数事载本与变用
超低空隐身导弹探测与跟踪
雷达共型阵波束控制系统设计与实现
席俊波
(中国电子科技集困第二十研究所陕西西安710068)
设计开发
摘要：共型阵能实现天线与式器平台的一体化设计。本文根据雷达整机对波控系统提出的具体要求依据共型阵条件下波求控制的置相公式设计实现了共形阵天线波求控制系统。本系统与数字子阵、中心机均采用高违光纤接口。实现了对天线波求指向的高速、实时控制。并通过对程序的仿真和实验,验证了设计的正确性和可靠性。
关键词：共型阵波求控制光纤接口中图分类号：TN821.8
文献标识码:A
1引言
共性天线阵是天线单元附着在非平面表面上的天线阵川。相对平面阵，共形阵节省空闻，能实现天线与武器的一体化设计。相控阵天线每个辐射单元都设有移相器和衰减器在波束控制计算机调度下，改变天线单元之间的相位和幅度分布，即可获得与所需天线方向图相对应的天线口径照射函数，从面可以快速改变天线波束的指
面4
入 0
面1
面2
图1共型阵布局、几何尺寸示意图
A
字子阶
光先模换
最产 e 光明势
FPGAOH
FPGA3
FPGA2 中机
TSEnt
数字子先顺
FPGAI
图2波控系统示意图
收稿日期：2015-05-27
中a
文章编号：1007-9416(2015)06-0155-02
向和形状本文设计和实现了某型号超低空隐身导弹探测与跟踪雷达共型天线波束控制。首先对远场条件下共形阵面波束控制方法如以说明，其次结合工程应用需求，设计了基于光纤接口的高速共型阵波控系统。通过对程序仿真、实际运行，验证了本设计的正确性、合理性。
2设计方案概述
本文设计的波控系统要求具有以下功能：接收来自高速光纤的中心机状态控制字、命令和数据，根据波束指向角实时、快速计算每个子阵相移数据，并通过高速光纤下传给数字子阵。校准模式下可以对天线阵进行幅度、相位校准。以上功能需严格按整机时序要求工作。本设计中的共性天线阵面附在舰载火控平台的表面分为左、右两个阵面，阵面的结构布局和阵元分布如图1所示。
结合雷达整机要求和天线控制特点，本文设计的基于高速光纤接口的波控系统如图2所示。
本设计中FPGA主要完成：接收自中心机的状态控制字、命令和数据，实现与TS201链路收、发接口，与数字子阵光纤接口。选用3片 xilinx公司Kintex7系列XC7K325T，工作时钟120MHZ.配置芯片为N25Q128ABESE40E。该FPGA芯片每片有8路GTH，速率为12， 5Gb/s的Transoeivers嵌人式硬核资源，DSP模块配合整机时序，完成链路收发、子阵移相角计算。DSP选用1片ADSPTS20IS，工作频率可外部编程。加载FLASH为AM29LV160D，通过外部总线和链路与3片FPGA相连。光收发模块：选用3片12路单发MCOT-DL-12T-MT-28-I光发送模块，传输数据率3.0GbDS，完成子阵波控数据传输。选用一片USOT23L142I单路光收发模块完成与中心机数据总线接口。高速光纤物理层采用8B/10B编码，光纤应用层收发协议数据格式为："SOF"+“数据(8B/10B编码)"+“EOF"，光纤应用层协议图3所示。
其中"SOF*定义为K码0x7CB5，"EOF"定义为K码0x9CD5，*IDLE"定义为K码0xBC95，数据中允许包含"IDLE"(0xBC95)序列。数据包长度不定，但要求每连续10KB的有效数据流中至少包括1个 IDLE，以便接收端用于恢复时钟及对数据的处理。时钟误差应控制在+/-50ppm之内。两顿数据之间(即上一慎的EOF和下一慎的SOF 之间)至少需要128个IDLE，用于数据的处理。由于本设计中包含高速光纤、链路接口，需对FPGA程序进行了时序约束。时序约束包括周期约束、偏移约束和静态路径等3种约束，时序约束文件可通知布局布线器调整映射和布局过程，使设计尽量达到时序要求，链路口接口采用IOdelaY，IDDR和ODDR模块设计，IDDR、ODDR把单时钟沿速率信号转变为DSP链路双时钟速率信号。通过调整IOdelay 模块延时时间，达到链路口时钟和数据的对准
阵面相位参考为(0,00)，通过如下馈相方法可以将主波束扫描
EOF
SO
数据
图3光纤应用层协议
作者简介：店俊波(1981一).男，山西泉汾人,颐士,毕业于西北工业大学，工程师,研究方向：雷达信号处理