天线运动参数的自动测量

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1、第24卷第4期兰州交通大学学报自然科学版VOl.24NO.42005年8月JOurnalOflanzhOuJiaOtOngUniversityNaturalSciencesAug.2005文章编号10014373200504012003天线运动参数的自动测量郝文欣国营长风机器厂甘肃兰州730070摘要!天线运动参数如天线扇扫范围!天线扇扫速度!天线环扫速度等参数的测量通常采用手动计时器测量.提出了采用计算机及FPGA技术进行天线运动参数的自动测量"介绍了天线扇扫范围!天线扇扫速度!天线环扫速度的测量原理!实现方法并给出了测量

2、电路的电路框图.分析了各参数的软件算法"并给出了计算公式.最后进行了测量误差分析"并给出了实际的测试结果.采用该测量系统减少了测量时间"简化了测量方法"提高了测量精度"解决了天线运动参数的自动测量问题.关键词!扇扫#环扫#FPGA#误差中图分类号!TN820文献标识码!A此刻的角度值得到天线方位右边界的角度值0引言则天线方位扇扫范围可通过得到实现了天天线运动参数是指描述天线扫描的运动参数线扇扫范围的自动测量如天线扇扫范围天线扇扫速度天线环扫速度等.12天线方位扇扫速度的测量此类参数一般采用计时器手动测量手动测量操作正回扫信号

3、的周期即持续一个完整的高电平低较繁琐而且测量结果存在较大的离散性误差.本文电平的时间代表了天线方位扇扫一次所需的时间采提出了自动测量天线运动参数的方法.用计数器得到正回扫信号的周期则天线方位扇扫速度1从而实现了天线扇扫速度的自动测量1测量原理13天线方位环扫速度的测量1.1天线扇扫范围的测量天线在环扫状态下正回扫信号一直处于高电天线扇扫范围的自动测量通过录取天线扇扫的平所以用正回扫信号无法实现环扫速度的测量左边界右边界进行一定的运算处理得出天线方位天线方位角度与天线方位的刻度是一一对应扇扫范围.的在天线方位环扫一周的情况下天

4、线方位角度某天线方位角输出采用脉冲间隔表示即用角开0是连续随天线方位变化的而且在360脉冲角关脉冲两个脉冲的时间间隔表示天线方位角360范围内是唯一的遍历的由于天线方位角度度.同时该天线还输出表示天线方位扇扫正扫和回扫具有以上特点采用与固定角度值0的正回扫信号高电平代表天线方位扇扫处于正扫状360比较当时输出等值脉冲信号该等值脉态低电平代表天线方位扇扫处于回扫状态.冲信号在天线方位环扫一周的情况下出现一次两采用计数器录取角开脉冲与角关脉冲的时间间个等值脉冲信号的间隔即为天线方位环扫一周所用隔并用锁存器锁存计数值得到天线方位的

5、实时角的时间则天线方位环扫速度1从而实现度此角度值随天线方位的变化而实时变化正了天线方位环扫速度的自动测量回扫信号从低电平变化到高电平时表示天线方位2实现方法处于扇扫的左边界录取此刻的角度值得到天线方位左边界的角度值正回扫信号从高电平变化21系统框图到低电平时表示天线方位处于扇扫的右边界录取天线运动参数测量系统框图如图1所示收稿日期20050509作者简介郝文欣1967男河北秦皇岛人工程师.第4期郝文欣天线运动参数的自动测量121图1天线运动参数测量系统框图1图1中FPGA用来实现计数器对角开角关22电路实现间隔即天线方位角

6、度的录取正回扫信号周期的计天线方位扇扫范围扇扫速度环扫速度的测量数以及天线方位环扫一周所用时间的测量模拟接主要由在FPGA内设计的电路完成.以下将详细讨口电路采用光耦完成模拟电路和数字电路的隔离和论FPGA内部电路的实现方法图2为内部电路的电平转换实现框图图2参数测量电路框图2图中波门产生电路产生计数器1的计数波门据总线三态门的选通信号由地址译码产生.角开脉冲上升沿打开计数波门角关脉冲上升沿关PU通过数据总线读入锁存器的数据进行闭计数波门后续处理锁存器1存储的是角开脉冲与角关脉冲的时间3软件算法间隔A锁存清零信号产生电路输出

7、相应的计数器1的清零信号锁存器1的锁存信号从时间关系PU读回数据后通过运算可计算出天线方位上锁存信号在清零信号之前扇扫范围扇扫速度环扫速度以下给出具体算法锁存信号产生2电路在正回扫信号的前沿产生由于时间间隔与角度为线性关系设比例系数锁存器11的锁存信号锁存天线方位扇扫左边界的为则有方位角度值在正回扫信号的后沿产生锁存器12的111221锁存信号锁存天线方位扇扫右边界的方位角度值21211角开脉冲与角关脉冲的时间间隔A与固定6601023的角度值通过比较器比较产生等值脉冲等值脉6601023冲二分频后形成天线方位环扫时间的计数

8、波门.该式中分别为计数器1和计数器2的时钟频12计数波门与正回扫信号二分频形成天线方位扫描时率z123分别为锁存器11锁存器12间的计数波门通过选择器选择其一作为计数器2的锁存器2的数值12分别为扇扫左边界角度和右计数波门.选择器的选择信号由PU的地址信号控边界角度为天线方位的扇扫范围为天