基于ARM的毫米波天線自動對準平臺系統(tǒng)云臺單元設(shè)計.pdf

1、隨著現(xiàn)代作戰(zhàn)系統(tǒng)對信息化要求越來越高,也對通信設(shè)備提出了更高的要求。毫米波通信由于其波瓣窄、頻帶寬、保密性強、抗干擾能力強,因而被廣泛用于通信領(lǐng)域并越來越多地裝備部隊。但正是由于其毫米波波瓣窄、方向性強,導(dǎo)致天線對準困難,存在對通時間長,甚至難以對準的問題,不能滿足快速反應(yīng)的要求。因此,需要一種高效的毫米波天線自動對準裝置,提高天線架裝與對準速度,縮短天線架裝與對準時間,確保毫米波通信鏈路建立的快速性與可靠性,以適應(yīng)快速準確通信的需要。

2、因此,本文將以××××毫米波接力機天線自動對準平臺系統(tǒng)為應(yīng)用背景,研制一種對準速度快、對準精度高、實時性強的毫米波天線自動對準平臺系統(tǒng)云臺單元,實現(xiàn)兩天線快速準確對準,確保在較短時間內(nèi)建立毫米波通信鏈路。
　　 本云臺單元的設(shè)計從多任務(wù)處理和可靠性等角度出發(fā),提出了一種基于ARM7的32位微處理器LPC2294和實時多任務(wù)操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ的步進電機控制云臺的方法,將毫米波通信設(shè)備架裝在云臺單元上,從而使毫米波通信設(shè)備通過云

3、臺的轉(zhuǎn)動快速對準。
　　 本論文的研究工作包含以下幾個部分:
　　 1.介紹了毫米波天線對自動準平臺系統(tǒng)云臺單元(簡稱云臺控制單元)的系統(tǒng)組成和功能原理；論證了系統(tǒng)的總體方案:將ARM7處理器與嵌入式實時操作系統(tǒng)(RTOS)相結(jié)合的方式對云臺單元進行嵌入式控制系統(tǒng)設(shè)計；并確定了以LPC2294為核心處理器進行硬件設(shè)計,以RTOS內(nèi)核μC/OS-Ⅱ為軟件平臺進行軟件設(shè)計。
　　 2.在對平臺系統(tǒng)功能分析的基礎(chǔ)上,確

4、定了模塊化的硬件設(shè)計方案；從功能原理和具體實現(xiàn)方法上對硬件系統(tǒng)各模塊進行了說明。研究了ARM嵌入式微控制器系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,詳細分析了LPC2294中央處理器的設(shè)計過程和系統(tǒng)電氣控制部分的設(shè)計過程。
　　 3.考慮到系統(tǒng)功能復(fù)雜及對移動載體毫米波天線對準平臺要求的提高,為了增加程序功能,減少死機或者程序跑飛等情況,研究了基于μC/OS-Ⅱ嵌人式實時多任務(wù)操作系統(tǒng)應(yīng)用軟件平臺,把各個系統(tǒng)功能劃分為不同的任務(wù)。由操作系統(tǒng)來完成任務(wù)的調(diào)度

5、以及任務(wù)之間的同步和通信,用中斷來處理實時性要求強的異步事件,最終建立了云臺控制單元的RTOS。
　　 4.通過對云臺控制單元進行室內(nèi)和室外聯(lián)調(diào)試驗,并對試驗情況及關(guān)鍵指標進行了測試。測試結(jié)果驗證了云臺控制單元的各項功能和技術(shù)指標均能滿足系統(tǒng)要求,能夠在較短時間內(nèi)穩(wěn)定可靠地建立毫米波通信鏈路。
　　 本自動對準平臺系統(tǒng)云臺控制單元已經(jīng)應(yīng)用于毫米波通信設(shè)備的樣機對通通信中,系統(tǒng)運轉(zhuǎn)平穩(wěn),對準精度較高,架設(shè)時間短,從而大大縮