向控制码的数据文件；

加载模块200、用于对数据文件进行加载；

检测模块300、对加载后的数据文件进行并口地址码检测；

索引输出模块400、用于若地址码检测通过则根据并口地址码索引所述加载后的数据文件，并将索引结果输出。

使用并行式波束指向控制可以有效的解决实时计算数据率更新低、传输速度慢等问题，同时无需近场系统校准，并且当外界环境发生改变时仅需要做适当的数据增加即可，不需要重新涉及方法，节约研制成本，缩短研制周期。

优选地，在上述任意实施例中，获取模块100还包括：

生成模块、用于将数据文件通过算法计算后生成16进制数的数据文件；

存储模块、用于将16进制数的数据文件存储至FLASH存储器中。

通过对数据形式的改动可以有效的提高传输速度，方便进一步操作。

优选地，在上述任意实施例中，生成模块具体用于：

将数据文件通过算法计算得出10进制的相位差，再根据10进制的相位差计算得出16进制移相码。

优选地，在上述任意实施例中，存储模块具体用于：

将16进制数的数据文件加载至FPGA的双口RAM中。

通过双口并行的方式提高数据的传输速度。

优选地，在上述任意实施例中，加载模块200还包括：

校验模块、用于对加载后的数据文件进行校验，若校验通过则执行检测模块，若校验不通过则将错误提示信息发送至预设终端。

提高数据处理的完整性，且保证每一条数据均由对应的处理方法，同时保障了流程的安全性。

可以理解，在一些实施例中，可以包含如上述各实施例中的部分或全部可选实施方式。

需要说明的是，上述各实施例是与在先方法实施例对应的产品实施例，对于产品实施例中各可选实施方式的说明可以参考上述各方法实施例中的对应说明，在此不再赘述。

读者应理解，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种波束指向快速控制方法，其特征在于，包括：

步骤1、获取波束指向控制码的数据文件；

步骤2、对所述数据文件进行加载；

步骤3、加载后的数据文件进行并口地址码检测；

步骤4、若地址码检测通过则根据所述并口地址码索引所述加载后的数据文件，并将索引结果输出。

2.根据权利要求1所述的一种波束指向快速控制方法，其特征在于，步骤1之后还包括：

步骤101、将所述数据文件通过算法计算后生成16进制数的数据文件；

步骤102、将所述16进制数的数据文件存储至FLASH存储器中。

3.根据权利要求2所述的一种波束指向快速控制方法，其特征在于，步骤101具体为：

将所述数据文件通过算法计算得出10进制的相位差，再根据所述10进制的相位差计算得出16进制移相码。

4.根据权利要求2所述的一种波束指向快速控制方法，其特征在于，步骤2具体为：

将所述16进制数的数据文件加载至FPGA的双口RAM中。

5.根据权利要求1所述的一种波束指向快速控制方法，其特征在于，步骤2之后还包括：

步骤201、对所述加载后的数据文件进行校验，若校验通过则执行步骤3，若校验不通过则将错误提示信息发送至预设终端。

6.一种波束指向快速控制系统，其特征在于，包括：

获取模块、用于获取波束指向控制码的数据文件；

加载模块、用于对所述数据文件进行加载；

检测模块、对加载后的数据文件进行并口地址码检测；

索引输出模块、用于若地址码检测通过则根据所述并口地址码索引所述加载后的数据文件，并将索引结果输出。

7.根据权利要求6所述的一种波束指向快速控制系统，其特征在于，获取模块还包括：

生成模块、用于将所述数据文件通过算法计算后生成16进制数的数据文件；存储模块、用于将所述16进制数的数据文件存储至FLASH存储器中。

8.根据权利要求7所述的一种波束指向快速控制系统，其特征在于，生成模块具体用于：

将所述数据文件通过算法计算得出10进制的相位差，再根据所述10进制的相位差计算得出16进制移相码。

9.根据权利要求7所述的一种波束指向快速控制系统，其特征在于，存储模块具体用于：

将所述16进制数的数据文件加载至FPGA的双口RAM中。

10.根据权利要求6所述的一种波束指向快速控制系统，其特征在于，加载模块还包括：

校验模块、用于对所述加载后的数据文件进行校验，若校验通过则执行检测模块，若校验不通过则将错误提示信息发送至预设终端。

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