一种软时统移相器阵列协同控制方法技术

本发明专利技术公开了一种软时统移相器阵列协同控制方法，所述方法如下：由n路移相器组成移相器阵列，移相器阵列通过通信链路与软时统移相器阵列协同控制器连接，软时统作为移相器阵列协同控制器的一个模块。运动周期Tm与运动周期Tm‑1之间存在准备阶段tm。软时统移相器阵列协同控制器在准备阶段tm中采集数据并计算得到每一路移相器的对应的运动速度和目标位置，并将该数据发送至对应的移相器，但是移相器暂不动作，直到软时统移相器阵列系统控制器广播发送执行命令后同时运动。本发明专利技术提供了一种软时统移相器阵列协同控制方法，用软时统代替硬件时统装置的，增强了相控阵列天线系统的可靠性，降低了相控阵列天线系统的硬件成本。

【技术实现步骤摘要】
一种软时统移相器阵列协同控制方法
本专利技术涉及相控阵列天线移相器阵列协同运动控制方法，尤其涉及一种软时统移相器阵列协同控制方法。
技术介绍
目前，移相器协同控制模块是用来控制相控阵天线移相器阵列协同运动的装置。移相器是相控阵天线中用来改变天线波束指向的器件，一般相控阵天线中的移相器都是一定数量组成阵列，移相器阵列中的移相器在移相器协同控制器的控制下按照事先规定的程序运动，从而实现天线波束扫描。扫描过程中，所有移相器需协同工作，在同一时刻出发，且经过不同的路程，在同一时刻到达指定的位置。目前的移相控制技术中，硬件时统装置是移相器阵列协同控制器中不可缺少的独立模块。没有硬件时统装置，移相器阵列将无法协同运动，从而导致相控阵天线无法完成电扫工作。硬件时统装置分为独立装置和集成装置。独立的时统装置不仅增加了硬件成本，并且除了移相器阵列协同控制器与移相器阵列之间的通信之外，还需要增加时统装置与移相器阵列中每一路移相器之间的时统信号线，通常移相器阵列中移相器的数量是很多的，这样增加的时统信号线将使得整个移相阵列协同控制器与移相器阵列之间的信号连接变得复杂，降低了相控阵天线控制系统的可靠性。集成装置也存在信号连接复杂、系统可靠性降低的问题，同时，集成式时统装置多存在于嵌入式系统中，要使用嵌入式系统开发显控软件对于习惯使用windows操作系统的程序员来说比较困难，要解决这一问题，通常采用上位机-控制器的工作模式，即采用运行windows操作系统的计算机作为上位机运行显控软件，采用具有嵌入式系统的控制器作为执行机构，而这同样增加了硬件成本，也带来了可靠性问题。因此，硬时统装置无法解决成本高、信号连接复杂、可靠性降低的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种软时统移相器阵列协同控制方法，用软时统代替硬件时统装置，增强了相控阵列天线系统的可靠性，降低了相控阵列天线系统的硬件成本。本专利技术采用的技术方案为：一种软时统移相器阵列协同控制方法，包括以下步骤：1)、由n路移相器M1、M2…Mi…Mn组成移相器阵列，移相器阵列通过通信链路与软时统移相器阵列协同控制器连接，软时统移相器阵列协同控制器位于运行windows操作系统的计算机上，将要求的波束扫描速度Sa和波束扫描范围Amin～Amax导入软时统移相器阵列协同控制器中；2)、移相器阵列中的移相器Mi做间歇性直线运动，设定从一次直线运动开始到此次直线运动运动终止为运动周期Tm，m的取值为1、2、3…j，运动周期Tm的时长均为T，设定运动周期Tm与运动周期Tm-1之间的静止阶段为准备阶段tm；设定运动周期Tm结束时刻的波束目标指向角度为Am，当m＝1时，A1＝Amin；m＝2时，A2＝A1+Sa·T；依次类推，当m＝j时，Aj＝Aj-1+Sa·T；设定在所有运动周期内，每一路移相器M1、M2…Mi…Mn的初始位置为P1c、P2c…Pic…Pnc，每一路移相器M1、M2…Mi…Mn的运动速度为S1、S2…Si…Sn；3)、在准备阶段tm中，软时统移相器阵列协同控制器读取每一路移相器M1、M2…Mi…Mn的初始位置P1c、P2c…Pic…Pnc，根据公式Am＝Am-1+Sa·T计算运动周期Tm结束时刻的波束目标指向角度Am，根据移相器阵列中移相器Mi的位置解算公式，依次计算在运动周期Tm结束时刻每一路移相器M1、M2…Mi…Mn需要到达的目标位置P1n、P2n…Pin…Pnn，根据公式Si＝(Pin-Pic)/T，依次计算出运动周期Tm内每一路移相器M1、M2…Mi…Mn的运动速度S1、S2…Si…Sn；4)、软时统移相器阵列协同控制器依次向移相器阵列发送包含移相器Mi在运动周期Tm内的运动速度Si和目标位置Pin的中间包，移相器阵列将中间包发送至对应移相器Mi，移相器Mi收到中间包后暂不执行；5)、待每一路移相器M1、M2…Mi…Mn均收到中间包后，软时统移相器阵列协同控制器广播发送执行命令CM，每一路移相器M1、M2…Mi…Mn同时收到执行命令CM，移相器Mi立即以接收到的中间包中给定的速度Si向中间包中给定的目标位置Pin运动；6)、软时统移相器阵列协同控制器移相控制器定时等待时长T，每一路移相器M1、M2…Mi…Mn均到达运动周期Tm结束时刻的对应的目标位置P1n、P2n…Pin…Pnn；7)、重复步骤3、4、5、6，直至波束目标指向角度达到Amax，扫描完成。软时统移相器阵列协同控制器和移相器之间采用CAN通信或RS422串口通信。运动周期Tm的时长T为5ms～20ms之间的值。本专利技术用软时统代替硬件时统装置，软时统设置于移相器阵列协同控制器之中，通过移相器阵列协同控制器和移相器之间的通信链路，广播发送执行命令使移相器阵列中的所有移相器在同一时刻开始运动，从而取消了硬件时统装置与移相器之间的时统信号线，简化了信号连接，增加了相控阵列天线系统的可靠性，降低了相控阵列天线系统的硬件成本。附图说明图1为本专利技术的软时统移相器阵列协同控制器与移相器阵列信号连接示意图。具体实施方式如图1所示，本专利技术包括一种软时统移相器阵列协同控制方法，包括以下步骤：1)由n路移相器4M1、M2…Mi…Mn组成移相器阵列3，移相器阵列3通过通信链路2与软时统移相器阵列协同控制器1连接，软时统移相器阵列协同控制器1位于运行windows操作系统的计算机上，将要求的波束扫描速度Sa和波束扫描范围Amin～Amax导入软时统移相器阵列协同控制器1中。用软时统代替硬件时统装置，软时统设置于移相器阵列协同控制器之中，取消了硬件时统装置与移相器4之间的时统信号线，简化了信号连接，增加了相控阵列天线系统的可靠性，降低了相控阵列天线系统的硬件成本。2)移相器阵列3中的移相器4Mi做间歇性直线运动，设定从一次直线运动开始到此次直线运动运动终止为运动周期Tm，m的取值为1、2、3…j，运动周期Tm的时长均为T，设定运动周期Tm与运动周期Tm-1之间的静止阶段为准备阶段tm。在现有技术中，采用硬件时统装置的移相器阵列协同控制器也需要确定运动周期Tm的时长T的，因此，确定运动周期的时长T是很成熟的技术，在本专利技术中，运动周期Tm的时长T的确定方法和采用硬件时统装置的移相器阵列3系统控制器中采用的方法相同。通常相控阵天线的波束扫描速度都在360°/s以内，要求的波束指向精度都在0.1°量级，根据工程经验，运动周期Tm的时长T通常选择5ms～20ms之间的值即可。设定运动周期Tm结束时刻的波束目标指向角度为Am，当m＝1时，A1＝Amin；m＝2时，A2＝A1+Sa·T，依次类推，当m＝j时，Aj＝Aj-1+Sa·T；设定在所有运动周期内，每一路移相器4M1、M2…Mi…Mn的初始位置为P1c、P2c…Pic…Pnc，每一路移相器4M1、M2…Mi…Mn的运动速度为S1、S2…Si…Sn；3)在准备阶段tm中，软时统移相器阵列协同控制器1读取每一路移相器4M1、M2…Mi…Mn的初始位置P1c、P2c…Pic…Pnc，根据公式Am＝Am-1+Sa·T计算运动周期Tm结束时刻的波束目标指向角度Am，根据移相器阵列3中移相器4Mi的位置解算公式，依次计算在运动周期Tm结束时刻每一路移相器4M1、M2…Mi…Mn需要到达的目标本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种软时统移相器阵列协同控制方法，其特征在于：包括以下步骤：1）、由n路移相器M1、M2…Mi…Mn组成移相器阵列，移相器阵列通过通信链路与软时统移相器阵列协同控制器连接，软时统移相器阵列协同控制器位于运行windows操作系统的计算机上，将要求的波束扫描速度Sa和波束扫描范围Amin～Amax导入软时统移相器阵列协同控制器中； 2）、移相器阵列中的移相器Mi做间歇性直线运动，设定从一次直线运动开始到此次直线运动运动终止为运动周期Tm，m的取值为1、2、3…j，运动周期Tm的时长均为T，设定运动周期Tm与运动周期Tm‑1之间的静止阶段为准备阶段tm；设定运动周期Tm结束时刻的波束目标指向角度为Am，当m=1时， A1=Amin；m=2时， A2=A1+Sa·T；依次类推，当m=j时，Aj=Aj‑1+Sa·T；设定在所有运动周期内，每一路移相器M1、M2…Mi…Mn的初始位置为P1c、P2c…Pic…Pnc，每一路移相器M1、M2…Mi…Mn的运动速度为S1、S2…Si…Sn；3）、在准备阶段tm中，软时统移相器阵列协同控制器读取每一路移相器M1、M2…Mi…Mn的初始位置P1c、P2c…Pic…Pnc，根据公式Am=Am‑1+Sa·T计算运动周期Tm结束时刻的波束目标指向角度Am，根据移相器阵列中移相器Mi的位置解算公式，依次计算在运动周期Tm结束时刻每一路移相器M1、M2…Mi…Mn需要到达的目标位置P1n、P2n…Pin…Pnn，根据公式Si=(Pin‑Pic)/T，依次计算出运动周期Tm内每一路移相器M1、M2…Mi…Mn的运动速度S1、S2…Si…Sn；4）、软时统移相器阵列协同控制器依次向移相器阵列发送包含移相器Mi在运动周期Tm内的运动速度Si和目标位置Pin的中间包，移相器阵列将中间包发送至对应移相器Mi，移相器Mi收到中间包后暂不执行；5）、待每一路移相器M1、M2…Mi…Mn均收到中间包后，软时统移相器阵列协同控制器广播发送执行命令CM，每一路移相器M1、M2…Mi…Mn同时收到执行命令CM，移相器Mi立即以接收到的中间包中给定的速度Si向中间包中给定的目标位置Pin运动；6）、软时统移相器阵列协同控制器移相控制器定时等待时长T，每一路移相器M1、M2…Mi…Mn均到达运动周期Tm结束时刻的对应的目标位置P1n、P2n…Pin…Pnn；7）、重复步骤3、4、5、6，直至波束目标指向角度达到Amax，扫描完成。...

【技术特征摘要】
1.一种软时统移相器阵列协同控制方法，其特征在于：包括以下步骤：1）、由n路移相器M1、M2…Mi…Mn组成移相器阵列，移相器阵列通过通信链路与软时统移相器阵列协同控制器连接，软时统移相器阵列协同控制器位于运行windows操作系统的计算机上，将要求的波束扫描速度Sa和波束扫描范围Amin～Amax导入软时统移相器阵列协同控制器中；2）、移相器阵列中的移相器Mi做间歇性直线运动，设定从一次直线运动开始到此次直线运动运动终止为运动周期Tm，m的取值为1、2、3…j，运动周期Tm的时长均为T，设定运动周期Tm与运动周期Tm-1之间的静止阶段为准备阶段tm；设定运动周期Tm结束时刻的波束目标指向角度为Am，当m=1时，A1=Amin；m=2时，A2=A1+Sa·T；依次类推，当m=j时，Aj=Aj-1+Sa·T；设定在所有运动周期内，每一路移相器M1、M2…Mi…Mn的初始位置为P1c、P2c…Pic…Pnc，每一路移相器M1、M2…Mi…Mn的运动速度为S1、S2…Si…Sn；3）、在准备阶段tm中，软时统移相器阵列协同控制器读取每一路移相器M1、M2…Mi…Mn的初始位置P1c、P2c…Pic…Pnc，根据公式Am=Am-1+Sa·T计算运动周期Tm结束时刻的波束目标指向角度Am，根据移相器阵列中移相器Mi的位置解算公式，依次计算在运动周期...

【专利技术属性】
技术研发人员：田伟强，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十七研究所，
类型：发明
国别省市：河南,41