CN115113144A - 雷达数字阵列天线控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种雷达数字阵列天线控制方法及装置，属于数字阵列雷达技术领域，应用于配置工作参数后的记录卡，所述方法包括：加载校正控制数据包，并基于同步脉冲信号触发，向天线阵列TR组件回放校正控制数据包，以使天线阵列TR组件返回校正的IQ数据；将校正的IQ数据转发至控制终端进行拆解计算和编排，得到波束扫描数据包；加载波束扫描数据包，并基于同步脉冲信号触发，向天线阵列TR组件回放波束扫描数据包，以天线阵列TR组件返回单元级或子阵级回波IQ数据；采集回波IQ数据，并转存或回放至雷达信息处理平台。本发明采用记录卡代替传统的波束形成装置，省去了雷达实装中数字阵列与其波束形成装置、时序模块之间的繁重调试工作。

Description

雷达数字阵列天线控制方法及装置

技术领域

本发明涉及数字阵列雷达技术领域，具体涉及一种雷达数字阵列天线控制方法及装置。

背景技术

雷达发展至今，已全面进入数字化时代，全数字阵列雷达日渐普遍，即实现单元级数字化。数字阵列雷达拥有许多传统相控阵雷达所无法比拟的优越性，因此相关院所也持续开展诸如反杂波、抗干扰、波形分集等新技术的研究。

数字阵列雷达是一种接收和发射波束都以数字方式实现的全数字相控阵雷达，其核心是数字阵列TR组件，常采用数字波束形成装置对多个数字阵列TR组件进行收发控制，二者之间采用光纤连接。波束形成装置向TR组件发送包括各种波形参数、收发开关、滤波器参数与时序控制包。通常雷达要实现天线阵面控制，从而完成包括波束发射、回波接收的目标探测试验，一个典型的系统由显控、时序单元、波束形成装置、信号处理、数据处理等多种设备组成，系统构建时间长，工作量大。由于系统内部控制接口具有较高程度的定制化，如具体协议内容以及通信速率、打包格式等，并且阵列组件数量多，波束形成装置有调试周期长，升级扩展工作量大等特点。常规体制，连通全系统时间在数周甚至数月之久，若是新体制新技术，那么时间可能更久。下行方面，数字TR组件下传至数字波束形成装置的为IQ数据，利用记录卡采集数据，完全可进行离线处理复现所有雷达实装的信号及数据处理效果，对新体制新算法的验证是有效的，最主要的，离线平台具有通用性高、调试高效、分析手段强、升级扩展易的特点。上行方面，TR组件的控制接口仅为光纤，命令与时序都含在数据当中，若能模拟数字波束形成装置上行发送相应数据，则可实现天线阵面的控制。因此，利用记录设备替代数字波束形成装置对数字阵列TR进行控制与回波IQ的采集，可以大大提高新技术探索验证的效率。

对多个TR组件控制实现波束发射接收，需确保TR组件端接收到数据的严格同步，且与基础时钟保持一定相位关系，从而实现时序稳定、控制连续，而现有记录仪/记录卡往往不能实现回放时延的精确控制，并且由于传统的文件末尾的处理机制不能实现多文件之间或者单文件循环多次的无间断连续回放，且记录卡往往采用集中控制单独工作，无并行对齐回放功能。

相关技术中，申请公布号为CN109150490A的中国发明专利申请，公开了一种基于FPGA光纤数据传输实现的多板卡脉冲同步方法，多块数字接收板通过光纤对接光纤处理板，光纤处理板上传控制指令至数字接收板，数字接收板把雷达回波信号预处理后，将处理数据传至光纤处理板；光纤处理板产生基准同步脉冲，通过发送控制指令，在控制指令中增加一些特殊字符，当数字接收板收到特殊字符后，恢复出脉冲信号，由于所有板卡光纤延时基本等长，因此各个板卡恢复出的脉冲信号为同一时刻，控制前端所有TR组件收发均为同一时刻，满足系统的时序要求。该多板卡脉冲同步方法通过采用了FPGA光纤数据传输方法，其上行控制命令由FPGA自行产生，解决雷达TR组件的同步控制问题。

授权公告号为CN204758755U的中国实用新型专利，公开了一种基于高速串行通讯的并行录波的电力系统故障录波器，包括数据采集模块、暂态、长态录波模块、采样同步脉冲发生器、实时时钟单元和分析终端，数据采集模块包括多块数据采集板，各数据采集板用于采集电力系统的模拟量、开关量，各数据采集板的数据输出端分别与暂态析终端相连接，采样同步脉冲发生器的输出端分别与各数据采集板的同步脉冲输入端相连接，实时时钟单元的输出端分别与暂态录波模块、长态录波模块的时钟输入端相连接。该方案解决的是暂态录波和长态录波两种并行记录问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于如何实现多个记录卡的记录数据高速同步回放，实现试验系统的快速构建。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

本发明提出了一种雷达数字阵列天线控制方法，应用于配置工作参数后的记录卡，所述方法包括：

加载校正控制数据包，并基于同步脉冲信号触发，向所述天线阵列TR组件回放所述校正控制数据包，以使所述天线阵列TR组件返回校正的IQ数据；

将所述校正的IQ数据转发至所述控制终端进行拆解计算和编排，得到波束扫描数据包；

加载所述波束扫描数据包，并基于同步脉冲信号触发，向所述天线阵列TR组件回放所述波束扫描数据包，以所述天线阵列TR组件返回单元级或子阵级回波IQ数据；

采集所述回波IQ数据，并转存或回放至雷达信息处理平台。

本发明采用记录卡代替传统的波束形成装置，来实现对数字阵列天线TR组件的收发控制与回波数据采集，省去了雷达实装中数字阵列与其波束形成装置、时序模块之间的繁重调试工作，完成天线阵面的控制与回波数据获取，可实现试验系统的快速构建。

进一步地，所述将所述校正的IQ数据转发至终端进行拆解计算和编排，得到波束扫描数据包，包括：

将所述校正的IQ数据转发至所述控制终端；

所述控制终端对所述校正的IQ数据进行拆解计算，得到每个TR通道的幅相校正系数；

所述控制终端基于所述校正系数和扫描范围，编排波束扫描系数，得到所述波束扫描数据包。

进一步地，所述同步脉冲信号与所述天线阵列TR组件的基准时钟相参。

进一步地，所述记录卡工作参数包括各回放通道的回放时延、回放周期、内/外Fr触发、回放次数、光纤速率和通道数量；

所述校正控制数据包携带发射校正参数和接收校正参数；

所述波束扫描数据包携带信息包括TR组件各通道相位、信号类型、带宽、脉冲宽度和工作频率。

进一步地，所述方法还包括：

将回放至TR组件的数据包加载至第一级缓存；

在将所述第一级缓存中的数据转存至第二级缓存时，基于数据段标识，对转发的数据进行完整性和数据大小判断；

将判断结果正确的数据作为有效数据，转发至所述第二级缓存。

此外，本发明还提出了一种雷达数字阵列天线控制装置，所述装置包括：控制终端、同步脉冲发生器、天线阵列TR组件和若干记录卡，若干所述记录卡和所述同步脉冲发生器接入与所述天线阵列TR组件同源的基准时钟，所述记录卡与所述控制终端及雷达信息处理平台连接；

所述同步脉冲发生器用于产生与所述基准时钟相参的脉冲信号，以同步多若干所述记录卡与有源阵面的时序；

所述控制终端用于设置所述记录卡工作参数、生成校正控制数据包和波束扫描数据包；

所述记录卡包括第一加载模块、回放模块、转发模块、第二加载模块和采集模块，其中：

第一加载模块，用于加载所述校正控制数据包；

回放模块，用于基于所述同步脉冲发生器发送的第一同步脉冲信号的触发，向所述天线阵列TR组件回放所述校正控制数据包，以使所述天线阵列TR组件返回校正的IQ数据；

转发模块，用于将所述校正的IQ数据转发至所述控制终端进行拆解计算和编排，得到波束扫描数据包；

第二加载模块，用于加载所述波束扫描数据包，并基于所述同步脉冲发生器发送的第二同步脉冲信号的触发，向所述天线阵列TR组件回放所述波束扫描数据包，以所述天线阵列TR组件返回单元级或子阵级回波IQ数据；

采集模块，用于采集所述回波IQ数据，并转存或回放至所述雷达信息处理平台。

进一步地，所述控制终端包括：

拆解计算模块，用于所述控制终端对所述校正的IQ数据进行拆解计算，得到每个TR通道的幅相校正系数；

编排模块，用于所述控制终端基于所述校正系数和扫描范围，编排波束扫描系数，得到所述波束扫描数据包。

进一步地，所述工作参数包括回放时延、回放周期、内/外Fr触发、回放次数、光纤速率和通道数量；

所述校正控制数据包携带发射校正参数和接收校正参数；

所述波束扫描数据包携带TR组件各通道相位、信号类型、带宽、脉冲宽度和工作频率。

进一步地，所述记录卡采用ZYNQ芯片作为主控及接口芯片。

进一步地，所述记录卡包括缓存模块，所述缓存模块包括第一级缓存和第二级缓存；

所述第一级缓存用于直接加载所述数据包，并基于数据段标识在ZYNQ内确定所述数据包中的有效数据，提取并转发至所述第二级缓存。

本发明的优点在于：

(1)本发明采用记录卡代替传统的波束形成装置，来实现对数字阵列天线TR组件的收发控制与回波数据采集，省去了雷达实装中数字阵列与其波束形成装置、时序模块之间的繁重调试工作，完成天线阵面的控制与回波数据获取，可实现试验系统的快速构建。

(2)可通过控制终端编辑天线阵列TR组件的控制参数，记录卡具有多种光速率可设，适应性好，可应用于全数字阵列雷达、子阵数字化雷达，适用范围宽。

(3)采用两级缓存技术，可使单文件或多文件回波数据实现无间隙连续回放，有效保障数字阵列TR组件的控制连续不间断，满足系统连续长时间无间断工作。

(4)采用脉冲信号发生器和多个记录卡这两种低成本设备，能很好地完成多个数字阵列TR组件的控制与回波存储，快速获取实测回波数据，并且记录卡采用ZYNQ芯片作为主控及接口芯片，对于雷达数字阵列天线来说，大幅度降低了设备体积和成本。

(5)该发明采用了并联架构，可很好地扩展控制的TR组件数量，亦可单独一个使用，用于TR组件调试、测试；可有效保障记录卡内各通道、不同记录卡间的回波数据回放的实时同步，对齐精度可达ns级，并可精准控制各个通道的延迟，有效解决由于硬件线缆传输带来的不同步问题，可用于远程控制与分布式控制。

本发明附加的方面和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，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是本发明第一实施例中雷达数字阵列天线控制方法的流程示意图；

图2是本发明第一实施例中天线阵列TR组件的控制流程示意图；

图3是本发明第二实施例中雷达数字阵列天线控制装置的框架示意图；

图4是本发明第二实施例中多记录卡同步信号连接示意图；

图5是本发明第二实施例中记录卡的结构示意图；

图6是本发明中多记录卡同步回放时序图；

图7是本发明中多记录卡回放延迟精调时序图；

图8是本发明中记录卡两级缓存机制实现无间断回放示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图2所示，本发明第一实施例提出了一种雷达数字阵列天线控制方法，应用于配置工作参数后的记录卡，所述方法包括以下步骤：

S10、加载校正控制数据包，并基于同步脉冲信号触发，向所述天线阵列TR组件回放所述校正控制数据包，以使所述天线阵列TR组件返回校正的IQ数据；

需要说明的是，校正控制数据包由控制终端生成，并由每一记录卡加载。

S20、将所述校正的IQ数据转发至所述控制终端进行拆解计算和编排，得到波束扫描数据包；

S30、加载所述波束扫描数据包，并基于同步脉冲信号触发，向所述天线阵列TR组件回放所述波束扫描数据包，以所述天线阵列TR组件返回单元级或子阵级回波IQ数据；

需要说明的是，同步脉冲信号由脉冲信号发生器生成。

S40、采集所述回波IQ数据，并转存或回放至雷达信息处理平台。

需要说明的是，本实施例中雷达信息处理平台为通用的，用于对回波IQ数据进行分析和梳理。

本实施例采用记录卡代替传统的波束形成装置，来实现对数字阵列天线TR组件的收发控制与回波数据采集，省去了雷达实装中数字阵列与其波束形成装置、时序模块之间的繁重调试工作，完成天线阵面的控制与回波数据获取，可实现试验系统的快速构建。

在一实施例中，记录卡型号为RDS-PCIE-1.2GBps-4TB，采用ZYNQ芯片作为主控及接口芯片，具有多通道多模光接口、GTX以及PCIE3.0、网络、USB接口、串口，采用SSD固态盘作为存储介质。每个记录卡通道数≥4，光接口速率不低于10Gbps/通道，共有4个固态盘，存储速率≥1.5GB/s。

在一实施例中，所述步骤S20中，控制终端对校正的IQ数据进行拆解计算和编排，得到波束扫描数据包，包括以下步骤：

将所述校正的IQ数据转发至所述控制终端；

所述控制终端对所述校正的IQ数据进行拆解计算，得到每个TR通道的幅相校正系数；

所述控制终端基于所述校正系数和扫描范围，编排波束扫描系数，得到所述波束扫描数据包。

需要说明的是，数据拆解即是解析数据，包括其中的数据包头和IQ数据，一般采用多个通道的数据组合打包在一起的。

在一实施例中，所述同步脉冲信号与所述天线阵列TR组件的基准时钟相参。

具体地，产生同步脉冲信号的同步脉冲发生器与记录卡接入与天线阵列TR组件同源的基准时钟。

在一实施例中，所述记录卡的工作参数包括各回放通道的回放时延、回放周期、内/外Fr触发、回放次数、光纤速率和通道数量；

所述校正控制数据包携带发射校正参数和接收校正参数；

所述波束扫描数据包携带TR组件各通道相位、信号类型、带宽、脉冲宽度和工作频率。

需要说明的是，记录卡的工作参数、校正控制数据包及波束扫描数据包均由控制终端生成，针对TR组件的控制参数可由控制终端编辑，记录卡具有多种光速率可设，适应性好，可应用于全数字阵列雷达、子阵数字化雷达，适用范围宽。

在一实施例中，所述方法还包括以下步骤：

将数据包加载至第一级缓存；

在将所述第一级缓存中的数据转存至第二级缓存时，基于数据段标识，对转发的数据进行完整性和数据大小判断；

将判断结果正确的数据作为有效数据，转发至所述第二级缓存。

本实施例通过在记录卡的最小处理单位下增加字段表示该段数据是否完整和完整数据大小，记录卡每次从SSD磁盘读取数据放入到第一级缓存中，从第一级缓存到第二级缓存的FIFO中将进行数据包的完整判断，通过解析是否完整的标识和完整数据大小的字段，将数据包不完整且大小不符合要求的数据包作为无效数据去除，这样第二级的缓存中全部为连续的控制参数数据。实现了一种循环回放零间断的方法，有效解决了传统回放方式在单文件循环回放或者多文件接连回放时由于文件尾部非整段处理造成的回放不连续问题，避免接收数据不连续造成的TR组件抖动问题和系统工作不连续问题。

此外，如图3所示，本发明第二实施例提出了一种雷达数字阵列天线控制装置，所述装置包括：控制终端10、同步脉冲发生器20、天线阵列TR组件30和若干记录卡40，若干所述记录卡40和所述同步脉冲发生器20接入与所述天线阵列TR组件30同源的基准时钟，所述记录卡40与所述控制终端10及雷达信息处理平台连接；

所述同步脉冲发生器20用于产生与所述基准时钟相参的脉冲信号，以同步多若干所述记录卡40与有源阵面的时序；

所述控制终端10用于设置所述记录卡40工作参数、生成校正控制数据包和波束扫描数据包；

所述记录卡40包括第一加载模块、回放模块、转发模块、第二加载模块和采集模块，其中：

第一加载模块，用于加载所述校正控制数据包；

回放模块，用于基于所述同步脉冲发生器20发送的第一同步脉冲信号的触发，向所述天线阵列TR组件30回放所述校正控制数据包，以使所述天线阵列TR组件30返回校正的IQ数据；

转发模块，用于将所述校正的IQ数据转发至所述控制终端10进行拆解计算和编排，得到波束扫描数据包；

第二加载模块，用于加载所述波束扫描数据包，并基于所述同步脉冲发生器20发送的第二同步脉冲信号的触发，向所述天线阵列TR组件30回放所述波束扫描数据包，以所述天线阵列TR组件30返回单元级或子阵级回波IQ数据；

采集模块，用于采集所述回波IQ数据，并转存或回放至所述雷达信息处理平台。

具体地，如图4所示，各记录卡40之间并联连接，若干个记录卡40通过射频线缆与同步脉冲发生器20互联，记录卡40和同步脉冲发生器20两种设备均接入与数字阵列TR组件同源的10MHz/20MHz基准时钟。

具体地，记录卡40与雷达数字阵列天线中的各TR组件一一对应连接，校正通道与记录卡40连接。

所述同步脉冲发生器20利用系统同源10MHz时钟设计，具有脉冲周期可调功能，满足1Hz～100Hz要求。用于产生与阵列TR组件基准时钟相参的同步脉冲信号，用来同步多个记录卡40与有源阵面时序。

该方案采用了并联架构，可很好地扩展控制的TR组件数量，亦可单独一个使用，用于TR组件调试、测试；可有效保障记录卡40内各通道、不同记录卡40间的回波数据回放的实时同步，对齐精度可达ns级，并可精准控制各个通道的延迟，有效解决由于硬件线缆传输带来的不同步问题，可用于远程控制与分布式控制。

如图5所示，所述记录卡40采用ZYNQ芯片作为主控及接口芯片，具有多通道多模光接口、GTX以及PCIE3.0、网络、USB接口、串口，采用SSD固态盘作为存储介质。每个记录卡40通道数≥4，光接口速率不低于10Gbps/通道，共有4个固态盘，存储速率≥1.5GB/s。具有光纤回放和光纤数据存储功能，用以同时完成阵列TR的上行控制以及下传IQ回波的存储。

本实施例采用记录卡代替传统的波束形成装置，来实现对数字阵列天线TR组件的收发控制与回波数据采集，省去了雷达实装中数字阵列与其波束形成装置、时序模块之间的繁重调试工作，完成天线阵面的控制与回波数据获取，可实现试验系统的快速构建。

在一实施例中，所述控制终端10包括：

拆解计算模块，用于所述控制终端10对所述校正的IQ数据进行拆解计算，得到每个TR通道的幅相校正系数；

编排模块，用于所述控制终端10基于所述校正系数和扫描范围，编排波束扫描系数，得到所述波束扫描数据包。

在一实施例中，所述工作参数包括回放时延、回放周期、内/外Fr触发、回放次数、光纤速率和通道数量；

所述校正控制数据包携带发射校正参数和接收校正参数；

所述波束扫描数据包携带TR组件各通道相位、信号类型、带宽、脉冲宽度和工作频率。

进一步地，所述记录卡40，通过同步脉冲发生器20发出的相参同步信号触发，结合每个记录卡40以及记录卡40各通道的在同步脉冲信号触发后，通过控制终端10回放延迟时间的设置，确保每个TR组件收到回放数据的时刻与基准时钟的相位范围，严格满足与基准时钟上升沿相差0.3-0.7个周期。

所述记录卡40，可由控制终端10分别设置每个记录卡40、每个通道的同步脉冲信号后延迟回放的时间，以5ns为单位步进，从而修正多个记录卡40与TR组件光纤过长且长短不一、光电转换时序抖动等带来的TR组件接收数据不严格同步问题。

如图6所示，为记录卡40的同步对齐设计时序，各记录卡40连接好后，当需要数据回放时，控制终端10通过网络发送回放指令至各记录卡40，各记录卡40读取磁盘内的文件，将数据缓存到DDR中，由于各板卡的文件回放准备时间不同，待控制终端10收到各板卡返回的状态就绪后，再打开同步脉冲发生器20的触发信号发射开关。各板卡收到触发信号后，统一在下一个基准时钟的上升沿进行数据回放。

如图7所示，为各记录卡40的同步对齐后的延迟设计时序，通过设置延迟，调整每个TR组件的对齐时刻，如稀疏阵面不同TR组件间隔较远，光缆、电缆长度差异较大，因此基准未能严格对齐，则采用回放延迟来修正。直接同步回放可看作是延迟为零的特殊模式。当各个板卡收到同步触发信号后，在下一个基准时钟到来后，延迟固定的时间后再将数据回放出去。此延时的固定时间采用ZYNQ中FPGA内部200MHz的时钟进行延迟计时，延迟精度为5ns，可以设计为5ns的整数倍来调整回放的各个板卡的回放延迟。即可通过1个5ns，2个5ns，3个5ns……来设置延迟。

在一实施例中，所述记录卡40包括缓存模块，所述缓存模块包括第一级缓存和第二级缓存；

所述第一级缓存用于加载所述数据包文件，并基于数据段标识确定所述数据包中的有效数据，并转发至所述第二级缓存。

如图8所示，为系统的两级缓存实现连续不间断控制功能，记录设备的传统采集回放方式由于输入的数据和记录设备的存储数据的最小单位不一致，一般采用补0或者补特殊字符到最小单位再进行存储，导致每个文件回放的最末尾会出现一段无效数据回放，其最终结果为系统TR组件接收不连续或者参数错误。本设计采用两级缓存加数据段标识的方式，在记录设备的最小处理单位下增加字段表示该段数据是否完整和完整数据大小，这种情况下，ZYNQ每次从SSD磁盘读取数据放入到第一级缓存中，从第一级缓存到第二级缓存的FIFO中将进行数据包的完整判断，通过解析是否完整的标识和完整数据大小的字段即可在一二级缓存之间去除多余的无效数据，这样第二级的缓存中全部为连续的控制参数数据，不会存在文件末尾或者文件切换的其余无效数据，这样单文件循环回放或者多文件接连回放将不会有任何中断，保障数字TR组件接收的控制包持续且完整，避免抖动、乱序和失控的产生。

需要说明的是，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种雷达数字阵列天线控制方法，其特征在于，应用于配置工作参数后的记录卡，所述方法包括：

加载校正控制数据包，并基于同步脉冲信号触发，向所述天线阵列TR组件回放所述校正控制数据包，以使所述天线阵列TR组件返回校正的IQ数据；

将所述校正的IQ数据转发至所述控制终端进行拆解计算和编排，得到波束扫描数据包；

加载所述波束扫描数据包，并基于同步脉冲信号触发，向所述天线阵列TR组件回放所述波束扫描数据包，以所述天线阵列TR组件返回单元级或子阵级回波IQ数据；

采集所述回波IQ数据，并转存或回放至雷达信息处理平台。

2.如权利要求1所述的雷达数字阵列天线控制方法，其特征在于，所述将所述校正的IQ数据转发至终端进行拆解计算和编排，得到波束扫描数据包，包括：

将所述校正的IQ数据转发至所述控制终端；

所述控制终端对所述校正的IQ数据进行拆解计算，得到每个TR通道的幅相校正系数；

所述控制终端基于所述校正系数和扫描范围，编排波束扫描系数，得到所述波束扫描数据包。

3.如权利要求1所述的雷达数字阵列天线控制方法，其特征在于，所述同步脉冲信号与所述天线阵列TR组件的基准时钟相参。

4.如权利要求1所述的雷达数字阵列天线控制方法，其特征在于，所述工作参数包括回放时延、回放周期、内/外Fr触发、回放次数、光纤速率和通道数量；

所述校正控制数据包携带发射校正参数和接收校正参数；

所述波束扫描数据包携带的信息包括TR组件各通道相位、信号类型、带宽、脉冲宽度和工作频率。

5.如权利要求1所述的雷达数字阵列天线控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

将回放至TR组件的所述数据包加载至第一级缓存；

在将所述第一级缓存中的数据转存至第二级缓存时，基于数据段标识，对转发的数据进行完整性和数据大小判断；

将判断结果正确的数据作为有效数据，转发至所述第二级缓存。

6.一种雷达数字阵列天线控制装置，其特征在于，所述装置包括：控制终端、同步脉冲发生器、天线阵列TR组件和若干记录卡，若干所述记录卡和所述同步脉冲发生器接入与所述天线阵列TR组件同源的基准时钟，所述记录卡与所述控制终端及雷达信息处理平台连接；

所述同步脉冲发生器用于产生与所述基准时钟相参的脉冲信号，以同步多若干所述记录卡与有源阵面的时序；

所述控制终端用于设置所述记录卡工作参数、生成校正控制数据包和波束扫描数据包；

所述记录卡包括第一加载模块、回放模块、转发模块、第二加载模块和采集模块，其中：

第一加载模块，用于加载所述校正控制数据包；

回放模块，用于基于所述同步脉冲发生器发送的第一同步脉冲信号的触发，向所述天线阵列TR组件回放所述校正控制数据包，以使所述天线阵列TR组件返回校正的IQ数据；

转发模块，用于将所述校正的IQ数据转发至所述控制终端进行拆解计算和编排，得到波束扫描数据包；

第二加载模块，用于加载所述波束扫描数据包，并基于所述同步脉冲发生器发送的第二同步脉冲信号的触发，向所述天线阵列TR组件回放所述波束扫描数据包，以所述天线阵列TR组件返回单元级或子阵级回波IQ数据；

采集模块，用于采集所述回波IQ数据，并转存或回放至所述雷达信息处理平台。

7.如权利要求6所述的雷达数字阵列天线控制装置，其特征在于，所述控制终端包括：

拆解计算模块，用于所述控制终端对所述校正的IQ数据进行拆解计算，得到每个TR通道的幅相校正系数；

编排模块，用于所述控制终端基于所述校正系数和扫描范围，编排波束扫描系数，得到所述波束扫描数据包。

8.如权利要求6所述的雷达数字阵列天线控制装置，其特征在于，所述记录卡的工作参数包括各回放通道的回放时延、回放周期、内/外Fr触发、回放次数、光纤速率和通道数量；

所述校正控制数据包携带发射校正参数和接收校正参数；

所述波束扫描数据包携带TR组件各通道相位、信号类型、带宽、脉冲宽度和工作频率。

9.如权利要求6所述的雷达数字阵列天线控制装置，其特征在于，所述记录卡采用ZYNQ芯片作为主控及接口芯片。

10.如权利要求6所述的雷达数字阵列天线控制装置，其特征在于，所述记录卡包括缓存模块，所述缓存模块包括第一级缓存和第二级缓存；

所述第一级缓存用于直接加载所述数据包，并基于数据段标识在ZYNQ内确定所述数据包中的有效数据，提取并转发至所述第二级缓存。

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