[发明专利]一种支持远程加载的分布式波束控制装置

权利要求书

1.一种支持远程加载的分布式波束控制装置，其特征在于，包括一雷达控制中心、若干个天线列模块，每个波控分机负责单个天线列模块的T/R组件的相位控制和状态监测，并且所述雷达控制中心通过CAN总线发送指令和数据，远程维护每个分机的程序和数据；所述若干个天线列模块的个数由构成该装置的波控分机数量决定； 

处于战斗模式下，根据控制中心的方位参数，计算列模块上每个T/R组件的波控码，完成对应列模块上T/R组件相位的控制并向控制中心回告BIT监测信息；

处于维护模式下，控制中心通过CAN总线发送数据给对应波控分机，远程维护其数据和程序；

处于测试模式下，控制中心可以单独控制列模块上每个T/R组件的开关状态、移相角度、频点在内状态，方便列模块测试和维修。

2.如权利要求1所述的支持远程加载的分布式波束控制装置，其特征在于：所述波控分机进一步包括CAN总线接口单元、计算单元、配相单元、在线监测单元和在线配置单元，并且：

通过CAN总线接口单元解析控制中心的指令和数据；通过计算单元实现波控码计算和校验；通过配相单元将波控码传送到天线激励装置；通过在线监测单元完成列模块BIT信息采集和统计；通过在线配置单元，实现控制中心对每个波控分机的远程数据和程序维护，其进一步为：

在战斗模式下，计算单元根据的CAN接口单元接收到的方位信息，计算波控码，通过送数单元向对应的天线列模块发送配相数据，使波束指向预定的方位,在系统时序控制下,通过CAN总线向控制中心回告BIT信息，完成阵面T/R组件，温度在内信息的监测；

在维护模式下，通过接收CAN总线发送对应分机的数据，在线配置单元通过SPI总线，将数据写入FPGA的串行配置芯片中,完成数据和程序的远程加载和维护；

在测试模式下，根据控制中心的命令,计算单元产生的波控码可以单独控制每个T/R组件的开关状态，根据需要进行初始相位补偿、随机馈相、频率修正等，方便调试和维修。

3.如权利要求1所述的支持远程加载的分布式波束控制装置，其特征在于：各波控分机通过CAN总线与控制中心互联，上电后各分机通过读取板上的拨码开关数值，来进行初始化配置，保证各分机软硬件一致，响应不同的CAN数据和指令。

4.如权利要求1所述的支持远程加载的分布式波束控制装置，其特征在于：FPGA的配置芯片的空间通过设置合适的地址偏移将FPGA配置芯片划分为配置数据区和通用存储区，通过在NIOS II软核中加入EPCS 控制器核，方便的访问通用存储区中的数据。

5.如权利要求1所述的支持远程加载的分布式波束控制装置，其特征在于：该装置通过进入测试模式状态下，CAN总线接口单元接收控制中心发送到CAN网络上的更新数据，在线配置单元通过SPI总线协议将这些程序和数据更新到FPGA的配置芯片中，以实现程序和数据的远程加载。

6.如权利要求1所述的支持远程加载的分布式波束控制装置，其特征在于：波控分机包括单片机、FPGA和串行配置芯片三部分，单片机选用C8051F04X系列单片机，该系列器件配备了控制器局域网控制器和UART串口，在器件的CAN接口处添加CAN收发器连入CAN网络，串口采集激励模块送来BIT和温度在内的检测信息，FPGA采用Cyclone II系列的EP2C15，通过配置NIOS II软核来完成浮点运算，以实现计算单元功能，外围串行配置芯片采用EPCS16，FPGA配置程序外的剩余空间作为通用数据区，存储运算所需的数据，以通过单片机中在线配置模块来读写。

7.如权利要求1所述的支持远程加载的分布式波束控制装置，其特征在于，在线配置单元通过SPI总线与串行配置器件EPCS16相连，C8051F器件的SPI总线的SCK、MOSI、MISO、NSS分别连接至EPCS器件的DCLK、ADSI、DATA、nCS，在SPI相应的时序下，数据和程序更新信息被写入串行配置器件中完成在线配置，重新加电后，FPGA从串行配置芯片中，加载新的配置文件，计算单元从通用数据区中读取新的计算数据。

8.如权利要求1所述的支持远程加载的分布式波束控制装置，其特征在于，基于NIOS II CPU的片上系统主要包括EPCS控制器核用于通用存储区数据的访问，JTAG UART 核用于系统调试，Onchip Memory用于系统内存，PLL核用于系统时钟，定时器用于定时中断，PIO核用于并行数据的输入输出以及中断控制，计算单元以NIOS II CPU为处理器，根据指令中的工作模式、波束指向、波束宽度和工作频率在内的参数，进行基本波控码计算、相位码修正以及波控码校验和拼合。