CN210516994U - 一种多tr组件移相器同步控制系统及二维有源相控阵天线 - Google Patents
一种多tr组件移相器同步控制系统及二维有源相控阵天线 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及一种多TR组件移相器同步控制系统，包括：波束控制器和M个TR组件；M≥2；每个TR组件包括单片机和移相器；所述波束控制器输出波束号至单片机，单片机输出数据和第一时钟信号至移相器；晶振输出第二时钟信号至单片机；所述波束控制器输出锁存使能信号至每个TR组件的移相器。本实用新型通过波束控制器FPGA发送统一的锁存使能信号(LE)至各个TR组件的移相器，这样所有移相器达到同步相位更改的效果，消除了由于不同单片机时钟导致的控制时间差。
Description
技术领域
本实用新型涉及移相器同步控制技术领域，特别是涉及一种多TR组件移相器同步控制系统及二维有源相控阵天线。
背景技术
二维有源相控阵天线由天线面、有源T/R组件、发射/接收波束形成网络和波束控制器四个部分组成，如下图1所示。其中有源T/R组件与各个天线阵元一一对应。M个天线阵元分别接收卫星下行发射信号，经过各个有源T/R组件的接收通道进行限幅、放大、滤波、衰减处理后，依据波束方向，波束控制器控制接收波束形成网络中各个移相器的相移量完成移相过程，并对移相后M路接收信号进行合成。发射时依据波束方向，波束控制器控制发射波束形成网络中各个移相器的相移量完成移相过程，移相后的M路射频信号各自经过有源T/R组件发射通道进行功率放大辐射出去，经空间功率合成后发射给卫星。波束控制器负责实时计算波束方向，完成动中通波束跟踪。
波束控制器实时计算波束方向后，输出对应空域的波束号，每个TR 组件根据波束号计算相应的移相值，输出相应的控制数据给移相器。相同的波束号，对应不同位置的TR组件的移相器值不同，以4阵元圆阵为例，天线指向法线方向的波束，对应4个TR的移相值分别为0°，90°，180°和270°。每个TR组件中，通过单片机接收波束号控制信息，计算相应移相值，并输出控制数据给移相器，如下图2所示。由于各TR组件单片机晶振时钟是独立的，导致每个单片机的运算速度不同，因此每一个移相器更改相位实际生效的时间不同，这样就存在一个控制时间差，在这个时间差中，有的TR组件处于上个波束状态，有的TR组件处于下个波束状态，因此整个相控处于混乱状态。
实用新型内容
针对现有技术存在的整个相控处于混乱状态的问题，本实用新型提供一种多TR组件移相器同步控制系统及二维有源相控阵天线。
本申请的具体方案如下：
一种多TR组件移相器同步控制系统，包括：波束控制器和M个TR 组件；M≥2；每个TR组件包括单片机和移相器；所述波束控制器输出波束号至单片机，单片机输出数据和第一时钟信号至移相器；晶振输出第二时钟信号至单片机；所述波束控制器输出锁存使能信号至每个TR组件的移相器。
优选地，所述波束控制器为FPGA。
一种基于上述多TR组件移相器同步控制系统的二维有源相控阵天线，其特征在于，包括：M个天线阵元、M个TR组件和波束控制器；所述M 个天线阵元和M个TR组件一一对应连接，每个TR组件均包括单片机和移相器；所述波束控制器输出波束号至单片机，单片机输出数据和第一时钟信号至移相器；晶振输出第二时钟信号至单片机；所述波束控制器输出锁存使能信号至每个TR组件的移相器，波速控制辅助信息和卫通发射/接收信号发送至所述波束控制器。
与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
本方案通过波束控制器FPGA发送统一的锁存使能信号(LE)至各个 TR组件的移相器，这样所有移相器达到同步相位更改的效果，消除了由于不同单片机时钟导致的控制时间差。
附图说明
图1为本实用新型的二维有源相控阵天线的基本构成图。
图2为现有的波束控制器和TR组件的连接图。
图3为本实用新型的波束控制器和TR组件的连接图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
参见图1和3、一种基于多TR组件移相器同步控制系统的二维有源相控阵天线，其特征在于，包括：M个天线阵元(天线面S)、M个TR组件和波束控制器；所述M个天线阵元和M个TR组件一一对应连接，每个TR组件均包括单片机和移相器；所述波束控制器输出波束号至单片机，单片机输出数据和第一时钟信号至移相器；晶振输出第二时钟信号至单片机；所述波束控制器输出锁存使能信号至每个TR组件的移相器，波速控制辅助信息和卫通发射/接收信号发送至所述波束控制器。在本实施例，所述波束控制器为FPGA。
其中T/R组件是指一个无线收发系统中视频与天线之间的部分,即T/R 组件一端接天线,一端接中视频处理单元就构成一个无线收发系统。在本实施例，T/R组件是卫通S频段T/R组件。M个TR组件分别为卫通S频段T/R 组件1、卫通S频段T/R组件2…卫通S频段T/R组件M。
本方案由波束控制器FPGA统一控制各个TR组件的移相器的锁存使能信号(LE)。在时序上，波束控制器FPGA先送波束号给单片机，留出一定的足够时间，等待单片机给移相器发送数据(DATA)和时钟(CLK)信号后，然后波束控制器FPGA送出统一的锁存使能信号(LE)，这样所有移相器达到同步相位更改的效果，消除了由于不同单片机时钟导致的控制时间差。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (3)
1.一种多TR组件移相器同步控制系统，其特征在于，包括：波束控制器和M个TR组件；M≥2；
每个TR组件包括单片机和移相器；所述波束控制器输出波束号至单片机，单片机输出数据和第一时钟信号至移相器；晶振输出第二时钟信号至单片机；
所述波束控制器输出锁存使能信号至每个TR组件的移相器。
2.根据权利要求1所述的多TR组件移相器同步控制系统，其特征在于，所述波束控制器为FPGA。
3.一种基于权利要求1-2任一项所述的多TR组件移相器同步控制系统的二维有源相控阵天线，其特征在于，包括：M个天线阵元、M个TR组件和波束控制器；
所述M个天线阵元和M个TR组件一一对应连接，每个TR组件均包括单片机和移相器；所述波束控制器输出波束号至单片机，单片机输出数据和第一时钟信号至移相器；晶振输出第二时钟信号至单片机；
所述波束控制器输出锁存使能信号至每个TR组件的移相器，波速控制辅助信息和卫通发射/接收信号发送至所述波束控制器。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112290217A (zh) * | 2020-09-04 | 2021-01-29 | 北京遥感设备研究所 | 一种卫星通信相控阵天线波束同步切换方法 |
| CN114070433A (zh) * | 2021-12-09 | 2022-02-18 | 中国电子科技集团公司第三十八研究所 | 一种多通道收发组件移相转换时间测试系统及方法 |
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2019
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| CN114070433A (zh) * | 2021-12-09 | 2022-02-18 | 中国电子科技集团公司第三十八研究所 | 一种多通道收发组件移相转换时间测试系统及方法 |
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