中科億海微波控處理軟硬一體解決方案：助力相控陣天線T/R組件的波束精準控制
隨著現(xiàn)代通信技術(shù)的飛速發(fā)展，相控陣天線技術(shù)在雷達、衛(wèi)星通信、無線通信、自動駕駛等多個民用場景中發(fā)揮重要作用。其核心優(yōu)勢在于快速波束掃描、抗干擾能力強以及靈活的波束形狀調(diào)整等特點。
中科億海微電子科技（蘇州）有限公司（以下簡稱“中科億海微”）推出的波控處理軟硬一體解決方案主要是面向相控陣天線控制領(lǐng)域，波控處理通過控制不同天線組件的幅相來調(diào)整天線波束的方向和增益，實現(xiàn)高精度角度控制和高增益。本方案由波控處理板、波控處理控制軟件算法和上位機軟件共同構(gòu)成。
圖 波束控制處理板
波控處理板硬件由波控處理FPGA模塊、角度補償數(shù)據(jù)存儲模塊、電平轉(zhuǎn)換模塊、電源模塊等關(guān)鍵模塊組成。FPGA模塊單元，選用中科億海微基于靜態(tài)存儲器結(jié)構(gòu)的EQ6HL45，主要實現(xiàn)子陣選擇、波控碼計算和通信控制功能，可根據(jù)需求定制不同天線陣列形狀，負責與信號處理模塊和TR組件的協(xié)議解析和波控碼數(shù)據(jù)通信；角度補償數(shù)據(jù)存儲模塊單元，主要實現(xiàn)角度補償數(shù)據(jù)的存儲和讀取，提高角度的指向精度；電平轉(zhuǎn)換模塊實現(xiàn)FPGA與外部模塊之間的電平轉(zhuǎn)換及信號驅(qū)動、隔離；電源模塊單元由多路DC/DC電路構(gòu)成，主要實現(xiàn)內(nèi)部電源的產(chǎn)生和外部供電輸出。
本方案集成了波控處理控制軟件算法，通過波束控制FPGA軟件實現(xiàn)，主要用于接收信號處理機的工作模式控制信號、T/R控制、LD加載控制信息、數(shù)據(jù)加載和波束指向控制信號，完成對相控陣天線接收通道校準、發(fā)射通道校準、補償表加載、波束指向控制、T/R開關(guān)切換等功能。本方案配有上位機軟件，方便開發(fā)人員驗證使用，實現(xiàn)模擬信處通信功能、角度補償Flash讀寫及模擬TR組件通信功能。
圖 上位機界面
方案優(yōu)勢
1）波控處理板：具有尺寸小、功耗低、控制通道多等特點
●器件國產(chǎn)化率100%；
●板卡尺寸為10cm×9cm；
●功耗小于3W；
●獨立并行控制TR組件可達16路；
●百兆網(wǎng)口、SPI、異步422等多種接口并存；
●具有良好的擴展性，可多板并行使用；
●可適應(yīng)方形、圓形、十字型等多種形狀陣面。
2）軟件算法：具有可定制能力
●IP適應(yīng)陣面異形能力強；
●可根據(jù)用戶的實際天線陣行，靈活調(diào)整控制通道；
●可選擇控制不同的子陣模塊，確保波束指向精準和系統(tǒng)運行高效；
●具有解析裝訂角度的功能；
●具有根據(jù)不同TR陣面形狀產(chǎn)生相應(yīng)波控碼的功能；
●具有實時精確補償?shù)墓δ埽?/p>
●具有同步控制多路TR組件的功能。
●波束角度指向精度可達1/16384度；
●響應(yīng)周期不大于2ms。
3）上位機軟件：提供高效、直觀的人機交互界面
●具有模擬信處通信功能；
●具有對存儲補償數(shù)據(jù)Flash的讀、寫功能；
●具有模擬TR的數(shù)據(jù)收發(fā)功能。
關(guān)于中科億海微
中科億海微電子科技（蘇州）有限公司，成立于2017年1月，是“可編程芯片與智能微系統(tǒng)”技術(shù)領(lǐng)域的國家專精特新“小巨人”企業(yè)、國家高新技術(shù)企業(yè)、蘇州市姑蘇領(lǐng)軍企業(yè)和江蘇省潛在獨角獸企業(yè)。公司以“可編程邏輯IP核與EDA工具”為技術(shù)特色，以FPGA、自適應(yīng)SoC、可重構(gòu)計算系統(tǒng)等產(chǎn)品設(shè)計與服務(wù)為主營業(yè)務(wù)。
公司堅持全正向設(shè)計技術(shù)路線，自主研制具有高可靠性的嵌入式可編程電路IP核、可編程邏輯芯片、EDA軟件與可重構(gòu)系統(tǒng)，提供具有高性能和自適應(yīng)計算的行業(yè)解決方案和集成電路設(shè)計服務(wù)，滿足智能制造、現(xiàn)代通信、能源電力、軌道交通、汽車電子、廣電傳媒、數(shù)據(jù)中心、金融科技、電子政務(wù)、醫(yī)療器械、測試測量等業(yè)務(wù)領(lǐng)域的應(yīng)用需要。
