一種星載gnss-r多波束相控陣天線波束控制單元的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及天線技術領域，特別涉及一種星載GNSS-R多波束相控陣天線波束控制單元。
[0002]
【背景技術】
[0003]微波遙感技術是利用導航衛(wèi)星L波段信號為發(fā)射源，以岸基、航空、星載或其他平臺，通過GNSS-R微波遙感裝置接收并處理海洋、陸地或目標反射信號，實現(xiàn)特征要素提取或目標探測的技術。如今，GNSS-R技術是一項嶄新的海洋遙感技術，是國內外遙感和導航技術領域研宄熱點之一，利用GNSS導航衛(wèi)星的反射信號對海洋、陸地進行遙感，主要應用于包括海洋風場、有效波高、海水鹽度探測、海面高度測量、海嘯檢測與預警研宄，陸地土壤濕度探測，目標探測與定位等方面。
[0004]雖然GNSS-R微波遙感技術采用相控陣天線方式覆蓋范圍大，優(yōu)勢明顯，采用雙面多波束相控陣天線，對地/對天相控陣天線的多個波束既可分時工作也可同時工作，目前還沒有類似發(fā)明與報道。實現(xiàn)對地/對天相控陣天線的有效控制是需要突破的技術難點之
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【發(fā)明內容】
[0005]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術存在的上述不足，提供了一種星載GNSS-R多波束相控陣天線波束控制單元，本發(fā)明通過以下技術方案實現(xiàn):
一種星載GNSS-R多波束相控陣天線波束控制單元，包括第一波束控制器和第二波束控制器，分別用以對天多波束相控陣天線和對地多波束相控陣天線的波控碼的計算與波束控制；
第一波束控制器和第二波束控制器分別包括:
FPGA配相模塊，利用FPGA的時序設計，接收來自一上級指令單元的波控指令；
DSP信息處理模塊，連接FPGA配相模塊，根據(jù)波控指令計算波控碼，同時進行波控碼的各種補償、拼合以及校驗碼的計算，并將處理結果返回給FPGA配相模塊，對計算得到的波控碼進行行向分配；
配相接口電路模塊，連接FPGA配相模塊以及若干激勵器，將經過行向分配的波控碼傳輸至對應的激勵器，從而控制對應的相控陣天線單元。
[0006]較佳的，還包括一陣面監(jiān)測模塊，實時采集相控陣天線單元的狀態(tài)參數(shù)，并通過FPGA配相模塊，將采集到的狀態(tài)參數(shù)回傳至上級指令單元。
[0007]較佳的，采用差分信號進行輸入輸出。
[0008]較佳的，第一波束控制器和第二波束控制器通過接插件棧接在移相網絡前端底板上。
[0009]較佳的，還包括一穩(wěn)壓電源，用以提供工作電源。
[0010]本發(fā)明以DSP信息處理模塊用來根據(jù)波控指令計算波控碼，同時進行波控碼的各種補償、拼合以及校驗碼的計算；以FPGA為核心的配相模塊充分地利用了 FPGA的時序設計優(yōu)點來實現(xiàn)波控碼的接收、通道分配和格式轉換等功能。在配相模塊采用了波控碼的行向分配方式，實現(xiàn)了各通道對陣面的并行配相，顯著提高了波控系統(tǒng)對天線陣列的配相速度。同時采用棧接結構，減小了安裝空間和系統(tǒng)重量，節(jié)省了大量的成本，經過實際應用證明，該發(fā)明具有較好的應用前景。
[0011]
【附圖說明】
[0012]圖1所示的是本發(fā)明的對外連接示意圖；
圖2所示的是本發(fā)明波束控制器的結構示意圖；
圖3所示的是本發(fā)明波束控制單元的平面安裝示意圖；
圖4所示的是本發(fā)明波束控制單元的安裝空間示意圖；
圖5所示的是本發(fā)明4波束同時工作的示意圖；
圖6所示的是本發(fā)明4波束分時工作的示意圖；
圖7所示的是背反的工作狀態(tài)調度示意圖。
[0013]
【具體實施方式】
[0014]以下將結合本發(fā)明的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述和討論，顯然，這里所描述的僅僅是本發(fā)明的一部分實例，并不是全部的實例，基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0015]為了便于對本發(fā)明實施例的理解，下面將結合附圖以具體實施例為例作進一步的解釋說明，且各個實施例不構成對本發(fā)明實施例的限定。
[0016]如圖1和圖2所示，本發(fā)明提供的星載GNSS-R多波束相控陣天線波束控制單元包括兩套波束控制器(11、12)，分別完成對天多波束相控陣天線和對地多波束相控陣天線的波控碼計算與波束控制，補償和配相，使天線波束指向駐留于預定方位，并同時分別對兩個天線陣面單元實現(xiàn)實時監(jiān)測。
[0017]每套波束控制器包括:FPGA配相模塊111、DSP信息處理模塊112、通訊接口模塊113、陣面監(jiān)測模塊114、穩(wěn)壓電源115以及配相接口電路模塊116。
[0018]FPGA配相模塊111，充分利用FPGA的時序設計的優(yōu)點，通過訊接口模塊113接收來自一上級指令單元的波控指令；DSP信息處理模塊112，連接FPGA配相模塊111，根據(jù)波控指令計算波控碼，同時進行波控碼的各種補償、拼合以及校驗碼的計算，并將處理結果返回給FPGA配相模塊，對計算得到的波控碼進行行向分配，DSP信息處理模塊112充分利用了 DSP具有較強的運算能力的特點對計算程序流程進行了優(yōu)化，使波控碼計算速度大大提高。采用FPGA與DSP結合，F(xiàn)PGA輔助DSP很好地完成了信息的輸入輸出處理和波控碼的計算，滿足多種功能需求，通過FPGA擴展了串口和CAN網絡接口，采用模塊化、低功耗設計，電路簡單、結構緊湊。信息的輸入輸出采用差分信號，差分信號抗干擾能力強，適應復雜的電磁環(huán)境。
[0019]配相接口電路模塊116和陣面監(jiān)測模塊114全部集成于大規(guī)模FPGA，DSP信息處理模塊112根據(jù)波控指令計算基本移相碼，最后拼合成約定的波控碼。將波控碼送往FPGA配相模塊111，由FPGA配相模塊111根據(jù)約定的協(xié)議實現(xiàn)數(shù)據(jù)通道分配和格式轉換，并完成向激勵器(21、22)傳送波控碼的任務，并由激