一种星载相控阵天线波束控制的方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种星载相控阵天线波束控制的方法和系统，通过波束控制器接收波束控制指令，根据角度信息和时间信息计算波控码并发送到TR组件，使相控阵天线波束指向预定的角度；实时监控TR组件状态并进行自主故障处理；通过控制TR组件及其波控单元的选通来控制天线的多个功率模式。通过二次电源为波束控制器及相控阵天线供电，并接收波束控制器的天线加断电指令，控制相控阵天线的加断电。所述相控阵天线中，TR组件具有译码器，可控制波控单元的通断，并可同时接收波控码与发送回读码，以提高波束控制的效率。本发明专利技术实现相控阵天线波束控制，具有灵活度高、环境适应性强、可靠性高等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种星载相控阵天线波束控制的方法和系统
本专利技术涉及相控阵天线领域，尤其涉及一种星载相控阵天线波束控制的方法和系统。
技术介绍
相控阵天线相对于传统机构扫描天线具有功能丰富、重量轻、波束扫描快、精度高等优点，在卫星有效载荷领域得到越来越广泛的应用。随着相控阵天线系统使用环境多样性的增加，相控阵天线系统功能需求也日益丰富，然而整个相控阵天线系统的可靠性问题也越来越突出，因此在设计相控阵天线系统时加入冗余设计、故障检测等可靠性措施，能够大大提高系统的可靠性。专利《一种星载大型相控阵天线波束控制装置》(专利申请号：CN201510073210.8，专利公开号：CN104617390A)提出一种星载相控阵天线波束控制装置，该装置采用传统的相控阵天线波束控制方法，缺乏波束控制的灵活性与可拓展性，且故障检测措施单一。专利《一种基于FPGA的集中式相控阵列波束控制装置》(专利申请号：CN201610674906.0，专利公开号：CN106450761A)提供一种集中式相控阵天线控制装置，并行实现各天线阵列的相位计算，提高了波束控制的效率，但重量及成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种星载相控阵天线波束控制的方法，其特征在于，/n波束控制器接收综电计算机发送的角度信息和时间信息，计算出波束指向角速度，并以设定的周期生成每一时刻的角度，根据每一时刻的角度解算出波控码并发送到相控阵天线的TR组件，使相控阵天线波束指向预定的角度；/n所述波束控制器实时监控TR组件状态并进行故障处理；其中，通过回读TR组件的波控单元发送的回读码，并将回读码与向TR组件发送的波控码进行比对，判断TR组件或发送链路是否失效；/n所述波束控制器通过控制TR组件及其波控单元的选通，来控制相控阵天线的功率模式。/n

【技术特征摘要】
1.一种星载相控阵天线波束控制的方法，其特征在于，
波束控制器接收综电计算机发送的角度信息和时间信息，计算出波束指向角速度，并以设定的周期生成每一时刻的角度，根据每一时刻的角度解算出波控码并发送到相控阵天线的TR组件，使相控阵天线波束指向预定的角度；
所述波束控制器实时监控TR组件状态并进行故障处理；其中，通过回读TR组件的波控单元发送的回读码，并将回读码与向TR组件发送的波控码进行比对，判断TR组件或发送链路是否失效；
所述波束控制器通过控制TR组件及其波控单元的选通，来控制相控阵天线的功率模式。


2.如权利要求1所述星载相控阵天线波束控制的方法，其特征在于，
计算波束指向角速度时，对预定的角度进行插值计算，细分为多个波控角度；
预定的角度没有超过查找表的角度范围和精度时，对波控码采用查找表法进行计算：根据波控角度，采用查找相位基表的方式进行配相运算，并进行相位补偿，产生波控角度对应的每个TR组件每个波控单元的波控码；通过对查找表设置门限值，当计算出的波控码属于预定的角度所在的查找表区间时，才输出波控码；
预定的角度超过查找表的角度范围或精度时，对波控码采用实时计算法进行计算；通过设定波控码阈值区间，当计算出的波控码处于波控码阈值区间时，才输出波控码。


3.如权利要求1所述星载相控阵天线波束控制的方法，其特征在于，
根据综电计算机发送的速率模式，选择TR组件的通道，将波控码发送到所选择的通道，使天线波束指向预定的角度；
发送波控码的过程中，对TR组件返回的回读码进行回读；将下一时钟周期返回的回读码与上一时钟周期发送的波控码进行比对，检查是否出现误码；
每次比对时，若检测到回读码与波控码不一致，则认定为波控码发送异常，当所有通道的波控码发送完成后，自动对波控码发送异常的通道降低发送速率，以降低了的发送速率对波控码进行发送，并执行下一次的回读、比对；如果连续被认定为波控码发送异常的次数超过设定次数，则自动关闭相应的通道。


4.如权利要求1所述星载相控阵天线波束控制的方法，其特征在于，
通过波束控制器实时监控天线温度，当检测到天线温度低于加热器阈值区间下限时，开启天线加热器；当检测到天线温度处于加热器阈值区间内时，则关闭天线加热器。


5.一种星载相控阵天线波束控制系统，其特征在于，包含连接相控阵天线的波束控制器；
所述相控阵天线包含多个TR组件，每个TR组件包含译码器和多个波控单元，通过译码器控制每个波控单元的选通；每个波控单元还能同时接收波控码和发送回读码；波控码被发送到TR组件，用于使相控阵天线波束指向预定的角度；
所述波束控制器进一步包含：
波控角度实时控制模块，接收综电计算机发送的波束控制指令获得预定的角度和时间信息，计算波束指向角速度；期间，对预定的角度进行插值计算，细分为多个波控角度，使波束以所述波束指向角速度进行移动；
波控码计算模块，采用查找表法或实时计算法进行波控码的计算：预定的角度没有超过查找表的角度范围和精度时，根据所述波控角度实时控制模块提供的波控角度，采用查找相位基表的方式进行配相运算，并进行相位补偿，产生波控角度对应的每个TR组件每个波控单元的波控码；通过对查找表设置门限值，当计算出的波控码属于预定的角度所在的查找表区间时，才输出波控码；预定的角度超过查找表的角度范围或精度时，对波控码采用实时计算法进行计算；当计算出的波控码处于设定的波控码阈值区间时，才输出波控码；
故障检测与处理模块，通过回...

【专利技术属性】
技术研发人员：丰超，张静，衡燕，李鸿志，
申请(专利权)人：上海无线电设备研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31