一種塔康天線監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及塔康系統(tǒng)，特別涉及一種塔康天線監(jiān)控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有的塔康天線監(jiān)控單元的結(jié)構(gòu)由于使用大量分離元件的原因，導(dǎo)致天線監(jiān)控單 元工作不穩(wěn)定、性能不可靠，不能滿(mǎn)足艦載塔康的需求，同時(shí)存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、輸出信號(hào)精度 不夠、調(diào)試和維修困難、成本居高不下的問(wèn)題。如何解決這個(gè)問(wèn)題就成為了本領(lǐng)域的技術(shù)人 員所要研究和解決的課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的就是為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，針對(duì)現(xiàn)有塔康天線監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)工作 不穩(wěn)定、輸出信號(hào)精度不足、調(diào)試和維修困難等問(wèn)題，提供一種塔康天線監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方 案，以滿(mǎn)足艦載塔康的需求。
[0004] 本發(fā)明是通過(guò)這樣的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種塔康天線監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：包 括FPGA芯片和與FPGA芯片連接的單片機(jī)，F(xiàn)PGA芯片內(nèi)包括時(shí)鐘分頻模塊、串行地址產(chǎn)生 模塊、主基準(zhǔn)/輔基準(zhǔn)產(chǎn)生模塊、陣子檢測(cè)模塊、通信模塊和存儲(chǔ)器；其中時(shí)鐘分頻模塊分 別與串行地址產(chǎn)生模塊、主基準(zhǔn)/輔基準(zhǔn)產(chǎn)生模塊和陣子檢測(cè)模塊相連接，串行地址產(chǎn)生 模塊分別與主基準(zhǔn)/輔基準(zhǔn)產(chǎn)生模塊和通信模塊相連接，存儲(chǔ)器與陣子檢測(cè)模塊相連接， 陣子檢測(cè)模塊與通信模塊相連接，通信模塊與主基準(zhǔn)/輔基準(zhǔn)產(chǎn)生模塊相連接，同時(shí)通信 模塊又連接到單片機(jī)。
[0005] 本系統(tǒng)的工作流程是：首先對(duì)輸入的晶振信號(hào)分頻產(chǎn)生系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)，然后分為 三部分并行執(zhí)行；一部分在得到時(shí)鐘信號(hào)后再通過(guò)分頻得到15HZ基準(zhǔn)信號(hào)，然后再產(chǎn)生主 基準(zhǔn)、輔基準(zhǔn)信號(hào)，然后通過(guò)外部設(shè)備讀入主基準(zhǔn)信號(hào)的偏移角度，如果有，則對(duì)應(yīng)調(diào)整主 基準(zhǔn)、輔基準(zhǔn)時(shí)序，最后通過(guò)對(duì)外通信把產(chǎn)生的信號(hào)傳遞到整機(jī)；一部分在讀入時(shí)鐘信號(hào)后 首先產(chǎn)生串行地址信號(hào)，然后把相應(yīng)的電掃波形讀入到系統(tǒng)中，然后把讀入的電掃波形和 產(chǎn)生的本地基準(zhǔn)波形進(jìn)行異或，如果異或后的值為"〇"表示天線正常，如果為" 1"則說(shuō)明天 線故障，天線故障時(shí)，通過(guò)故障分析判斷故障是屬于軟告警還是硬告警，最后把監(jiān)測(cè)結(jié)果通 過(guò)對(duì)外通信傳遞出去；一部分在得到整機(jī)故障診斷命令后，產(chǎn)生檢測(cè)模式串行地址，然后讀 入對(duì)應(yīng)的電掃波形，然后把電掃波形和本地產(chǎn)生的檢測(cè)波形進(jìn)行異或，如果異或后值為"〇" 表示天線正常，如果為" 1"則說(shuō)明天線故障，如故障則進(jìn)行故障分析判斷故障陣子號(hào)，最后 把相應(yīng)信息通過(guò)對(duì)外通信傳遞給整機(jī)。
[0006] 本發(fā)明的有益效果是：本系統(tǒng)通過(guò)采用FPGA芯片和單片機(jī)實(shí)現(xiàn)硬件功能，采用成 熟的數(shù)字處理技術(shù)和可編程邏輯器件，設(shè)計(jì)出技術(shù)先進(jìn)、工作穩(wěn)定、性能可靠的天線監(jiān)控系 統(tǒng)，從而滿(mǎn)足了艦載塔康的需求。該天線監(jiān)控系統(tǒng)研制成功后，已成功應(yīng)用到塔康設(shè)備上， 可以完全替代原天線監(jiān)控單元。本設(shè)計(jì)由于增加了自動(dòng)檢測(cè)陣子功能和自動(dòng)調(diào)節(jié)主、輔基 準(zhǔn)角度等功能，減少調(diào)試時(shí)間，增加了系統(tǒng)工作穩(wěn)定性；節(jié)約了成本、提高了經(jīng)濟(jì)效益。
【附圖說(shuō)明】
[0007] 圖1為塔康天線監(jiān)控系統(tǒng)電路連接框圖； 圖2為圖1中的FPGA芯片內(nèi)部電路連接框圖； 圖3為系統(tǒng)工作流程圖； 圖4為主基準(zhǔn)、輔基準(zhǔn)信號(hào)時(shí)序圖。
【具體實(shí)施方式】
[0008] 以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明： 參照?qǐng)D1和圖2,本系統(tǒng)包括FPGA芯片和與FPGA芯片連接的單片機(jī)，F(xiàn)PGA芯片內(nèi)包括 時(shí)鐘分頻模塊、串行地址產(chǎn)生模塊、主基準(zhǔn)/輔基準(zhǔn)產(chǎn)生模塊、陣子檢測(cè)模塊、通信模塊和 存儲(chǔ)器；其中時(shí)鐘分頻模塊分別與串行地址產(chǎn)生模塊、主基準(zhǔn)/輔基準(zhǔn)產(chǎn)生模塊和陣子檢 測(cè)模塊相連接，串行地址產(chǎn)生模塊分別與主基準(zhǔn)/輔基準(zhǔn)產(chǎn)生模塊和通信模塊相連接，存 儲(chǔ)器與陣子檢測(cè)模塊相連接，陣子檢測(cè)模塊與通信模塊相連接，通信模塊與主基準(zhǔn)/輔基 準(zhǔn)產(chǎn)生模塊相連接，同時(shí)通信模塊又連接到單片機(jī)。
[0009] 參照?qǐng)D3,本系統(tǒng)的工作流程是：首先對(duì)輸入的晶振信號(hào)分頻產(chǎn)生系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)， 然后分為三部分并行執(zhí)行；一部分在得到時(shí)鐘信號(hào)后再通過(guò)分頻得到15HZ基準(zhǔn)信號(hào)，然后 再產(chǎn)生主基準(zhǔn)、輔基準(zhǔn)信號(hào)，然后通過(guò)外部設(shè)備讀入主基準(zhǔn)信號(hào)的偏移角度，如果有，則對(duì) 應(yīng)調(diào)整主基準(zhǔn)、輔基準(zhǔn)時(shí)序，最后通過(guò)對(duì)外通信把產(chǎn)生的信號(hào)傳遞到整機(jī)；一部分在讀入時(shí) 鐘信號(hào)后首先產(chǎn)生串行地址信號(hào)，然后把相應(yīng)的電掃波形讀入到系統(tǒng)中，然后把讀入的電 掃波形和產(chǎn)生的本地基準(zhǔn)波形進(jìn)行異或，如果異或后的值為"〇"表示天線正常，如果為" 1" 則說(shuō)明天線故障，天線故障時(shí)，通過(guò)故障分析判斷故障是屬于軟告警還是硬告警，最后把監(jiān) 測(cè)結(jié)果通過(guò)對(duì)外通信傳遞出去；一部分在得到整機(jī)故障診斷命令后，產(chǎn)生檢測(cè)模式串行地 址，然后讀入對(duì)應(yīng)的電掃波形，然后把電掃波形和本地產(chǎn)生的檢測(cè)波形進(jìn)行異或，如果異或 后值為"〇"表示天線正常，如果為" 1"則說(shuō)明天線故障，如故障則進(jìn)行故障分析判斷故障陣 子號(hào)，最后把相應(yīng)信息通過(guò)對(duì)外通信傳遞給整機(jī)。
[0010] 本系統(tǒng)的時(shí)鐘分頻模塊對(duì)輸入時(shí)鐘進(jìn)行分頻輸出頻率為552960HZ的時(shí)鐘信號(hào)。 提供天線調(diào)制單元、串行地址產(chǎn)生模塊、主基準(zhǔn)/輔基準(zhǔn)產(chǎn)生模塊和陣子檢測(cè)模塊的時(shí)鐘 信號(hào)。
[0011] 本系統(tǒng)的串行地址產(chǎn)生模塊產(chǎn)生兩組信號(hào)；1個(gè)是對(duì)552960時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行分頻產(chǎn) 生頻率為15Hz基準(zhǔn)信號(hào)；另一個(gè)是用于選通天線調(diào)制單元的地址信號(hào)。參照表1和表2,地 址信號(hào)在正常監(jiān)測(cè)天線的情況下按照天線掃描順序選通以下32個(gè)135Hz陣子、12個(gè)15Hz 陣子、南北探針以及+5v、-10v電源的開(kāi)關(guān)信號(hào)；在系統(tǒng)進(jìn)入故障診斷時(shí)地址信號(hào)分時(shí)選通 32個(gè)135Hz陣子、12個(gè)15Hz陣子、南北探針以及+5v、-10v電源的開(kāi)關(guān)信號(hào)。
[0012] 本系統(tǒng)的主基準(zhǔn)/輔基準(zhǔn)產(chǎn)生模塊以15Hz基準(zhǔn)信號(hào)為基準(zhǔn)產(chǎn)生。參照?qǐng)D4,周期 為15Hz的主基準(zhǔn)和135Hz的輔基準(zhǔn)窄脈沖，在1個(gè)主基準(zhǔn)的周期里有8個(gè)輔基準(zhǔn)的脈沖。 在艦載塔康使用時(shí)，當(dāng)天線正北方向角與艦船船頭偏移時(shí)可以實(shí)時(shí)通過(guò)調(diào)整主輔基準(zhǔn)信號(hào) 與15Hz基準(zhǔn)信號(hào)的延遲修正偏移角度；通過(guò)公式"延遲時(shí)間=偏移角度X單位角度對(duì)應(yīng) 時(shí)間"，最后把主輔基準(zhǔn)信號(hào)延遲相應(yīng)時(shí)間。
[0013] 本系統(tǒng)的陣子檢測(cè)模塊讀入天線陣子電掃波形，與本地ROM里存儲(chǔ)的基準(zhǔn)模式波 形進(jìn)行異或，在正常情況下，天線陣子電掃波形與基準(zhǔn)模式波形應(yīng)該是一致的，所以異或后 的波形為當(dāng)在某些時(shí)刻不一致時(shí)產(chǎn)生波形為"1"的方波。再根據(jù)不同時(shí)刻的串行地址 對(duì)異或后波形進(jìn)行判斷，從而得出陣子工作正?；蚬收稀．?dāng)檢測(cè)出1個(gè)或多個(gè)15Hz陣子、 多個(gè)135Hz陣子、南北探針出現(xiàn)故障，則通過(guò)通信模塊發(fā)送天線硬告警故障信號(hào)；當(dāng)檢測(cè)出 1個(gè)135Hz陣子出現(xiàn)故障，則通過(guò)通信模塊發(fā)送天線軟告警故障信號(hào)。當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)入故障診 斷功能時(shí)陣子檢測(cè)模塊讀入天線陣子電掃波形，與本地ROM里存儲(chǔ)的檢測(cè)模式波形進(jìn)行異 或，對(duì)異或后的波形進(jìn)行判斷故障陣子號(hào)，并把故障號(hào)通過(guò)通信模塊傳遞到主機(jī)。
[0014] 本系統(tǒng)的通信模塊用于FPGA芯片和單片機(jī)進(jìn)行通信，使用8位并口線地址/數(shù)據(jù) 進(jìn)行連接，在中斷和讀/寫(xiě)信號(hào)選通下與單片機(jī)進(jìn)行通信。
[0015] 本系統(tǒng)的串行地址信號(hào)由135Hz陣子和15Hz陣子地址組成，見(jiàn)表1和表2。
[0016] 表1 135Hz陣子串行地址時(shí)序
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種塔康天線監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：包括FPGA芯片和與FPGA芯片連接的單片機(jī)， FPGA芯片內(nèi)包括時(shí)鐘分頻模塊、串行地址產(chǎn)生模塊、主基準(zhǔn)/輔基準(zhǔn)產(chǎn)生模塊、陣子檢測(cè)模 塊、通信模塊和存儲(chǔ)器；其中時(shí)鐘分頻模塊分別與串行地址產(chǎn)生模塊、主基準(zhǔn)/輔基準(zhǔn)產(chǎn)生 模塊和陣子檢測(cè)模塊相連接，串行地址產(chǎn)生模塊分別與主基準(zhǔn)/輔基準(zhǔn)產(chǎn)生模塊和通信模 塊相連接，存儲(chǔ)器與陣子檢測(cè)模塊相連接，陣子檢測(cè)模塊與通信模塊相連接，通信模塊與主 基準(zhǔn)/輔基準(zhǔn)產(chǎn)生模塊相連接，同時(shí)通信模塊又連接到單片機(jī)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種塔康天線監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：所述系統(tǒng)的工作流程 是：首先對(duì)輸入的晶振信號(hào)分頻產(chǎn)生系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)，然后分為三部分并行執(zhí)行；一部分在 得到時(shí)鐘信號(hào)后再通過(guò)分頻得到15HZ基準(zhǔn)信號(hào)，然后再產(chǎn)生主基準(zhǔn)、輔基準(zhǔn)信號(hào)，然后通 過(guò)外部設(shè)備讀入主基準(zhǔn)信號(hào)的偏移角度，如果有，則對(duì)應(yīng)調(diào)整主基準(zhǔn)、輔基準(zhǔn)時(shí)序，最后通 過(guò)對(duì)外通信把產(chǎn)生的信號(hào)傳遞到整機(jī)；一部分在讀入時(shí)鐘信號(hào)后首先產(chǎn)生串行地址信號(hào)， 然后把相應(yīng)的電掃波形讀入到系統(tǒng)中，然后把讀入的電掃波形和產(chǎn)生的本地基準(zhǔn)波形進(jìn)行 異或，如果異或后的值為"〇"表示天線正常，如果為"1"則說(shuō)明天線故障，天線故障時(shí)，通過(guò) 故障分析判斷故障是屬于軟告警還是硬告警，最后把監(jiān)測(cè)結(jié)果通過(guò)對(duì)外通信傳遞出去；一 部分在得到整機(jī)故障診斷命令后，產(chǎn)生檢測(cè)模式串行地址，然后讀入對(duì)應(yīng)的電掃波形，然后 把電掃波形和本地產(chǎn)生的檢測(cè)波形進(jìn)行異或，如果異或后值為"〇"表示天線正常，如果為 " 1"則說(shuō)明天線故障，如故障則進(jìn)行故障分析判斷故障陣子號(hào)，最后把相應(yīng)信息通過(guò)對(duì)外通 信傳遞給整機(jī)。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種塔康天線監(jiān)控系統(tǒng)。包括FPGA芯片和與FPGA芯片連接的單片機(jī)，F(xiàn)PGA芯片內(nèi)包括時(shí)鐘分頻模塊、串行地址產(chǎn)生模塊、主基準(zhǔn)／輔基準(zhǔn)產(chǎn)生模塊、陣子檢測(cè)模塊、通信模塊和存儲(chǔ)器。本系統(tǒng)通過(guò)采用FPGA芯片和單片機(jī)實(shí)現(xiàn)硬件功能，采用成熟的數(shù)字處理技術(shù)和可編程邏輯器件，設(shè)計(jì)出技術(shù)先進(jìn)、工作穩(wěn)定、性能可靠的天線監(jiān)控系統(tǒng)，從而滿(mǎn)足了艦載塔康的需求。該天線監(jiān)控系統(tǒng)研制成功后，已成功應(yīng)用到塔康設(shè)備上，可以完全替代原天線監(jiān)控單元。本設(shè)計(jì)由于增加了自動(dòng)檢測(cè)陣子功能和自動(dòng)調(diào)節(jié)主、輔基準(zhǔn)角度等功能，減少調(diào)試時(shí)間，增加了系統(tǒng)工作穩(wěn)定性；節(jié)約了成本、提高了經(jīng)濟(jì)效益。
【IPC分類(lèi)】G01R31-00, G01R29-10
【公開(kāi)號(hào)】CN104698322
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510132645
【發(fā)明人】馮超, 許劍波, 任宏偉, 尹長(zhǎng)彬
【申請(qǐng)人】天津七六四通信導(dǎo)航技術(shù)有限公司
【公開(kāi)日】2015年6月10日
【申請(qǐng)日】2015年3月25日