一种高速波控系统的设计

但是实现除法(被除数不是2的整数次幂)和对小数的算法比较困难。按照上面公式计算波控码，VHDL语言直接实现这样的计算是很困难的，他不能够直接实现三角函数运算和浮点运算。解决方法就是，在FPGA的配置芯片中存储一个4 096×16 b的正弦表，通过查表法间接实现三角运算，浮点运算则采用定点运算来替代。用仿真软件ModelSim XE对方位俯仰电扫描计算结果进行仿真，波控码计算结果如图3所示。

　　3.3 波控系统设计验证

在波控码实时计算软件设计中，所有的加减乘除都采用定点运算，而且三角函数计算也是采用查表法实现，所以和浮点计算相比波控码计算结果误差加大，精度降低。选取离参考单元较远的第(4，4)单元通道，将浮点运算和定点运算得到的波控码值进行比较，波控码误差δcode：

用Matlab模拟FPGA定点运算和三角查表运算进行仿真，在仿真图中可以清楚地看到波控码误差绝对值小于0.02，定点计算结果和真值误差很小。

同时通过系统实际运行来验证方案的可行性，将波控系统与系统联试，FPGA在每次重新布相后将各个移相器的波控码上发给主控计算机，将这些波控码与主控计算机浮点运算结果相对比，发现实际情况与仿真结果相吻合，实际运算与仿真运算一致，符合精度要求和实时性要求。

　　4 结语

本文阐述了一种基于FPGA实现相控阵波控系统的设计方案，并且通过软件仿真和实际运行验证这种方案设计的可行性。这种方案设计充分发挥了FPGA芯片的高速、并行特点，可以同步并行控制天线各单元通道，保证了相控阵天线波束切换的高速性和各单元的一致性。