一种基于光纤链路的波束控制系统的制作方法

文档序号:26042310发布日期:2021-07-27 13:53阅读:120来源:国知局

本实用新型涉及一种波束控制系统,尤其涉及一种基于光纤链路的波束控制系统。



背景技术:

相控阵雷达越来越多地应用于现有军事设备中,其中波束控制系统通过控制系统中移相器实现控制天线完成定点扫描,具有扫描精度高、速度快等优点。

随着天线阵面单元数量增多,目前的一般波束控制系统,普遍具有体积大、响应时间慢、传输速度慢的缺点。



技术实现要素:

本实用新型的目的是提供一种新型、小型化、速度快、可升级的基于光纤链路的波束控制系统。

本实用新型为实现上述实用新型目的采用如下技术方案:

本实用新型提供了一种基于光纤链路的波束控制系统,包括主控计算机、一级波控单元、二级波控单元;

所述主控计算机实现对波控码的计算,通过vpx高速背板将计算后的波控码传输至所述一级波控单元;

所述一级波控单元实现对接收到的波控码信息进行分组与编码,将分组与编码后的波控码信息及系统同步信息通过光纤传输至所述二级波控单元;

所述二级波控单元对接收到的信息进行解码,并根据系统同步信息,实现对末级功放单元中的移相器和衰减器的控制,以实现对天线波束指向的控制。

进一步地,所述主控计算机和一级波控单元位于vpx机箱中,所述二级波控单元位于发射阵面上并紧邻功放组件。

进一步地,所述二级波控单元通过光纤接收所述一级波控单元传输的波控码信息及系统同步信息,经本地解码后,输出相应移相码和衰减码至三级波控单元,同时所述二级波控单元收集发射阵面各个设备工作参数,并通过光纤传输至所述一级波控单元。

进一步地,所述一级波控单元监测和收集波束控制系统中的故障信息,并传输至主控计算机,进行故障监测。

进一步地,所述一级波控单元接收主控计算机传输的工作参数,在fpga中根据通信协议完成数据整理,生成数据信息和系统时序触发信号,通过光纤发送至所述二级波控单元。

进一步地,所述基于光纤链路的波束控制系统还包括三级波控单元,所述三级波控单元通过光纤接收所述二级波控单元传输的工作参数,在板载fpga中实现数据解码和分配,按固定格式对末级功放单元进行数据准备。

进一步地,所述三级波控单元在数据准备完成后等待所述二级波控传来的系统时序触发信号,并根据系统时序触发信号产生开关控制信号,将波控数据传输至末级功放单元。

进一步地,所述光纤选用石英玻璃光纤。

本实用新型的有益效果在于:

提供一种新型、小型化、速度快、可升级的基于光纤链路的波束控制系统。

附图说明

图1为根据本实用新型实施例提供的基于光纤链路的波束控制系统的原理框图。

具体实施方式

本发明提供的一种基于光纤链路的波束控制系统,基于发射阵系统指标和系统响应时间考虑,采用分布式控制、光纤传输设计方案。主要设备包括:主控计算机、一级波控单元、二级波控单元,功能框架如图1所示。

波控系统的功能,根据系统对天线波束指向要求,快速计算出天线阵面上每一个移相器所需移相码,并在规定时间内将计算所得移相码传送至天线阵面上对应移相器。同时根据整机时序产生移相器工作所需的时序触发信号,根据该时序触发信号将移相码送入对应移相器,完成移相器置相,控制每一个移相器的相位状态转换,从而改变天线波束指向。

在本系统中,主控计算机和一级波控单元位于标准vpx机箱中,二级波控单元位于发射阵面上,紧邻功放组件。

主控计算机实现对波控码的计算,并通过vpx高速背板将计算后的波控码传输至一级波控单元;一级波控单元实现对接收到的波控码信息进行分组与编码,将分组与编码后的波控码信息及系统同步信息通过光纤传输至二级波控单元。

二级波控单元对接收到的信息进行解码,并根据系统同步信息,实现对末级功放单元中的移相器和衰减器的控制,从而实现对天线波束指向的控制。

基于系统中传输数据量大,光纤传输的工作带宽很宽的特点,系统中使用石英玻璃光纤,该光纤在1310nm工作波长上的衰减为0.35db/km,在1550nm工作波长上的衰减为0.2db/km,因此可有效避免信号衰减。

石英玻璃光纤为非金属材料组成的光波导,具有良好的抗电磁干扰能力,能有效避免发射阵中高功率发射机、大功率馈线网络等复杂电磁环境对波束控制造成的重大影响,保证系统有效、稳定的工作,提高系统可靠性;另外,石英玻璃光纤具有极好的机械性能、化学稳定性及热稳定性、体积小、重量轻、携带更方便,在系统使用中具有明显的优势。

系统工作中,主控计算机主要实现接收控制参数,通过光纤将控制参数传输至一级波控单元。

一级波控单元主要实现接收主控计算机传输的系统工作方式、工作频率等工作参数,在fpga中根据通信协议完成数据整理,生成数据信息和系统时序触发信号,经光纤接口发送至阵面上二级波控单元。此外,一级波控单元还需要监测和收集整个波控系统中的故障信息,传输至主控计算机,完成故障监测。

二级波控单元通过光纤接收一级波控单元传输的波控码参数和系统同步信息,经本地解码后,输出相应移相码和衰减码至三级波控单元,同时收集阵面各设备工作参数,并通过光纤上报至一级波控。

根据图1可知,三级波控单元在整个波控系统中的最末级控制设备,其通过光纤接收二级波控传输的波控码和工作方式等工作参数,在板载fpga中实现数据解码和分配,按固定格式对后续末级功放单元进行数据准备;在数据准备完成后等待二级波控传来的系统时序触发信号,此时根据整机时序触发信号产生开关控制信号,将最终的波控数据传输至末级功放单元。

以上对本实用新型的较佳实施进行了具体说明,当然,本实用新型还可以采用与上述实施方式不同的形式,熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下所作的等同的变换或相应的改动,都应该属于本实用新型的保护范围内。



技术特征:

1.一种基于光纤链路的波束控制系统,其特征在于,包括主控计算机、一级波控单元、二级波控单元;

所述主控计算机实现对波控码的计算,通过vpx高速背板将计算后的波控码传输至所述一级波控单元;

所述一级波控单元实现对接收到的波控码信息进行分组与编码,将分组与编码后的波控码信息及系统同步信息通过光纤传输至所述二级波控单元;

所述二级波控单元对接收到的信息进行解码,并根据系统同步信息,实现对末级功放单元中的移相器和衰减器的控制,以实现对天线波束指向的控制。

2.根据权利要求1所述的一种基于光纤链路的波束控制系统,其特征在于,所述主控计算机和一级波控单元位于vpx机箱中,所述二级波控单元位于发射阵面上并紧邻功放组件。

3.根据权利要求2所述的一种基于光纤链路的波束控制系统,其特征在于,所述二级波控单元通过光纤接收所述一级波控单元传输的波控码信息及系统同步信息,经本地解码后,输出相应移相码和衰减码至三级波控单元,同时所述二级波控单元收集发射阵面上各个设备工作参数,并通过光纤传输至所述一级波控单元。

4.根据权利要求1所述的一种基于光纤链路的波束控制系统,其特征在于,所述一级波控单元监测和收集波束控制系统中的故障信息,并传输至主控计算机,进行故障监测。

5.根据权利要求1所述的一种基于光纤链路的波束控制系统,其特征在于,所述一级波控单元接收主控计算机传输的工作参数,在fpga中根据通信协议完成数据整理,生成数据信息和系统时序触发信号,通过光纤发送至所述二级波控单元。

6.根据权利要求5所述的一种基于光纤链路的波束控制系统,其特征在于,所述基于光纤链路的波束控制系统还包括三级波控单元,所述三级波控单元通过光纤接收所述二级波控单元传输的工作参数,在板载fpga中实现数据解码和分配,按固定格式对末级功放单元进行数据准备。

7.根据权利要求6所述的一种基于光纤链路的波束控制系统,其特征在于,所述三级波控单元在数据准备完成后等待所述二级波控传来的系统时序触发信号,并根据系统时序触发信号产生开关控制信号,将波控数据传输至末级功放单元。

8.根据权利要求1至7任一项所述的一种基于光纤链路的波束控制系统,其特征在于,所述光纤选用石英玻璃光纤。


技术总结
本实用新型公开了一种基于光纤链路的波束控制系统,包括主控计算机、一级波控单元、二级波控单元;所述主控计算机实现对波控码的计算,通过VPX高速背板将计算后的波控码传输至所述一级波控单元;所述一级波控单元实现对接收到的波控码信息进行分组与编码,将分组与编码后的波控码信息及系统同步信息通过光纤传输至所述二级波控单元;所述二级波控单元对接收到的信息进行解码,并根据系统同步信息,实现对末级功放单元中的移相器和衰减器的控制,以实现对天线波束指向的控制。本实用新型的有益效果在于提供一种新型、小型化、速度快、可升级的基于光纤链路的波束控制系统。

技术研发人员:王伟;李卞俊;钱钢
受保护的技术使用者:南京长峰航天电子科技有限公司
技术研发日:2020.12.09
技术公布日:2021.07.27
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