[发明专利]合成孔径雷达控制接口网络

说明书

技术领域

本发明涉及合成孔径雷达控制数据的传输与处理技术领域，尤其涉及一种新型的合成孔径雷达控制接口网络。

背景技术

合成孔径雷达在材料和制造工艺等技术快速发展的推动下得到了长足的发展，雷达的新体制和新技术不断涌现。与此同时，雷达控制接口也经历了从粗放到集约的发展历程。最初，雷达各个分机之间的接口是各种接口、不同电平共存的状况。经过十多年的发展，因RS422具有简单、可靠、能组网等优点，得到广泛应用，成为主流接口。

合成孔径雷达技术的发展对控制接口提出了更高的要求：除了完成传统意义上的控制任务外，还要求能够实时加载处理器的程序，下载基带信号源的波形数据，下载有源相控阵天线的波控数据，提取某些分机内部的中间数据等。这些要求涉及大数据量的传输。由于RS422传输数据率低，导致采用RS422执行上述之一的任务需要花费三分钟以上的时间，降低了工作效率；如果不使用RS422，而是使用单独的数据下载接口，那么需要增加额外的硬件开销。另外，在实际中发现，RS422组网时，当节点数目和节点距离发生变化时，需要调整各个节点的阻抗匹配，否则会发生控制出错的问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于上述技术问题，本发明提供了一种新型的合成孔径雷达控制接口网络，以满足多节点远距离的互连、各节点不同速度匹配和组网方便的现实需求。

(二)技术方案

本发明合成孔径雷达控制接口网络包括：多个控制接口节点以及将这些控制接口节点连接为环形拓扑网络的传输介质；控制接口节点包括：采用网络接口芯片作为输入输出接口的一个主节点和若干个从节点，其中：主节点用于发起和终止控制信息数据包，该控制信息数据包在环形拓扑网络的各个控制接口节点中依次传输，包括对应每一从节点的信息区段，该信息区段包括对该从节点进行控制的控制指令；从节点用于接收控制信息数据包，从该控制信息数据包对应该从节点的信息区段中解析出与该从节点相对应的控制指令，将该控制信息数据包传输给下一控制接口节点。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明合成孔径雷达控制接口网络具有以下有益效果：

(1)速度快，效率高；

由于采用网络接口芯片作为输入输出接口，所以其通信速率非常高：可以达到1Gbps。扣除一些编码开销，实测数据传输速率可以达到100MB/s。这样对于处理器程序加载、基带信号源波形实时更新、波控模块的数据更新等大数据量的工作在几秒钟以内就能够完全，大大提高了效率；

(2)可靠性高；

本发明采用正反两个完全独立的环形拓扑网络实现一个控制任务的技术方案，在设计上就存在冗余，两个网络互为备份。如果其中一个环路出现故障，另一个环路能够保证控制的顺利进行。其次，既使两个环路都出现故障，主控的命令也能够通过两个环路将控制传递到出故障的那个从节点。所以这种控制网络的可靠性是非常高的。

(3)组网方便；

RS422在组网的时候，需要将每一个从节点都与主节点相连，所以拓扑结构一定要合理，但是不论采用何种拓扑结构，实际中发现：向RS422网络中增加一个节点的时候，除了硬件上需要较大的改动外，还需要调整新加入节点的匹配阻抗，以保证新节点的加入不影响其他节点通信的正确性。这样就增加了调试的工作量。

与此比较，本发明提供的合成孔径雷达控制接口网络每一个从节点只与两个相邻的节点直接互连。在网络中新增节点无需更改系统硬件，只需在网络中任何位置断开一个节点，然后插入一个新节点即可。这种添加新节点的方式除了与之相邻的节点外，不对网络中的其他节点产生影响。新节点与邻接的节点为点对点连接，所以基本上不需要调试就可以使用。

(4)可维修性增强；

因为接口网络传输的控制信息数据包包括每一个节点的控制命令和状态信息，另外向网络中插入一个节点非常方便，所以当网络中某个节点出现故障的时候，可以向网络中插入一个新节点，从中提取所有节点的控制命令和状态参数，对其进行分析就可以很快判断出哪个节点出现故障；另外通过数据分析还可以判断出正向环形拓扑网络还是反向环形拓扑网络出故障。非常适合现场排故。

附图说明

图1为根据本发明实施例合成孔径雷达控制接口网络的拓扑结构示意图；

图2为图1所示合成孔径雷达控制接口网络中控制接口节点的组成框图；

图3为图2所示控制接口节点工作流程框图；

图4为图1所示合成孔径雷达控制接口网络中控制信息数据包的格式。