一种多模块综合实现天线阵列参数快速切换的方法技术

本发明专利技术公开了一种多模块综合实现天线阵列参数快速切换的方法，属于微波暗室仿真天线阵列控制领域，所述的天线阵列参数快速切换的方法包括以下步骤，步骤一，PCIe高速通信模块接受仿真实验控制台的天线控制参数；步骤二、多路光纤高速通信模块降步骤一种的天线控制参数并行发送给大规模译码及并行设置输出模块；步骤三：大规模译码及并行设置输出模块将天线控制参数传输给相应的天线组。本发明专利技术解决了传统天线阵列控制参数切换时间长的问题。了传统天线阵列控制参数切换时间长的问题。了传统天线阵列控制参数切换时间长的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种多模块综合实现天线阵列参数快速切换的方法


[0001]本专利技术属于微波暗室仿真天线阵列控制领域，更具体的说涉及一种多模块综合实现天线阵列参数快速切换的方法。

技术介绍

[0002]微波暗室目前是制导系统研制体系中的重要组成部分，其以半实物仿真的方式构建了考评制导系统性能指标的体系，可以高效、灵活、重复的对制导系统的性能指标进行测试和评估，解决了外场实际测试的费用高昂、试验条件难以满足等问题。
[0003]射频仿真机与仿真实验控制台根据被测导引头所需测试的性能指标构建虚拟的仿真电磁环境，通过一系列公式计算得到相关控制参数，然后途经校准系统下发给转台控制机，操纵转台来控制被测导引头的指向。同时，控制参数途经角度控制机、目标及环境模拟器等下发给馈电系统，由馈电系统控制天线阵列生成虚拟目标的电磁特性。天线阵列的基本单元是三元组天线，操作人员可以根据“幅度重心公式”通过控制电磁信号的幅度、相位以及切换天线开关等操作，实现基于三元组天线的等效辐射中心。多组三元组天线构成整个天线阵列，最终实现虚拟目标的等效电磁辐射特性的生成，供导引头接收、测试使用。
[0004]如图1所示传统的天线阵列控制参数需要途经多个中间设备才传到馈电系统，设备之间常用网络接口进行数据通信，并且在馈电系统上，使用“逐个天线扫描”的方式完成所有天线的参数设置。可以看出，传统的天线参数设置方式在数据传输途径上较远，传输路径延时很大；在最末级的参数设置上，用“逐个扫描”的方式把所有天线参数轮置一遍的时间也很长，这样，将一组天线参数完全切换至另一组新的天线参数的时间就很长，也就是说，虚拟目标从一个状态变到另一个状态的时间也就很长。在早期仿真精度要求不高时，传统方式的切换时间可以满足要求，但随着制导系统的技术发展，仿真精度开始逐步提高要求，需要天线参数切换的时间间隔越来越小，传统的方式在切换时间上无法满足要求，因此仿真系统迫切需要在天线参数快速设置方面进行提升。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对在微波暗室仿真体系中日益增长的天线阵列参数快速切换的需求，提出了一种多模块综合实现的天线阵列参数快速切换的方法，采用多个高速通信模块以及大规模高速译码
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设置模块，综合后可以将仿真实验控制台计算出的天线参数快速传输并采用并行方式一次性的设置到阵列中的所有天线，可以跟随系统高速切换天线状态也即虚拟目标电磁状态。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现的：
[0007]所述的装置包括仿真实验控制台、PCIe接收模块、光纤发送模块、大规模译码及并行设置模块、天线阵列；
[0008]所述多的仿真实验控制台通过PCIe3.0总线与PCIe接收模块连接，PCIe接收模块通过与光纤发送模块连接；仿真实验控制台将角度控制机及目标环境模拟器整合在一起，
由仿真实验控制台完成全部的实时天线参数计算，并将天线参数数据送入PCIe接收模块，PCIe接收模块在将数据分发给不同的光纤发送模块；
[0009]光纤发送模块通过光纤与大规模译码及并行设置模块连接，每个光纤模块接收本组所有天线的参数，然后送至后级的大规模译码及并行设置模块；
[0010]大规模译码及并行设置模块分别与对应的天线组连接，大规模译码及并行设置模块经过串并转换，将串行光纤数据转换成并行参数，然后进行大规模译码，快速得到各个天线的并行控制参数，最后同时将所有控制参数并行设置给天线阵列。
[0011]优选地，所述的PCIe接收模块、光纤发送模块设置于同一片FPGA内，并靠近仿真控制台安装，大规模译码及并行设置模块靠近天线阵列前安装。
[0012]优选地，所述的天线阵列中的每一个天线分组都对应有一个光纤发送模块和大规模译码及并行设置模块。
[0013]优选地，所述的每个大规模译码及并行设置模块译出本组4套三元组天线，即共计12个天线的控制参数。
[0014]所述的天线阵列参数快速切换的方法采用以下步骤实现的：
[0015]步骤一：PCIe高速通信模块接受仿真实验控制台的天线控制参数；
[0016]步骤二：多路光纤高速通信模块降步骤一种的天线控制参数并行发送给大规模译码及并行设置输出模块；
[0017]步骤三：大规模译码及并行设置输出模块将天线控制参数传输给相应的天线组。
[0018]优选地，所述的步骤一：PCIe高速通信模块接受仿真实验控制台的天线控制参数，采用以下详细方法实现的：所述的PCIe高速通信模块紧贴仿真实验控制台高算力计算机安装，PCIe高速通信模块采用PCIe3.0总线与多路光纤高速通信模块连接，PCIe3.0
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8接口模块直接使用FPGA内嵌的具备完整标准PCIe3.0协议的硬核，高速数据接收后，根据数据内嵌的天线组标识字分发给各个天线组参数，完成天线组参数数据转发。
[0019]优选地，所述的步骤二:多路光纤高速通信模块降步骤一种的天线控制参数并行发送给大规模译码及并行设置输出模块,是采用以下技术方案实现的：后级的光纤发送模块设计在PCIe3.0
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8接口模块同一片FPGA中，内部采用FPGA内嵌的紧凑数据线连接两个模块，使两个模块之间在FPGA内仍保持高速通信，光纤发送模块直接使用FPGA内嵌的高速串口通信硬核，支撑单通道光纤高速发送
[0020]优选地，所述的步骤三：大规模译码及并行设置输出模块将天线控制参数传输给相应的天线组是采用以下技术方案实现的：所述的大规模译码及并行设置输出模块放置在天线阵列前，接收光纤发来的串行数据，然后经过译码后得到各个天线的控制参数；大规模译码及并行设置输出模块内部包含所有天线分组参数的光纤接收模块，每个光纤模块接收本组所有天线的参数，然后送至后级的译码模块；每个译码模块译出本组4套三元组天线，即共计12个天线的控制参数。
[0021]优选地，所述的控制参数为每个天线的控制参数包括移相器控制码、数控衰减器控制码、天线开关控制码。
[0022]本专利技术有益效果：
[0023]经过综合使用PCIe高速接收模块、高速光纤转发模块、大规模译码及并行设置模块后，以将仿真实验控制台计算出的天线参数快速传输并采用并行方式一次性的设置到阵
列中的所有天线，可以跟随系统高速切换天线状态也即虚拟目标电磁状态；天线阵列参数从计算输出到实际设置进天线阵列的时间相比于传统方法大大缩小，解决了微波暗室仿真体系中的天线阵列参数切换速度不足的问题。
附图说明
[0024]图1为微波暗室主要构成框图；
[0025]图2为本专利技术各模块组成框图；
[0026]图3为PCIe高速接收模块框图；
[0027]图4为光纤发送模块框图；
[0028]图5为大规模译码及并行设置模块框图。
具体实施方式
[0029]下面将结合本专利技术实施例和附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0030]所述的装置包括仿真实验控制台、P本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多模块综合实现天线阵列参数快速切换装置，其特征在于：所述的装置包括仿真实验控制台、PCIe接收模块、光纤发送模块、大规模译码及并行设置模块、天线阵列；所述多的仿真实验控制台通过PCIe3.0总线与PCIe接收模块连接，PCIe接收模块通过与光纤发送模块连接；仿真实验控制台将角度控制机及目标环境模拟器整合在一起，由仿真实验控制台完成全部的实时天线参数计算，并将天线参数数据送入PCIe接收模块，PCIe接收模块在将数据分发给不同的光纤发送模块；光纤发送模块通过光纤与大规模译码及并行设置模块连接，每个光纤模块接收本组所有天线的参数，然后送至后级的大规模译码及并行设置模块；大规模译码及并行设置模块分别与对应的天线组连接，大规模译码及并行设置模块经过串并转换，将串行光纤数据转换成并行参数，然后进行大规模译码，快速得到各个天线的并行控制参数，最后同时将所有控制参数并行设置给天线阵列。2.根据权利要求1所述的一种多模块综合实现天线阵列参数快速切换装置，其特征在于：所述的PCIe接收模块、光纤发送模块设置于同一片FPGA内，并靠近仿真控制台安装，大规模译码及并行设置模块靠近天线阵列前安装。3.根据权利要求1所述的一种多模块综合实现天线阵列参数快速切换装置，其特征在于：所述的天线阵列中的每一个天线分组都对应有一个光纤发送模块和大规模译码及并行设置模块。4.根据权利要求1所述的一种多模块综合实现天线阵列参数快速切换装置，其特征在于：所述的每个大规模译码及并行设置模块译出本组4套三元组天线，即共计12个天线的控制参数。5.一种多模块综合实现天线阵列参数快速切换的方法，其特征在于：所述的天线阵列参数快速切换的方法采用以下步骤实现的：步骤一：PCIe高速通信模块接受仿真实验控制台的天线控制参数；步骤二：多路光纤高速通信模块降步骤一种的天线控制参数并行发送给大规模译码及并行设置输出模块；步骤三：大规模译码及并行设置输出模块将天线控制参数传输给相应的天线...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡斌，王丹华，贾琳，杨川，徐源，陈俊，
申请(专利权)人：北京无线电计量测试研究所，
类型：发明
国别省市：