分布式波控的設(shè)計與實現(xiàn)

顧國帥 楊徐路 王正之

摘要：大型有源相控陣雷達的天線陣面由幾千或上萬個射頻收發(fā)通道組成，如何快速的實現(xiàn)天線波束快速的切換成為檢驗雷達性能的重要指標之一。

關(guān)鍵詞：CAN總線；DMA傳輸；FSMC并行總線

中圖分類號：TN958.92 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2018）05-0034-01

1 引言

天線波束掃描的快速性、靈活性是相控陣雷達的主要特點之一。而天線波束的指向形成是通過波控系統(tǒng)控制射頻通道的相位來實現(xiàn)。波控系統(tǒng)接收中心計算機傳輸?shù)姆轿恍畔韺崿F(xiàn)每個射頻單元的移相量的計算和配相。波控系統(tǒng)控制框圖如圖1所示。

2 整體設(shè)計

整個分布式波控系統(tǒng)由多塊波控板組成，通過CAN總線把多塊波控板與中心計算機連接在一起。中心計算機通過CAN總線發(fā)送方位信息，接收到信息后通過高性能ARM芯片計算射頻通道的相位信息，計算完數(shù)據(jù)后通過DMA的方式快速把數(shù)據(jù)傳輸給FPGA，再并行傳輸給每個射頻相位單元，快速形成天線指向波束。同時監(jiān)控每個射頻通道工作的狀態(tài)信號打包后通過CAN總線上傳中心計算機。中心計算機更新天線陣面的工作狀態(tài)。分布式波控板的硬件電路如圖2所示。

3 硬件單元設(shè)計

3.1 計算單元

射頻通道的相位計算通過基于ARM內(nèi)核的STM32F407 ZGT6C芯片，該芯片工作頻率可以達到168M，使用廣泛，接口齊全。支持FSMC并行總線方式、硬件乘法器、DMA數(shù)據(jù)傳輸、串行通信支持CAN接口滿足了本設(shè)計要求。

3.2 通信單元

整個波控系統(tǒng)的組網(wǎng)通信采用CAN總線接口，ARM芯片自帶CAN控制器，接口芯片是選用AD公司的ADM3053，該接口芯片具有輸入輸出信號物理隔離功能，單節(jié)點出現(xiàn)故障不影響整個網(wǎng)絡(luò)工作，保證了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。……