【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于集成相控阵天线领域，具体是基于相控阵天线fpga波控软件的缩短波束切换时间的方法。
技术介绍
1、随着相控阵技术的发展和应用，多频段多极化的集成相控阵天线越来越展现出功能和性能上的优势。同时，这种集成度高的相控阵天线或者通道多的相控阵天线的波束切换时间势必是更长。而我们雷达系统使用中，为了更快的搜寻到目标或者更快的完成指定区域的扫描，对波束切换时间的要求又越来越高。同时，在一些项目中为了满足波束切换时间的指标，也将整个相控阵天线的设计变得复杂化起来，如tr子板的芯片选型和视频链路设计等，甚至牺牲了部分其他优势性能。此时，一种低成本简单快捷的去缩短相控阵天线的波束切换时间的方法就变得尤为重要。
2、当前相控阵天线波束切换的常规实现流程是接收角度信息、角度预处理(包括角度修正)、阵面通道接收解算、阵面通道发射解算、收发幅相数据整合、写幅相数据、下发波束使能实现波束切换。波束切换时间是从相控阵天线收到角度指令到波束打出的时间，即t＝t1+2*t2+t3+t4+t5。其中t1为接收到角度信息，到角度信息处理完的时间，包括角度修正时间；t2为阵面通道接收/发射角度解算时间；t3为阵面收发幅相数据整合时间；t4为写幅相码时间；t5为dac芯片建立时间，如图1所示。波束切换时间主要的开销是在阵面的接收和发射解算(算法的实现)以及写幅相码数据。
3、上述方案虽然能够基本满足某些项目指标，但是为了追求更快的波束切换时间的性能指标，即不得不在tr设计和波控板设计中去“绞尽脑汁”，这会增大相控阵天线设计难度，增加
技术实现思路
1、为了解决减少整个天线的波束切换时间的问题，本专利技术的目的是提供基于相控阵天线fpga波控软件的缩短波束切换时间的方法。
2、为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：基于相控阵天线fpga波控软件的缩短波束切换时间的方法，包括(1)将阵面划分为n个子阵，每个子阵在fpga程序中并行独立的进行角度解算；(2)将每个子阵划分为接收阵和发射阵，接收和发射阵在fpga软件设计中并行独立的进行角度解算；(3)以子阵为单位进行幅相数据整合，并将数据写入子阵通道，实现波束切换。
3、进一步，包括以下步骤：
4、包括以下步骤：
5、s1，天线波控上电后，对整个阵面幅相补偿数据进行初始化；
6、s2,在步骤(1)中子阵的划分，将阵面分为n个子阵，每个子阵在fpga程序中独立并行的进行角度解算；
7、s3，在步骤(2)中子阵的分类，将子阵分为接收阵和发射阵，接收和发射串行角度解算变为接收和发射独立并行角度解算；
8、s4，阵面分为n个子阵，每个子阵的通道幅相数据独立的进行整合；
9、s5,在步骤(3)中各子阵完成写幅相数据，实现波束的切换；
10、s6，每个子阵通道的幅相计算，采用流水线设计，最终相位为理论相位加补偿相位。
11、进一步，所述步骤s1中，子阵的接收幅度补偿数据和发射幅相补偿数据初始化到在fpga程序内部独立的ram中。
12、进一步，每个子阵及子阵的接收和发射阵均进行独立解算，解算的方法为c(dx,dy)＝-2π(dx*sinθ*cosφ+dy*sinθ*sinφ)/λ，其中c为波束切换时间缩短值，dx为当前子阵面的横坐标，dy为当前子阵面的纵坐标，θ为入射角度，φ为发射角度，λ为波长系数。
13、进一步，波束切换时间t＝t1+t2/n+t3/n+t4+t5，其中t1为接收到角度信息，到角度信息处理完的时间，包括角度修正时间；t2为阵面通道接收/发射角度解算时间；t3为阵面收发幅相数据整合时间；t4为写幅相码时间；t5为dac芯片建立时间，n为子阵数量。
14、采用上述方案后实现了以下有益效果：将阵面的通道解算方案改为接收和发射并行解算、以及多子阵并行解算，可大大缩减波束切换时间，这会降低产品设计难度，缩短开发周期，降低成本。
15、利用本方法后可以将整体的波束切换时间的缩短，切换时间的缩短意味着加快了整个系统的扫描时间并可以更快扫描搜寻到目标，便于及时做出反应。
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1.基于相控阵天线FPGA波控软件的缩短波束切换时间的方法，其特征在于：包括(1)将阵面划分为N个子阵，每个子阵在FPGA程序中并行独立的进行角度解算；(2)将每个子阵划分为接收阵和发射阵，接收和发射阵在FPGA软件设计中并行独立的进行角度解算；(3)以子阵为单位进行幅相数据整合，并将数据写入子阵通道，实现波束切换。
2.根据权利要求1所述的基于相控阵天线FPGA波控软件的缩短波束切换时间的方法，其特征在于：包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的基于相控阵天线FPGA波控软件的缩短波束切换时间的方法，其特征在于：所述步骤S1中，子阵的接收幅度补偿数据和发射幅相补偿数据初始化到在FPGA程序内部独立的RAM中。
4.根据权利要求3所述的基于相控阵天线FPGA波控软件的缩短波束切换时间的方法，其特征在于：每个子阵及子阵的接收和发射阵均进行独立解算，解算的方法为C(dx,dy)＝-2π(dx*sinθ*cosφ+dy*sinθ*sinφ)/λ，其中C为波束切换时间缩短值，dx为当前子阵面的横坐标，dy为当前子阵面的纵坐标，θ为入射角度，φ为发射角度
5.根据权利要求4所述的基于相控阵天线FPGA波控软件的缩短波束切换时间的方法，其特征在于：波束切换时间T＝T1+T2/N+T3/N+T4+T5，其中T1为接收到角度信息，到角度信息处理完的时间，包括角度修正时间；T2为阵面通道接收/发射角度解算时间；T3为阵面收发幅相数据整合时间；T4为写幅相码时间；T5为DAC芯片建立时间，N为子阵数量。
...【技术特征摘要】
1.基于相控阵天线fpga波控软件的缩短波束切换时间的方法，其特征在于：包括(1)将阵面划分为n个子阵，每个子阵在fpga程序中并行独立的进行角度解算；(2)将每个子阵划分为接收阵和发射阵，接收和发射阵在fpga软件设计中并行独立的进行角度解算；(3)以子阵为单位进行幅相数据整合，并将数据写入子阵通道，实现波束切换。
2.根据权利要求1所述的基于相控阵天线fpga波控软件的缩短波束切换时间的方法，其特征在于：包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的基于相控阵天线fpga波控软件的缩短波束切换时间的方法，其特征在于：所述步骤s1中，子阵的接收幅度补偿数据和发射幅相补偿数据初始化到在fpga程序内部独立的ram中。
4.根据权利要求3所述的基于...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴耀，赵伟，王洪全，韩昂，
申请(专利权)人：成都华兴大地科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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