中科亿海微波控软硬一体方案助力相控阵T/R组件波束精准控制

随着现代通信技术的飞速发展，相控阵天线技术已不再局限于军事雷达应用，在卫星通信、无线通信、自动驾驶等民用领域也发挥着日益重要的作用。其核心价值在于快速波束扫描、出色的抗干扰能力以及灵活可调的波束形状——这些特性在复杂电磁环境下尤为关键。

中科亿海微电子科技（苏州）有限公司推出的波控处理软硬一体解决方案，正是针对这一应用场景的专业化方案。波控处理通过精确控制不同天线组件的幅度与相位，实现波束方向与增益的灵活调整，从而达成高精度角度控制与高增益性能。该方案由波控处理板、波控处理控制软件算法以及上位机软件三大部分组成。

图 波束控制处理板

在硬件层面，波控处理板集成了FPGA模块、角度补偿数据存储模块、电平转换模块和电源模块。FPGA采用基于静态存储器结构的EQ6HL45，主要负责子阵选择、波控码计算以及通信控制——一个关键特性是：它可根据实际需求定制不同天线阵列形状，并负责与信号处理模块及TR组件之间的协议解析与数据通信。角度补偿数据存储模块用于存储和读取补偿数据，以提升角度指向精度；电平转换模块则实现FPGA与外部模块间的信号隔离与驱动；电源模块由多路DC/DC电路构成，既生成内部供电，也提供外部输出电源。

在软件算法部分，方案集成了波控处理控制软件，通过FPGA软件实现。其功能包括：接收信号处理机的工作模式控制信号，处理T/R控制、LD加载控制、数据加载以及波束指向控制信号，完成对相控阵天线接收和发射通道的校准、补偿表加载、波束指向控制、T/R开关切换等任务。此外，方案还配套了上位机软件，方便开发人员验证与使用，可模拟信处通信功能、进行角度补偿Flash的读写操作，以及模拟TR组件通信。

图 上位机界面

方案优势

硬件层面：小尺寸、低功耗、多通道并行控制

·器件国产化率100%
·板卡尺寸仅有10cm×9cm
·功耗低于3W
·独立并行控制TR组件可达16路
·百兆网口、SPI、异步422等多种接口并存
·扩展性好，可多板并行使用
·适应方形、圆形、十字型等多种阵面形状

软件算法：定制能力强，精度高

·IP适应异形阵面的能力强
·可根据实际天线阵列灵活调整控制通道
·支持选择控制不同子阵模块，确保波束指向精准与系统高效运行
·具备解析装订角度的功能
·能根据不同TR阵面形状生成相应波控码
·具备实时精确补偿的功能
·能同步控制多路TR组件
·波束角度指向精度可达1/16384度
·响应周期不大于2ms

上位机软件：高效直观的人机交互

·具备模拟信处通信功能
·支持对存储补偿数据的Flash进行读写
·支持模拟TR的数据收发功能

关于中科亿海微

中科亿海微电子科技（苏州）有限公司，成立于2017年1月，专注于“可编程芯片与智能微系统”技术领域，是国家专精特新“小巨人”企业、国家高新技术企业，同时也是苏州市姑苏领军企业和江苏省潜在独角兽企业。公司以“可编程逻辑IP核与EDA工具”为技术特色，主营业务涵盖FPGA、自适应SoC、可重构计算系统等产品的设计及服务。

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