阅读说明：本技术 一种相控阵天线控制系统 (Phased array antenna control system ) 是由 李宏岱 张剑年 杨帆 许慎恒 李鑫 于 2020-04-28 设计创作，主要内容包括：本公开实施例提供了一种相控阵天线系统,属于天线技术领域。所述相控阵天线系统包括：现场可编程门阵列芯片,所述现场可编程门阵列芯片包括多个数据管脚和多个片选管脚；多个天线模组,多个所述天线模组阵列排布,每个所述天线模组包括一个锁存器和一个天线单元,一个数据管脚的一个位点和一个片选管脚的一个位点均与一个所述锁存器电连接,以使所述锁存器与所述现场可编程门阵列芯片并联,每个所述天线的一端均与一个所述锁存器电连接。通过本公开的处理方案,将多个天线模组与现场可编程门阵列芯片并联,减少了管脚的使用,且能在使用时能实时输入数据和锁存数据,然后由锁存器驱动天线形成波束,提高了相控阵天线系统的控制效率和稳定性。(The embodiment of the disclosure provides a phased array antenna system, and belongs to the technical field of antennas. The phased array antenna system includes: the field programmable gate array chip comprises a plurality of data pins and a plurality of chip select pins; the antenna module comprises a plurality of antenna modules, the antenna modules are arranged in an array mode, each antenna module comprises a latch and an antenna unit, one site of one data pin and one site of one chip selection pin are electrically connected with the latches, so that the latches are connected with the field programmable gate array chip in parallel, and one end of each antenna is electrically connected with one latch. Through the processing scheme disclosed by the invention, the plurality of antenna modules are connected with the field programmable gate array chip in parallel, so that the use of pins is reduced, data can be input and latched in real time when the antenna is used, then the latch drives the antenna to form a beam, and the control efficiency and stability of the phased array antenna system are improved.)

一种相控阵天线控制系统

技术领域

本公开涉及天线技术领域，尤其涉及一种相控阵天线控制系统。

背景技术

目前，随着随着社会的发展，信息时代的进程不断加快，通信变得越来越便利，在通信方式里，相控阵技术由于其高效性得到了广泛应用，但是现有的相控阵天线控制系统，由于相控阵天线阵列单元繁多，每个天线的单元模块动辄成百，更有甚者可以达到上千，这对控制芯片来说无疑是巨大的压力，按照传统的相控阵天线控制系统的控制芯片一个管脚对应一个控制，显然是无法满足驱动要求的。

可见，亟需一种控制效率和稳定性高的相控阵天线系统。

发明内容

有鉴于此，本公开实施例提供一种相控阵天线系统，旨在改善现有相控阵天线系统控制效率和稳定性较差的问题。

第一方面，本公开实施例提供了一种相控阵天线系统，包括：

现场可编程门阵列芯片，所述现场可编程门阵列芯片包括多个数据管脚和多个片选管脚，每个所述数据管脚和每个片选管脚上均设置有多个位点；

多个天线模组，多个所述天线模组阵列排布，每个所述天线模组包括一个锁存器和一个天线单元，一个数据管脚的一个位点和一个片选管脚的一个位点均与一个所述锁存器电连接，以使所述锁存器与所述现场可编程门阵列芯片并联，每个所述天线的一端均与一个所述锁存器电连接，所述数据管脚用于将数据输入至所述锁存器，所述片选管脚用于调节电平高低。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，全部所述天线模组中的至少两个所述天线模组横向排布形成一组所述天线模组，多组所述天线模组之间纵向平行放置，使得全部所述天线模组形成阵列排布。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述锁存器包括数据输入端、电平端和数据输出端；

所述天线单元包括二极管；

所述数据输入端与所述数据管脚电连接，所述电平端与所述片选管脚电连接，所述数据输出端与一个所述二极管的正极电连接，所述二极管的负极接地。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述相控阵天线控制系统还包括电源组件，所述电源组件与所述现场可编程门阵列芯片的供电管脚电连接。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述现场可编程门阵列芯片内部还设置有共用比较器，所述现场可编程门阵列芯片的片选端通过所述共用比较器与全部所述片选管脚电连接。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述天线单元还包括真时延器，所述真时延器的一端与所述数据输出端电连接，所述真时延器的另一端与所述二极管的正极电连接。

本公开实施例中的相控阵天线系统，包括：现场可编程门阵列芯片，所述现场可编程门阵列芯片包括多个数据管脚和多个片选管脚，每个所述数据管脚和每个片选管脚上均设置有多个位点；多个天线模组，多个所述天线模组阵列排布，每个所述天线模组包括一个锁存器和一个天线单元，一个数据管脚的一个位点和一个片选管脚的一个位点均与一个所述锁存器电连接，以使所述锁存器与所述现场可编程门阵列芯片并联，每个所述天线的一端均与一个所述锁存器电连接，所述数据管脚用于将数据输入至所述锁存器，所述片选管脚用于调节电平高低。通过本公开的方案，将每个锁存器对应连接一个数据管脚上的一个位点和一个片选管脚上的一个位点，使得所述述锁存器与所述现场可编程门阵列芯片并联，减少了管脚的使用，且能在使用时能实时输入数据和锁存数据，提高了相控阵天线系统的控制效率和稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本公开实施例提供的一种相控阵天线系统的结构示意图。

附图标记汇总：

相控阵天线系统100；

现场可编程门阵列芯片110，数据管脚111，片选管脚112；

天线模组120，锁存器121，天线单元122，数据输入端123，电平端124，数据输出端125。

具体实施方式

下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。

以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

需要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本公开，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。

还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本公开的基本构想，图式中仅显示与本公开中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。

参见图1，本公开实施例提供的一种相控阵天线系统。如图1所示，所述相控阵天线系统100主要包括：

现场可编程门阵列芯片110，所述现场可编程门阵列(FieldProgrammableGateArray，简称FPGA)芯片110包括多个数据管脚111(DATA)和多个片选管脚112(ROW SELECT)，每个所述数据管脚111和每个片选管脚112上均设置有多个位点；

多个天线模组120，多个所述天线模组120阵列排布，每个所述天线模组120包括一个锁存器121(LATCH)和一个天线单元122，一个数据管脚111的一个位点和一个片选管脚112的一个位点均与一个所述锁存器121电连接，以使所述锁存器121与所述现场可编程门阵列芯片110并联，每个所述天线单元122的一端均与一个所述锁存器121电连接，所述数据管脚111用于将数据输入至所述锁存器121，所述片选管脚112用于调节电平高低。

考虑到在使用相控阵天线进行通讯时，相控阵天线阵列单元繁多，每个天线的单元模块动辄成百，更有甚者可以达到上千，这对控制芯片来说无疑是巨大的压力，按照传统的相控阵天线控制系统的控制芯片一个管脚对应一个控制，显然是无法满足驱动要求的，本公开实施例提供一种相控阵天线系统，可以应用于驱动相控阵天线的场景中。

具体装配时，多个所述天线模组120阵列排布，每一个所述均与一个数据管脚111的一个位点和一个片选管脚112的一个位点电连接，以使所述锁存器121与所述现场可编程门阵列芯片110并联，每个所述天线单元122的一端均与一个所述锁存器121电连接。

在使用时，当需要驱动900个所述天线模组120时，可以将900个所述天线模组120按30乘30的规格阵列排布，每个所述数据管脚111上设置有30个位点，以及，每个所述片选管脚112上设置有30个位点，然后将所述天线模组120内的每一个所述锁存器121均与一个所述数据管脚111上的一个位点和一个片选管脚112上的一个位点电连接，以使得每个所述数据管脚111与30个所述锁存器121电连接，每个所述片选管脚112与30个所述锁存器121电连接，以使所述锁存器121与所述现场可编程门阵列芯片110并联，将数据通过所述数据管脚111输入且选中第一个所述片选管脚112为高电平，以使得输出的数据到达第一个所述片选管脚112对应的所述锁存器121内，然后将第一行的所述片选管脚112转换为低电平，以使得数据锁存在第一个所述片选管脚112对应的所述锁存器121内。当然，可以采用同样的步骤将不同数据锁存在第二个以及之后的所述片选管脚112对应的所述锁存器121内，然后每个所述锁存器121根据锁存的数据驱动所述天线单元122形成波束。

本公开实施例提供的相控阵天线系统，所述现场可编程门阵列芯片上设置有多个数据管脚和多个片选管脚，每个数据管脚和片选管脚上均设置有多个位点，每个数据管脚上的一个位点和片选管脚上的一个位点均对应一个天线模组，以使得多个天线模组与现场可编程门阵列芯片并联，减少了管脚的使用，且能在使用时能实时输入数据和锁存数据，由电路控制相控阵天线的波束，动态响应极快，提高了相控阵天线系统的控制效率和稳定性。

在上述实施例的基础上，全部所述天线模组120中的至少两个所述天线模组120横向排布形成一组所述天线模组120，多组所述天线模组120之间纵向平行放置，使得全部所述天线模组120形成阵列排布。

具体实施时，若全部所述天线模组120一共有900个，则可以将30个所述天线模组120设置为一组，一共均分为30组，一组内的所述天线模组120横向排布，30组所述天线模组120之间平行放置，以使得每一组内的所述天线模组120之间纵向排布，从而使得全部所述天线模组120形成阵列排布，便于所述数据管脚111和所述片选管脚112进行连接。

进一步的，所述锁存器121包括数据输入端123(Q)、电平端124(EN)和数据输出端125(D)；

所述天线单元122包括二极管；

所述数据输入端123与所述数据管脚111电连接，所述电平端124与所述片选管脚112电连接，所述数据输出端125与一个所述二极管的正极电连接，所述二极管的负极接地。

在使用时，数据通过所述数据管脚111输入至所述数据输入端123，当与所述电平端124连接的所述片选管脚112为高电平时，数据输出至所述数据输出端125，然后将所述片选管脚112转换为低电平，以使得数据锁存在所述数据输出端125，完成赋值，然后所述数据输出端125根据数据驱动所述二极管形成波束，数据锁存后不变，提高了稳定性，且直接由所述锁存器121驱动所述二极管，减少对驱动电路的使用。

进一步的，所述相控阵天线控制系统还包括电源组件，所述电源组件与所述现场可编程门阵列芯片110的供电管脚电连接。

可选的，所述现场可编程门阵列芯片110内部还设置有共用比较器，所述现场可编程门阵列芯片110的片选端通过所述共用比较器与全部所述片选管脚112电连接。

在使用时，所述电源组件与所述现场可编程门阵列芯片110的供电管脚电连接，为所述现场可编程门阵列芯片110的工作过程以及为所述锁存器121驱动所述二极管进行供电，所述共用比较器设置在所述可编程门阵列芯片的片选端与全部所述片选管脚112之间，当需要输入数据至第一个所述片选管脚112对应的所述锁存器121时，所述共用比较器将第一个所述片选管脚112选中为高电平，当需要锁存数据至第一个所述片选管脚112对应的所述锁存器121时，所述共用比较器将第一个所述片选管脚112选中为低电平。

可选的，所述天线单元122还包括真时延器，所述真时延器的一端与所述数据输出端电连接，所述真时延器的另一端与所述二极管的正极电连接。

具体实施时，考虑到波束指向随频率变化偏差较大，可以设置有所述真时延器，所述真时延器的一端与所述数据输出端电连接，所述真时延器的另一端与所述二极管的正极电连接，以使得所述二极管形成的波束指向随频率变化更小。

综上所述，上述本公开实施例的相控阵天线系统，通过设置现场可编程门阵列芯片与天线模组，将多个天线模组与现场可编程门阵列芯片并联，减少了管脚的使用，且能在使用时能实时输入数据和锁存数据，然后由锁存器驱动天线形成波束，提高了相控阵天线系统的控制效率和稳定性。

以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。