本发明属于卫星通信，涉及一种基于can总线的相控阵卫星通信天线多子阵控制系统。
背景技术：
1、在当今低轨星座、卫星互联网等前沿科技高速发展的大背景下，相控阵卫星通信领域需求旺盛、发展迅速。
2、目前，相控阵卫星通信天线多子阵控制系统有两种方案。第一种是嵌入式控制单元通过spi总线直接挂载多个相控阵天线子阵的方案。这种方案在子阵数据较少时颇为有效，但是在子阵数目庞大时，使得该方案的spi总线布线工作非常复杂，过长的信号线和复杂的电磁环境使spi总线的工作带宽受限。第二种是嵌入式控制单元通过ethernet网络控制多个相控阵天线子阵的方案。这种方法在技术上可行，但是需要增加网络交换机做数据桥接，网络交换机一般尺寸较大，不利于相控阵天线系统的尺寸控制。
3、若选用嵌入式控制单元通过spi总线直接挂载多个相控阵天线子阵的方案，每个阵面需要spi收和spi发两个通道，每个通道包含sck、nss、data三对差分信号共六根信号线，若相控阵天线由8个子阵组成，则嵌入式控制单元共需要48跟信号线分8组分别与8个子阵相连，十分复杂且容易产生串扰。
4、而对于基于can总线的相控阵卫星通信天线多子阵控制系统，目前尚且没有成熟、稳定的方案。
技术实现思路
1、本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种基于can总线的相控阵卫星通信天线多子阵控制系统，简化了控制系统布线且不需要网络交换机。克服can数据帧较短，不能在一帧数据内完全传输控制子阵所需的全部信息的不足，设计针对can数据帧用于相控阵天线的数据压缩方法，保障传输低时间延迟的同时，提升了can帧有限字长下的数据传输精度。
2、本发明所采用的技术方案是：一种基于can总线的卫星通信相控阵天线多子阵控制系统，包括：若干个相控阵天线子阵阵面、相控阵天线总控单元、相控阵子阵控制单元、can总线及spi总线；
3、相控阵天线总控单元通过can总线控制所有相控阵子阵控制单元；每个相控阵子阵控制单元通过spi总线挂载一个相控阵天线子阵，各相控阵子阵控制单元分别通过spi总线控制相应的相控阵天线子阵阵面；
4、相控阵天线总控单元通过can总线广播波束方位角、俯仰角、极化角、频率数据；
5、各相控阵子阵控制单元根据收到的can总线广播的波束方位角、俯仰角、极化角、频率数据，通过spi接口控制相控阵天线子阵阵面实现波束方位角、俯仰角、极化角和频率的动态调整；
6、若干个相控阵天线子阵阵面拼合成相控阵天线。
7、进一步的，所有相控阵子阵控制单元与相控阵天线总控单元之间的包含角度的can数据帧采用动态数据压缩方法进行数据传输。
8、进一步的，所述can数据帧动态数据压缩方法，包括：
9、对can specification version 2.0的can2.0a中的标准数据帧进行改进使用，将can2.0a标准数据帧id的低5位用于标识相控阵天线总控单元和相控阵子阵控制单元的设备id，将can2.0a标准数据帧id的高6位用于标识当前数据帧的压缩格式；在can2.0a标准数据帧id的高6位中，bit0表示极化角压缩格式占用位宽，bit1～bit5表示俯仰角压缩格式占用位宽，剩余位宽为方位角占据的位宽；
10、can2.0a标准数据帧数据域包含8个字节，合计64个数据位；每个标准数据帧至少包含的数据有方位角、俯仰角、极化角、频率、极化方式；其中，表达极化方式占用2个bit，频率使用16bits整数表达，剩余46个数据位用于表达方位角、俯仰角、极化角。
11、进一步的，方位角、俯仰角、极化角的角度编码流程如下：
12、s1：取极化角分辨率为10位，即设置极化角度分辨率为rpolar；
13、s2：若极化角≤90度，设极化角占用位宽数wpolar＝9，并对极化角进行量化，进入s3；
14、若极化角＞90度，设极化角占用位宽数wpolar＝10，并对极化角进行量化，进入s3；
15、s3：设俯仰角anglepit分辨率为11位，即设俯仰角的分辨率为rpit；设方位角anglecour分辨率为13位，即设方位角的分辨率为rcour；
16、s4：计算方位角占用位宽数wcour和俯仰角占用位宽数wpit；
17、s5：若方位角、俯仰角、极化角占用的总位宽数wpolar+wpit+wcour小于46，则进入s6；否则，进入s7；
18、s6：当第2n+1次进入s6时，给方位角占用位宽数wcour加1位，量化方位角，返回s5；当第2n次进入s6时，给俯仰角占用位宽数wpit加1位，量化俯仰角，返回s5；n为正整数；
19、s7：将量化后的极化角、俯仰角、方位角的二进制数值填入can2.0a标准数据帧的数据域中，将俯仰角占用的数据位宽设置于can2.0a标准数据帧id的高6位中的bit1-bit5中，方法结束。
20、进一步的，所述计算方位角占用位宽数wcour和俯仰角占用位宽数wpit，包括：
21、用s3中设置的方位角和俯仰角分辨率量化方位角和俯仰角目标指令值，得到量化后的俯仰角占用位宽数及量化后的方位角占用位宽数
22、floor()表示向下取整函数。
23、本发明与现有技术相比的优点在于：
24、(1)本发明将由相控阵天线总控单元、相控阵子阵控制单元挂载在can总线的双绞线上，每个相控阵天线子阵阵面挂载在spi总线的排线上，极大简化了控制系统布线且不需要网络交换机。本发明中每个相控阵子阵控制单元通过spi总线的短排线与天线子阵相连，简单可靠容易布线。
25、(2)克服了can数据帧较短，不能在一帧数据内完全传输控制子阵所需的全部信息的不足，本发明设计了针对can数据帧用于相控阵天线的数据压缩方法，保障传输低时间延迟的同时，提升了can帧有限字长下的数据传输精度。
1.一种基于can总线的卫星通信相控阵天线多子阵控制系统，其特征在于，包括：若干个相控阵天线子阵阵面、相控阵天线总控单元、相控阵子阵控制单元、can总线及spi总线；
2.根据权利要求1所述的一种基于can总线的卫星通信相控阵天线多子阵控制系统，其特征在于，所有相控阵子阵控制单元与相控阵天线总控单元之间的包含角度的can数据帧采用动态数据压缩方法进行数据传输。
3.根据权利要求1所述的一种基于can总线的卫星通信相控阵天线多子阵控制系统，其特征在于，所述can数据帧动态数据压缩方法，包括：
4.根据权利要求3所述的一种基于can总线的卫星通信相控阵天线多子阵控制系统，其特征在于，方位角、俯仰角、极化角的角度编码流程如下：
5.根据权利要求4所述的一种基于can总线的卫星通信相控阵天线多子阵控制系统，其特征在于，所述计算方位角占用位宽数wcour和俯仰角占用位宽数wpit，包括：
