[发明专利]一种高精度时间基准的分布式波束控制方法

说明书

本发明涉及一种高精度时间基准的分布式波束控制方法，该系统由一级波控和二级波控构成，通过控制和同步链路完成功能融合和时序同步。一级波控通过控制链路为二级波控分发对应的任务序列，并作为时统服务端，通过同步链路实时的为资源调度和二级波控提供时间基准、中断服务；资源调度按调度间隔编排阵列任务发给一级波控，并为每个任务分配期望发生时间；二级波控依赖时间基准服务建立本地时间轴，当本地时间来到当前任务期望发生时间时，触发该任务，将控制参数、参考波形和同步信息编码在光纤中送给子阵。通过提供统一的高精度时间基准，分布式波控系统实现了多孔径多任务下工作时序的可靠可控，能够满足大型、分布式阵列的控制同步需求。

技术领域

本发明涉及相控阵雷达波束控制领域。

背景技术

随着相控阵雷达技术的不断发展，阵列规模达到数千甚至数万；为了充分利用雷达阵列的时-空-频-能资源，孔径重构已成为多功能雷达实现的基本保障之一。超大阵列规模结合多孔径多任务处理，使得集中式波控在计算能力上不堪重负；而面对如收发分置阵列、分布式雷达等多种形态不断涌现，集中式波控在架构上已无法应对。分布式波控系统的每一个末端均具备相应子阵的独立控制功能，能够满足多种形态雷达的控制需求。

当雷达任务要求同时完成诸如警戒探测、协同通信、被动侦收等多种功能时，通过分布式波控系统需要将阵列重构为独立工作的若干子孔径；当雷达任务要求高角度分辨率或大功率孔径积时，则需要将阵列上各子阵合成完整孔径使用。在孔径重构过程中，分布式波控不仅需要完成多个发射、接收波束形成参数计算和参考波形产生，还需对子阵进行精确复杂的时序控制和子阵间高精度同步。相控阵设备要求保证严格的幅相一致性，任意通道的时序不一致都会影响整体性能，更无须说子阵间的不一致。传统按照任务顺序执行的波控系统适应在统一的时序下工作，但进行孔径重构的过程中极易产生时序的混乱；并且由于顺序执行方式缺乏统一的时间标尺，给时序设计、子阵工作的同步造成了一定困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高精度时间基准的分布式波束控制方法，包括波束控制和时序控制功能。

实现本发明目的的技术解决方案为：所述分布式波束控制包括一级波控和二级波控，通过控制链路和同步链路完成功能的融合。其中一级波控完成与资源调度的定时中断和任务交互，并将资源调度编排的任务通过控制链路分发给各二级波控，同时作为时统服务端通过同步链路实时的为二级波控提供高精度时间基准；二级波控则接收对应子阵的细分任务和时统服务，实时计算子阵的收、发波束形成等参数、编排工作时序、产生基带信号并发送给相应子阵。

一级波控按照调度间隔为资源调度周期性的产生定时中断，定时中断中除了伺服平台信息外，还包括时间信息。资源调度根据当前中断内的时刻，编排下一个调度间隔内阵列各孔径所需完成的任务，并为每个任务标记期望发生时间。一级波控收到资源调度下发的任务执行表后，解析各任务的孔径资源需求，并将任务分发至相应的二级波控；同时一级波控作为时统服务端，实时的为二级波控提供时间信息。二级波控接收分发的细分任务，并计算对应子阵的工作参数、编排工作时序并产生参考波形。二级波控取消了守时机制，完全依赖一级波控提供的时统服务对本地时间进行实时更新，当本地时间等于当前任务的期望发生时间时，触发当前任务，将同步信息、控制参数和参考波形一起编码到光纤内送给子阵执行。

本发明的有益效果在于：各孔径的每个任务均包含期望发生时间，在统一的时间基准下，使工作时序设计参数化,满足多孔径多任务的需求，也提高了时序的可测试性；二级波控，也就是各对应子阵的同步性能取决于时统服务的同步精度，当采用4Gbps速率光纤传递时统信息时，物理链路长度一致的前提下，其同步精度小于500ps，经过同相时钟的锁存能够满足子阵的同步需求。

下面结合附图对本发明做进一步详细描述。

附图说明

附图1是系统实现框图。

附图2是滑窗法原理图。

附图3是任务映射图。