一种制造技术

本发明专利技术公开了一种

【技术实现步骤摘要】
一种C波段16通道的高集成度数字相控阵系统


[0001]本专利技术涉及数字相控
，尤其涉及一种
C
波段
16
通道的高集成度数字相控阵系统
。

技术介绍

[0002]数字相控阵系统是一种基于数字信号处理技术的相控阵系统，它通过对多个天线单元的信号进行数字化处理，实现对目标的高精度探测和跟踪，数字相控阵系统广泛应用于军事
、
航空航天
、
汽车等领域，例如在雷达
、
通信
、
导航等方面可以实现高速数据传输和精确目标定位
。
[0003]伴随着半导体工艺的发展，芯片制造从早期单一功能集成电路逐步向系统级多功能高集成电路
、
片上系统（
System on Chip
）以及系统级封装（
System in Package
）迈进，其中片上系统多采用
CMOS
工艺，将射频收发链路和频率合成器集中在单个芯片内，可大大减少对
PCB
面积和芯片数量的需求，被认为是一种最有前途的高密度集成方式，对于相控阵前端，其频段较高
、
功率较大，集成难度高，因此单一芯片集成全部功能较困难，采用先进封装及瓦片集成技术能够解决相控阵前端小体积
、
高功率密度
、
多功能集成等技术指标问题，并且能够提高系统可靠性及可重构性
。
[0004]军事电子系统采用数字技术，强调射频孔径的通用性，根据不同的任务要求采用不同的后端数字处理模式，是军事电子系统发展的必然趋势，从优化时空资源和提高可靠性的角度来看，采用相控阵系统将具有非常明显的优势，但现有技术中，射频系统通过收发信道与信号处理模块之间的信号仅通过校准及时钟分配模块进行时间同步，不仅无法准确同步数据，容易出现导致数据传输的错误和丢失的情况，而且在射频系统与信号处理模块之间也难以协同工作，进而不利于实际的应用
。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的在于提供一种
C
波段
16
通道的高集成度数字相控阵系统，以解决上述问题
。
[0006]本专利技术通过下述技术方案实现：一种
C
波段
16
通道的高集成度数字相控阵系统，包括射频系统
、
时间统计模块
、
信号处理模块和校准及时钟分配模块，所述射频系统包括天线阵列和收发信道，所述收发信道与校准及时钟分配模块双向电性连接，所述收发信道与信号处理模块双向电性连接，所述天线阵列由4×4天线阵面构成，所述校准及时钟分配模块与天线阵列的每个接口双向电性连接，所述校准及时钟分配模块与信号处理模块双向电性连接；所述校准及时钟分配模块，用于确保系统中的时钟信号的准确性和稳定性，通过监测和调整时钟信号的频率和相位，以确保其符合系统要求；所述射频系统，用于实现校准及时钟分配模块通过天线阵列与外部的远程高速率的信息传输，同时用于对校准及时钟分配模块与信号处理模块间的信号高速率传输；
所述信号处理模块，用于对射频识别
、
信号编码
、
信号调制
、
信号解调等，并对信号进行转换，通过内部处理后使信号能够转化成需要的形式；所述时间统计模块，用于记录和分析时间数据的模块，它可以用于各种应用程序，例如任务调度
、
计费
、
监控，可以记录任务的开始和结束时间，计算任务执行时间
、
等待时间
、
空闲时间等，并生成各种时间统计报告，以便进行时间和性能分析，辅助保证系统的实时性
、
稳定性以及数据的准确传输；所述时间统计模块包括：数据传输时间统计，记录每次数据传输的开始时间
、
结束时间
、
传输时间等，用于统计数据传输的时间间隔；数据传输成功率统计，记录每次数据传输的成功或失败状态，用于统计数据传输的成功率；数据丢失率统计，记录每次数据传输的丢失数量，用于统计数据丢失率；数据处理时间统计，记录每次数据处理（如滤波
、
解调
、
解码等）的开始时间
、
结束时间
、
处理时间等，用于统计数据处理的时间间隔；数据存储与检索，将统计数据存储在数据库中，并能够按照时间
、
模块
、
数据类型等条件进行检索和查询
。
[0007]优选地，所述信号处理模块的内部设置有中频数字信道以及数字波束形成模块；所述中频数字信道用于中频数字信道可以对信号进行数字化处理，去除噪声和干扰，提高信号传输质量和可靠性，可以实现信号的编码和解码，将原始信号转换为数字信号或从数字信号还原为原始信号，实现信号的稳定传输；所述数字波束形成模块，用于利用阵列天线的孔径，通过对阵列多个接收通道的信号进行数字信号处理，实现对某一方向入射信号的波束形成，从而接收有用的期望信号，通过对阵列多个接收通道的信号进行数字信号处理，实现对某一方向入射信号的波束形成，从而提高了阵列天线的方向增益，相当于在某一方向上形成了一个“波束”，通过对阵列多个接收通道的信号进行数字信号处理，实现对阵列天线波束的控制
。
[0008]优选地，所述射频系统的内部设置有天线阵列和收发信道；所述天线阵列，通过将多个天线按照一定规律排列组成天线阵列，用于提高天线的方向性，从而实现对某一方向入射信号的集中接收或发，也用于可以提高天线的增益，从而提高信号传输的质量和可靠性，可以实现天线波束的控制，用于可以去除噪声和干扰，提高天线的信号传输质量和可靠性，用于实现天线的信号调制和解调，将数字信号转换为射频信号或从射频信号还原为数字信号；所述收发信道，用于实现校准及时钟分配模块与信号处理模块间的信息高速传输，并通过增强信号的强度
、
降低噪声和干扰等方式提高通信质量，从而提高通信的可靠性和稳定性，进而将校准及时钟分配模块与信号处理模块稳定地连接在一起
。
[0009]优选地，所述校准及时钟模块的内部设置有板级校准网络
、
内外时钟切换和相参时钟产生；所述板级校准网络，用于校准信号路径，以确保信号在传输过程中不会受到衰减或失真，通过校准信号路径，可以确保信号的传输质量和可靠性，能够补偿信号在传输过程中的损失，用于调整信号的相位，以实现信号的相干合成或消除信号的相位差，通过调整信
号相位，提高信号的传输距离
、
改善信号的质量和可靠性，用于提高信号的质量，还可以用于实现信号的调制和解调，将数字信号转换为模拟信号或从模拟信号还原为数字信号；所述内外时钟切换，用于切换主时钟源，以避免外部晶振故障或精度问题对设备造成的影响，当外部晶振出现故障或精度不符合要求时，可以自动切换到内部
RC
振荡器提供的时钟作为主时钟源，以保证设备的稳定运行，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种
C
波段
16
通道的高集成度数字相控阵系统，包括射频系统
、
时间统计模块
、
信号处理模块和校准及时钟分配模块，其特征在于：所述射频系统包括天线阵列和收发信道，所述收发信道与校准及时钟分配模块双向电性连接，所述收发信道与信号处理模块双向电性连接，所述天线阵列由4×4天线阵面构成，所述校准及时钟分配模块与天线阵列的每个接口双向电性连接，所述校准及时钟分配模块与信号处理模块双向电性连接，所述校准及时钟分配模块与时间统计模块双向电性连接，所述时间统计模块与收发信道双向电性连接；所述校准及时钟分配模块，用于确保系统中的时钟信号的准确性和稳定性，通过监测和调整时钟信号的频率和相位，以确保其符合系统要求；所述射频系统，用于实现校准及时钟分配模块通过天线阵列与外部的远程高速率的信息传输，同时用于对校准及时钟分配模块与信号处理模块间的信号高速率传输；所述信号处理模块，用于对射频识别
、
信号编码
、
信号调制
、
信号解调等，并对信号进行转换，通过内部处理后使信号能够转化成需要的形式；所述时间统计模块，用于记录和分析时间数据的模块，它可以用于各种应用程序，例如任务调度
、
计费
、
监控，可以记录任务的开始和结束时间，计算任务执行时间
、
等待时间
、
空闲时间等，并生成各种时间统计报告，以便进行时间和性能分析，辅助保证系统的实时性
、
稳定性以及数据的准确传输；所述时间统计模块包括：数据传输时间统计，记录每次数据传输的开始时间
、
结束时间
、
传输时间等，用于统计数据传输的时间间隔；数据传输成功率统计，记录每次数据传输的成功或失败状态，用于统计数据传输的成功率；数据丢失率统计，记录每次数据传输的丢失数量，用于统计数据丢失率；数据处理时间统计，记录每次数据处理（如滤波
、
解调
、
解码等）的开始时间
、
结束时间
、
处理时间等，用于统计数据处理的时间间隔；数据存储与检索，将统计数据存储在数据库中，并能够按照时间
、
模块
、
数据类型等条件进行检索和查询
。2.
根据权利要求1所述的一种
C
波段
16
通道的高集成度数字相控阵系统，其特征在于：所述信号处理模块的内部设置有中频数字信道以及数字波束形成模块；所述中频数字信道用于中频数字信道可以对信号进行数字化处理，去除噪声和干扰，提高信号传输质量和可靠性，可以实现信号的编码和解码，将原始信号转换为数字信号或从数字信号还原为原始信号，实现信号的稳定传输；所述数字波束形成模块，用于利用阵列天线的孔径，通过对阵列多个接收通道的信号进行数字信号处理，实现对某一方向入射信号的波束形成，从而接收有用的期望信号，通过对阵列多个接收通道的信号进行数字信号处理，实现对某一方向入射信号的波束形成，从而提高了阵列天线的方向增益，相当于在某一方向上形成了一个“波束”，通过对阵列多个接收通道的信号进行数字信号处理，实现对阵列天线波束的控制
。3.
根据权利要求1所述的一种
C
波段
16
通道的高集成度数字相控阵系统，其特征在于：所述射频系统的内部设置有天线阵列和收发信道；所述天线阵列，通过将多个天线按照一定规律排列组成天线阵列，用于提高天线的方
向性，从而实现对某一方向入射信号的集中接收或发，也用于可以提高天线的增益，从而提高信号传输的质量和可靠性，可以实现天线波束的控制，用于可以去除噪声和干扰，提高天线的信号传输质量和可靠性，用于实现天线的信号调制和解调，将数字信号转换为射频信号或从射频信号还原为数字信号；所述收发信道，用于实现校准及时钟分配模块与信号处理模块间的信息高速传输，并通过增强信号的强度
、
降低噪声和干扰等方式提高通信质量，从而提高通信的可靠性和稳定性，进而将校准及时钟分配模块与信号处理模块稳定地连接在一起
。4.
根据权利要求1所述的一种
C
波段
16
通道的高集成度数字相控阵系统，其特征在于：所述校准及时钟模块的内部设置有板级校准网络
、
内外时钟切换和相参时钟产生；所述板级校准网络，用于校准信号路径，以确保信号在传输过程中不会受到衰减或失真，通过校准信号路径，可以确保信号的传输质量和可靠性，能够补偿信号在传输过程中的损失，用于调整信号的相位，以实现信号的相干合成或消除信号的相位差，通过调整信号相位，提高信号的传输距离
、
改善信号的质量和可靠性，用于提高信号的质量，还可以用于实现信号的调制和解调，将数字信号转换为模拟信号或从模拟信号还原为数字信号；所述内外时钟切换，用于切换主时钟源，以避免外部晶振故障或精度问题对设备造成的影响，当外部晶振出现故障或精度不符合要求时，可以自动切换到内部
RC
振荡器提供的时钟作为主时钟源，以保证设备的稳定运行，同时也可以适应不同的应用场景和需求；相参时钟产生，用于调制数据，并将数据发送给接收端，接收端需要使用相参时钟来解调数据并恢复原始信号，进而确保信号的稳定性和准确性，提高系统的性能和可靠性
。5.
根据权利要求1所述的一种
C
波段
16
通道的高集成度数字相控阵系统，其特征在于：在所述收发信道中，校准及时钟分配模块和信号处理模块之间的收发信道使用
RF16
进行基带信号的传输和处理，同时，
TIF16
可以用于对传输的数字信号进行时间分隔和滤波，以改善传输的可靠性和稳定性，用于使得收发信道在无线通信系统中实现高效
、
稳定的信号传输和处理，校准及时钟分配模块和信号处理模块之间的收发信道还通过
REF_C
信号进行精确的时钟参考，从而确保收发信道中各个模块之间的稳定通信和精确的时序控制，在所述校准及时钟分...

【专利技术属性】
技术研发人员：张萌，陈自然，蒲超，宁国勇，
申请(专利权)人：航天科工通信技术研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：