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

隨著現代通信技術的飛速發展，相控陣天線技術在雷達、衛星通信、無線通信、自動駕駛等多個民用場景中發揮重要作用。其核心優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域，波控處理通過控制不同天線組件的幅相來調整天線波束的方向和增益，實現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、角度補償數據存儲模塊、電平轉換模塊、電源模塊等關鍵模塊組成。FPGA模塊單元，選用中科億海微基于靜態存儲器結構的EQ6HL45，主要實現子陣選擇、波控碼計算和通信控制功能，可根據需求定制不同天線陣列形狀，負責與信號處理模塊和TR組件的協議解析和波控碼數據通信；角度補償數據存儲模塊單元，主要實現角度補償數據的存儲和讀取，提高角度的指向精度；電平轉換模塊實現FPGA與外部模塊之間的電平轉換及信號驅動、隔離；電源模塊單元由多路DC/DC電路構成，主要實現內部電源的產生和外部供電輸出。

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，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、數據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、發射通道校準、補償表加載、波束指向控制、T/R開關切換等功能。本方案配有上位機軟件，方便開發人員驗證使用，實現模擬信處通信功能、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適應陣面異形能力強；

●可根據用戶的實際天線陣行，靈活調整控制通道；

●可選擇控制不同的子陣模塊，確保波束指向精準和系統運行高效；

●具有解析裝訂角度的功能；

●具有根據不同TR陣面形狀產生相應波控碼的功能；

●具有實時精確補償的功能；

●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；

●具有對存儲補償數據Flash的讀、寫功能；

●具有模擬TR的數據收發功能。

關于中科億海微

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”技術領域的國家專精特新“小巨人”企業、國家高新技術企業、蘇州市姑蘇領軍企業和江蘇省潛在獨角獸企業。公司以“可編程邏輯IP核與EDA工具”為技術特色，以FPGA、自適應SoC、可重構計算系統等產品設計與服務為主營業務。

公司堅持全正向設計技術路線，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軟件與可重構系統，提供具有高性能和自適應計算的行業解決方案和集成電路設計服務，滿足智能制造、現代通信、能源電力、軌道交通、汽車電子、廣電傳媒、數據中心、金融科技、電子政務、醫療器械、測試測量等業務領域的應用需要。