近年来，相控阵天线一直是雷达研究的热门话题。控阵天线具有许多优点，例如波束指向，波束形状快速变化，容易形成多波束以及空间中的信号强度合成，这使得它们越来越多电子通讯等广泛使用的对策。文主要说明如何在相控阵天线通信应用中使用DSP技术快速扫描相控阵天线波束。达系统中首次使用多元素天线。着近年来宽带无线通信的发展，已经讨论了相控阵天线在通信系统中的使用[1]及其应用[2]。种高度指向性，指向性强的天线扩展了无线通信中时间，频率和代码划分的三种现有复用机制，并提供了空间划分机制，允许远距离的多个节点而不减少带宽。信噪比和通讯时间一致，通讯进行时没有任何相互干扰。
控阵天线波束快速定向和指向的能力取决于波束控制设备，而相控阵天线波束形状的快速变化也取决于波束控制设备。为有线阵列天线的关键技术之一，相控阵天线波束扫描的快速，灵活的性能是通过电波监测系统实现的[3]。线波束控制系统不仅必须提供用于天线扫描的正确相位代码，而且还必须满足雷达和通信系统的要求，以便可以快速改变波束指向并灵活。此，相控阵天线波束控制系统的设计对于整个通信系统具有更强大的功能以及更好地实现其性能指标非常重要。
亏了波束控制器的控制，相控阵天线才能够根据工作时间生成高增益定向波束，能够快速扫描和跟踪通信对象（高速飞机）。），隔离负面环境影响并稳定天线波束的能力，并具有空间功率合成功能。量。相控网络通信系统中，波束控制器根据中央CPU所提供的天线波束所朝向的空间位置，来计算方位角和仰角的相应初始相位值（主命令）被定向，然后计算网络线的每个元素。相器所需的相位值用于获得网络中每个移相器所需的光束控制码。相器被导频相移，从而天线射束被导向预定的搜索空间。浪控制系统的功能是根据方位角的初始相位分布和发送的仰角，实时完成天线和输出的相位自适应计算。主控制系统的中央处理器处理。图1所示，一个平面网络在平面（X，Y）中，水平和垂直方向上相邻单元之间的距离分别为dx和dy。公式（1）中，是由单位（0，0）的波动控制的数值公式。控阵数字天线移相器的计数为k，最小移相值为2π/ 2k。了获得阵列天线波束的指向精度，恒温阀芯当通过天线的近场测试测量每个单元的波径校正时，通过更改命令来修改相移值数字波（相位值），因此相位误差变为零。式（2）中的值是常数，它表示前面的单元（n，m）的波径校正和移相器的校正之和（该值由测量的天线数据）。据这些特性，可以根据图2.1中所示的原理建立由电波控制的数字存储表。后将其放置在另一个基本恒定的存储表中；最后，将这三个数据相加以获得第（n，m）个元素的波控制数。浪控制系统的基本功能是完成每个单元移相器的相移量的计算，并根据天线波束的不同指向要求提供控制信号。相控阵通信系统中，天线波束的扫描既快速又灵活。其主要特征和优点之一。天线波束性能由波束控制器获得。浪控制部分的实现包括生成一系列控制代码，这些控制代码以数字形式给出。过激励和放大后，控制天线阵列上移相器的状态以形成波束，并进行灵活的“波束扫描”以形成天线波束，瞄准角度为对准目标空间方向（波束指向角度是天线阵列法线与波束指向之间的角度）。线波束控制器的主要功能是在网络中央计算机的控制下接收网络中央计算机提供的“波束编号”，以实时生成波束控制代码，控制网络中每个T / R分量的幅度和相移，并创建天线网络。成所需的波束方向图，并同时从网络大型机接收同步信号，发送和接收转换信号和波束选择信号，并将它们传输到矩阵的T / R分量以控制T / R组件的运行同步，以满足系统的运行同步要求。收到参数后，波束控制器执行表搜索计算，以获取系统中多个T / R组件所需的控制参数，将其发送并锁定到T / R组件，并在每个时刻的到来。束控制器还从T / R组件收集某些故障警报信息，并将其下载到网络中央计算机。此，在该系统中，波束控制器在T / R组件与网络中央计算机之间实现双向接口。
意图如图2所示。相控阵天线中，每个天线阵列具有n个T / R分量，并且每个分量都分为发射和接收波束控制字。为我们使用查找表方法来快速控制光束指向，所以在硬件设计中需要考虑两个因素：吞吐量和内存。储器与所需光束的数量有关。储数据空间=频点数（m）x水平波束数（n1）x垂直波束数（n2）x收发器（2）x分量（n）x 16位。数据以表格的形式存储在闪存或ROM中。电后，它们将导入到快速RAM中并从RAM中检索。
上所述，CPU系统不仅必须具有高速处理能力，以确保在一个时间间隔内完成对光束方向的控制（此时间间隔包含对中央计算机的计算）。络，与网络大型机和光束控制代码查找表（和输出）的数据交换有效，并且需要大RAM和闪存来存储数据，以及一个端口高速串行从波控制器接收数据。此，该CPU系统选择DSP类型TMS320VC5416作为处理器系统。TMS320VC5416总共有192K字的可寻址存储空间。
K字程序的存储空间；数据存储空间为64，000字； 64，000字I / O空间。中，可以通过分页扩展方法将程序的存储空间扩展为8 MB。样，RAM和大容量闪存可以映射到程序扩展空间，并且可以实现数据查找表。该系统中，扩展的外部SRAM和FLASH均为256K×16位。FLASH用于存储固定用户程序和对应表的数据。
于RPPROM / FLASH的读写时间比SRAM慢，因此以该系统为例，闪存的读写时间在70 ns至90 ns之间，而读取时间SRAM的写入时间约为15 ns，而内部RAM的读取和写入速度甚至更快。此，在运行DSP系统时，必须使用BOOT程序将用户程序从FLASH移至RAM区域，以便内部RAM区域可以用作程序执行区域。可以使微处理器全速运行并达到芯片的最大速度。体性能是最佳的[5]。
束控制器从位于网络中心的计算机接收数据和工作时间。了保证光束转换的实时性能，必须确保每次都必须在前20 ms内将光束指向正确。此，必须严格按照确定的工作时间进行。控阵天线的扫描在某些同步控制下完成。时间关系如图3所示。图3中，DR2是一个定时脉冲。Td是从中断结束到下一个中断开始之间的时间。T / R是发送/接收脉冲。绪是网络中心计算机的数据就绪脉冲。DR1是一个相位调整脉冲，其功能是将每个移相器的值输入相应的T / R分量的缓冲寄存器中； Tp是波控制软件执行一次所需的时间，表示从开始采集到相位调整结束之间的时间。间的时间。验表明，Tp必须小于Td，否则发射过程中天线电流的强烈干扰（有效期T / R）将导致相位数据错误，并使波束指向不稳定。DR3是一个调整脉冲，它的作用是在移相器前面的每个T / R组件的缓冲寄存器中定义相位值。于查找表方法的阶段部署时间短，因此波动控制软件并不复杂，软件正常运行时间约为2 ms，小于Td / 2可以完全避免T / R脉冲动作期间发射的大电流的干扰，系统上电后，DSP会将Flash程序加载到其内部RAM程序区中，依次初始化DSP，高速串口，初始化状态为正常接收状态，并激活串口中断。后，通过串行端口中断接收来自网络中心计算机的控制字，并分析该控制字的波束数量，频率以及全向或定向状态。RAM读取并写入移相器锁以获得相位网络。时天线控制。
了获得有源阵列天线旁瓣的较差性能，前人提出了许多方法来测试有源阵列天线的性能和监视其校准，主要包括：近场测量和微波暗室中用于外部场监视的测量方法。于某些大型的相控网络（包括地平线上的雷达阵列天线），有时甚至很难（即使不是不可能）在黑暗的房间和微型外部场中使用天线进行天线性能测试-由于设备，空间和时间的限制而产生的波浪。人提出了一种使用旋转矢量法原理消除泄漏信号的测试方法。这里，我们主要使用无角形微波腔室来进行相控阵天线的近场测试。试方法如下：在DSP控制下，将每组光束控制代码发送到T / R组件，并在微波暗室中观察光束扫描的结果。试结果分为两部分，一是光束扫描情况的结果。一个是整个T / R模块的增益测试结果，如上图所示，最大扫描角度可以达到±45°；光束指向精度高，误差约2°；在正常方向上，光束宽度约为12°，并且在最大扫描角约为（大约）时，光束宽度约为16°，非常接近我们的设计指标。文主要介绍基于DSP技术的相控阵天线波束控制器的设计和实现。为相控阵天线通信系统的一部分，波束控制器根据该项目的设计结果成功完成了开发工作，并通过了验收测试。
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