[发明专利]航管波束扫描的时间控制方法

权利要求书

1.一种航管波束扫描的时间控制方法，其特征在于包括如下步骤：在由DSP相连可编程门阵列芯片FPGA和FLASH存储器之间组成的波束扫描控制设备中，航管监视空域被均匀划分为以波位号代表波束指向、每一波位预留相同时间窗的若干个连续波位，波位数和波位驻留时间窗预存于FLASH中；FPGA中的网络接口模块接收到来自雷达控制台的航管控制命令时，将航管控制命令经FPGA的总线接口模块传至DSP，DSP从FLASH中读取波位数和扫描时间窗，确定起始波位和结束波位，将时间窗数据经总线接口模块置入FPGA计时器中，并控制FPGA中的计时器启动波位驻留时隙计时；在每一波位时隙内，DSP经FPGA将下一时隙扫描波位号分别发送至相控阵天线的波控码接口控制器和应答信号处理设备的RS422接口模块；在时隙跳变时，计时器控制FPGA的脉冲控制器产生询问启动脉冲，询问启动脉冲被发送至应答信号处理设备和相控阵天线，用于触发相控阵天线切换波束方位和应答信号处理设备对切换后的波束方位进行航管询问信号处理工作；DSP根据相控阵天线和应答信号处理设备回传的波位号，判断波位切换的准确性，如出现异常则进行波位重置的纠错处理。

2.根据权利要求1所述的航管波束扫描的时间控制方法，其特征在于，相控阵天线包括，收发波束扫描控制设备波位号的波控码接口控制器和控制波束指向的移相器，波控码接口控制器和移相器位于相控阵天线中。

3.根据权利要求2所述的航管波束扫描的时间控制方法，其特征在于，波控码接口控制器将波位号数据转换成波控码，当收到波束扫描控制设备的询问启动脉冲时，波控码接口控制器将波控码送至移相器，移相器根据波控码对应的相移量对发射/接收信号进行相移，实现相控阵天线波束指向的变化。

4.根据权利要求1所述的航管波束扫描的时间控制方法，其特征在于，应答信号处理设备包括，收发波束扫描控制设备波位号的RS422接口模块和进行航管信号处理的信号处理模块，RS422接口模块和信号处理模块位于应答信号处理设备中。

5.根据权利要求4所述的航管波束扫描的时间控制方法，其特征在于，信号处理模块收到波束扫描控制设备的询问启动脉冲时，将在上一时隙接收的来自波束扫描控制设备的波位号作为当前波位，将产生的询问数字信号经收/发信道转换为询问射频信号后，发送至相控阵天线的移相器；相控阵天线将接收的应答射频信号经收/发信道转换为应答数字信号，发送至信号处理模块，信号处理模块根据应答数字信号的幅相信息和当前波位计算飞机的方位。

6.根据权利要求1所述的航管波束扫描的时间控制方法，其特征在于，波束扫描控制设备是由数字信号处理芯片DSP相连可编程门阵列芯片FPGA和FLASH存储器所组成的，其中FLASH存储器通过控制总线、地址总线和数据总线相连DSP，DSP经地址总线、数据总线相连FPGA内设的总线接口模块，总线接口模块通过FPGA内设的网络接口模块接收到来自雷达控制台网络信号的航管控制命令，通过FPGA内设的两个RS422接口模块分别连接相控阵天线中的波控码接口控制器和应答信号处理设备中的RS422接口模块。

7.根据权利要求1所述的航管波束扫描的时间控制方法，其特征在于，划分的波位数N和波位驻留时间窗Tn，满足以下条件：

（1）相邻波位的波束跃度小于相控阵天线的波束宽度，即θ/N <θ_3dB；

（2）其它询问方式在航管波束扫描周期内的最大可能占据时间与航管波束扫描周期之和等于航管数据更新时间，即Ts=(Ti+Tn/2) ×Pi×Ts+N×Tn；

（3）波位驻留时间大于每一波位的航管询问信号处理时间，每个波位的询问次数为8至12次，即Tn>Tp×8；

式中：θ_3dB 为相控阵天线方位面波束宽度，θ为航管监视空域范围，Ts 为航管数据更新时间，Ti为其它询问功能的信号处理时间，Tp为航管单次询问信号处理时间，Pi为其它询问功能的询问容量。

8.根据权利要求1所述的航管波束扫描的时间控制方法，其特征在于，相控阵天线和应答信号处理设备判断接收的下一时隙波位号为连续波位号、且已收到本时隙询问启动脉冲时，则将当前波位号加1后回传至波束扫描控制设备，如未收到询问启动脉冲，直接回传当前波位号至波束扫描控制设备。