一种参数化相控阵天线波控系统软件生成方法技术方案

本发明专利技术公开了一种参数化相控阵天线波控系统软件生成方法，包括：将天线信息进行数据化；将数据化后的天线信息根据预设条件分为配置参数和项目数据；在FPGA程序的最顶层模块设置所述配置参数；将配置参数输入对应的模块；将项目数据存在Flash中，并在系统上电后将项目数据初始化到FPGA的RAM中供波束解算调用。本发明专利技术通过对波控软件相应的模块进行参数化和固定化，在第一次将这些模块进行仿真和调试完毕后，后续只需要保证模块输入参数正确，就不需要再对该模块进行仿真和调试，大大的节约了项目开发的时间周期，提高了项目设计的效率和准确性，保证项目的进度。保证项目的进度。保证项目的进度。

【技术实现步骤摘要】
一种参数化相控阵天线波控系统软件生成方法


[0001]本专利技术涉及相控阵天线波控软件
，特别是涉及一种参数化相控阵天线波控系统软件生成方法。

技术介绍

[0002]根据雷达系统的要求，一般对波控软件系统有严格的时序要求，因此，现在的波控软件系统都是用FPGA来实现。相控阵天线一般都属于定制项目，每个项目都有很大的差异，差异主要是通道数、通道的分布和其它数据等对应关系。因此，每次都需要进行波控软件系统的大量代码编写和调试，但是FPGA的代码编写和调试速度又特别慢，对于一般不复杂的波控系统FPGA程序，编写和调试需要三个月时间，这样往往不能够满足项目进度要求，同时，也造成很大的人力资源浪费。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服现有技术的一项或多项不足，提供一种参数化相控阵天线波控系统软件生成方法。
[0004]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种参数化相控阵天线波控系统软件生成方法，包括：将天线信息进行数据化；将数据化后的天线信息根据预设条件分为配置参数和项目数据；在FPGA程序的最顶层模块设置所述配置参数；将配置参数输入对应的模块；将项目数据存在Flash中，并在系统上电后将项目数据初始化到FPGA的RAM中供波束解算调用。
[0005]优选的，参数化相控阵天线波控系统软件生成方法还包括：生成波束解算模块，所述波束解算模块用于从FPGA的RAM中调用项目数据，对项目数据进行波束解算得到幅相数据，并将幅相数据写入到相控阵天线每个通道对应的数字移相器中。<br/>[0006]优选的，所述波束解算包括：理论相位计算：从FPGA的RAM中调用三角函数数据、频率对应关系数据和通道坐标数据，并根据三角函数数据、频率对应关系数据和通道坐标数据计算理论相位；补偿相位计算：从FPGA的RAM中调用幅相补偿数据，并根据所述幅相补偿数据计算补偿相位；实际相位计算：将所述理论相位和补偿相位相加得到实际相位；相位索引计算：将实际相位转换为0～360
°
之间，然后通过查表得到对应的相位索引；幅相数据计算：根据所述幅相补偿数据和相位索引计算幅相数据；
并行写幅相：将所述幅相数据写入到相控阵天线每个通道对应的数字移相器中。
[0007]优选的，所述理论相位的计算公式为：优选的，所述理论相位的计算公式为：优选的，所述理论相位的计算公式为：式中，C(dx,dy)为通道相位；θ为离轴角、φ为旋转角；λ为波长；dx和dy为通道坐标；Round()表示对值进行四舍五入取整；dx
m
和dy
m
表示坐标以米为单位；f表示相控阵天线的工作频率，以MHz为单位。
[0008]优选的，参数化相控阵天线波控系统软件生成方法还包括：
生成温度检测模块，所述温度检测模块用于实时检测相控阵天线各模块的温度，并在检测到的温度超过设置的门限时将接收加电和发射加电都关断。
[0009]优选的，参数化相控阵天线波控系统软件生成方法还包括：生成发射保护模块，所述发射保护模块，用于对从信号处理机接收的收发控制信号进行判断，若收发控制信号的高电平时间和/或占空比超过设置的门限时，则相控阵天线不响应。
[0010]本专利技术的有益效果是：本专利技术根据相控阵天线波控系统的控制原理，对波控软件相应的模块进行参数化和固定化，在第一次将这些模块进行仿真和调试完毕后，后续只需要保证模块输入参数正确，就不需要再对该模块进行仿真和调试，这样大大的节约了项目开发的时间周期，提高了项目设计的效率和准确性，保证项目的进度。
附图说明
[0011]图1为参数化相控阵天线波控系统软件生成方法的一种流程图；图2为控阵天线的坐标系定义的一种示意图；图3为波束解算的一种流程图。
具体实施方式
[0012]下面将结合实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0013]参阅图1
‑
3，本实施例提供了一种参数化相控阵天线波控系统软件生成方法：如图1所示，一种参数化相控阵天线波控系统软件生成方法，包括：S1.将天线信息进行数据化。
[0014]一般的，相控阵天线一般包含波束控制（波束解算）、收发加电控制、温度检测和发射保护等功能模块，将这些功能模块需要用到的信息（即本实施例所述的天线信息）进行抽象成数据，这些数据包含通道数、频率、相位索引、幅度索引、加权方式、坐标信息、频率对应关系、三角函数、校准数据、软件版本、硬件版本、发射保护和温度保护。
[0015]S2.将数据化后的天线信息根据预设条件分为配置参数和项目数据。
[0016]一般的，所述S2具体为，将数据化后的天线信息按照数据的修改程序和数据量分为配置参数和项目数据。
[0017]具体的，将数据量小、一般修改完后不再进行修改、并且该参数会被很多模块同时使用的数据划分为配置参数，如表1所示。
[0018]将数据量较大、且会发生变化的数据划分为项目数据，项目数据包括通道坐标、相位索引和福相补偿等数据，如表2所示。
[0019]S3.在FPGA程序的最顶层模块设置所述配置参数。
[0020]S4.将配置参数输入对应的模块。
[0021]部分配置参数对应的模块如表3所示。
[0022]本实施例中，将除最顶层模块外的其他FPGA代码模块都参数化和固定化，这些参数都从最顶层模块输入，并且各个模块预留足够的空间，保证包含所有的项目，当新的项目输入时，对现有的功能只需修改配置参数和项目数据即可，这样就减少了编写代码和调试的工作量，保证了项目进度。
[0023]S5.将项目数据存在Flash中，并在系统上电后将项目数据初始化到FPGA的RAM中供波束解算调用。
[0024]一般的，考虑到数据位宽，采用32位位宽的Flash。
[0025]本实施例中，在系统上电时，将三角函数、频率对应关系、通道坐标、幅相补偿数据、相位索引初始化到FPGA的RAM中，然后在进行波束解算时，直接从RAM中提取相关的数据，进行解算，并解算的结果进行量化，最后将量化后的数据写入到数字移相器中。波束解算时整个波控系统软件中最为核心的部分，也是调试工作量最大的部分，通过对其进行参数化和数据化，第一次将程序调试好后，后续只需要更新参数和数据即可，从而提高了设计的效率和质量。
[0026]在一些实施例中，参数化相控阵天线波控系统软件生成方法还包括：生成波束解算模块。所述波束解算模块用于从FPGA的RAM中调用项目数据，对项目数据进行波束解算得到幅相数据，并将幅相数据写入到相控阵天线每个通道对应的数字移相器中。
[0027]在一些实施例中，如图2所示，所述波束解算包括：理论相位计算：从FPGA的RAM中调用三角函数数据、频率对应关系数据和通道坐标
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种参数化相控阵天线波控系统软件生成方法，其特征在于，包括：将天线信息进行数据化；将数据化后的天线信息根据预设条件分为配置参数和项目数据；在FPGA程序的最顶层模块设置所述配置参数；将配置参数输入对应的模块；将项目数据存在Flash中，并在系统上电后将项目数据初始化到FPGA的RAM中供波束解算调用。2.根据权利要求1所述的一种参数化相控阵天线波控系统软件生成方法，其特征在于，参数化相控阵天线波控系统软件生成方法还包括：生成波束解算模块，所述波束解算模块用于从FPGA的RAM中调用项目数据，对项目数据进行波束解算得到幅相数据，并将幅相数据写入到相控阵天线每个通道对应的数字移相器中。3.根据权利要求1所述的一种参数化相控阵天线波控系统软件生成方法，其特征在于，所述波束解算包括：理论相位计算：从FPGA的RAM中调用三角函数数据、频率对应关系数据和通道坐标数据，并根据三角函数数据、频率对应关系数据和通道坐标数据计算理论相位；补偿相位计算：从FPGA的RAM中调用幅相补偿数据，并根据所述幅相补偿数据计算补偿相位；实际相位计算：将所述理论相位和补偿相位相加得到实际相位；相位索引计算：将实际相位转换为0～360
°
之间，然后通过查表得到...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑建华，林野，曹磊，
申请(专利权)人：成都锐芯盛通电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：