第四章雷达的终端显示器和录取设备.pdf

《第四章雷达的终端显示器和录取设备.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第四章雷达的终端显示器和录取设备.pdf（8页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第四章第四章 雷达的终端显示器和录取设备雷达的终端显示器和录取设备 4.1 雷达的终端显示器雷达的终端显示器 一.显示器的主要类型（完成任务分类）1.距离显示器：P79 图 4.1 显示目标的斜距坐标，用光点在荧光屏上偏转的振幅来表示目标回波的大小，所以又称为偏转调制显示器。A 显：直线扫掠，扫掠线长度和雷达的距离量程相对应，直线的起始点为雷达，回波距离点的长度表示距离，有距离刻度。A/R 显：A 显同上，R 显上 A 的某一段进行放大。J 显：圆周扫掠，顶端为雷达圆弧长表示距离，读数精度提高倍。图 4-1 三种距离显示器的画面 2.平面显示器：P79 图 4.2，又称 PPI(Plan po

2、sition indicator)显，显示斜距、方位，是二维显示器，用亮点来显示坐标，属亮度调制显示器。P 显：圆心为雷达，径长表示距离，顶向方位为正北，圆周角表方位，顺时针方向。偏心式 P 显：移动原点，使放大给定方向。以上两种均为极坐标。B 式显示：直角坐标，常用微 B 式显示，距离和方位只显示一段。图 4-2 平面显示器图像 3.高度显示器：P80 图 4.5 RHI 显示：水平距离和高度、仰角，雷达在左下方。图 4-3 高度显示器 4.情况显示器：P80 图 4.6 一次信息：雷达 二次信息：表格数据、特征符号、地图等。5.光栅扫描雷达显示器：P80 图 4.7 数字显示技术的应用。既

3、能显示目标回波的二次信息，也能显示各种二次信息以及背景地图。二.对显示器的要求 1.类型选择：斜距用距离显示，距离、方位用平面显示，指挥和航管用情况显示器。2.坐标量程、分辨力。3.对比度：100%=图象亮度背景亮度比度背景亮度，一般要求在 200%以上。4.重显频率：2030Hz。5.图象的失真和误差。6.体积、重量、功耗等。4.2 距离显示器距离显示器 一.A 显 1.A 显画面，P81 图 4-8 图 4-4 A 型显示器画面 水平偏转：电子束由试波管最左边均匀向右移动。（水平偏转锯齿电压），如图：回波偏转：由接收信号（回波）包络控制电子束的垂直移动。（上垂直板接回波），如图：距离刻度：

4、机械刻度。电刻度，由窄脉冲信号控制电子束的下垂直移动（下垂直板接刻度波）。可移动距标：加亮度段：给阴、阳极之间加大电压差，电子束强度增大。下凹段：给下偏转偏加正电压。辉亮信号：接阳极。2.试波管结构和各级电压。P82 图 4.9 图 4-5 A 显显示器各极波形及时间关系 水平偏转板：锯齿电压，偏转灵敏度()xcmSV，扫线长l()cm，锯齿电压幅度()xV V，正 程 时 间()T ms，标 尺 系 数(/)m Km cm，量 程()mRKm，mxxRlV Sm=，150()mRT Km=，锯齿波斜率()xVVkmsT=。上垂直偏转板：接回波信号。下垂直偏转板：接刻度波，单位刻度距离()R

5、Km，刻度频率()f KHz，()150RKmf=。阳极：辉亮方波，高电平时间=T=锯齿波正程时间。阴极：移动距标，加亮。移动距标由相移器完成，保证线性度良好。3.A 型显示器的组成 P83 图 4.10 80%LD，12RRCt=，其中L为扫除线，D 为荧光屏直径。二.A/R 显示器 R 显起始迟延：2csRtC=，P85 图 4.12 A/R 显可以看成两个 A 显，不同的是：R 显的起始位置是st，由 A 显的粗移动距标形成的触发脉冲，R 显的刻度更精细，R 显的扫描电压周期的一个粗移动距标的时间长度。双枪双束，单枪双束，单枪单束。例.ex4.1 已知单枪静电偏转示波管偏转灵敏度 10V

6、/cm，Rmax对应扫略线长度 l=30cm，标尺系数 m=0.2cm/Km，现保证全程测量，采用 A/R 显示方法，将 70Km80km 一段标尺系数扩大 5 倍，画出加于 x 偏转板、y 偏转板上的偏转信号和加于阴极上的辉亮信号，表明锯齿电压的斜率，对准时间关系 解：X 偏转板 140V 100V 300V 67s Y 下偏转板 467s 辉亮 1ms 4.3 平面位置显示器平面位置显示器 一.PPI 显示器画面特点：距离电刻度：等间距的同心圆 方位电刻度：等间距的辐射状直线。二 动圈式显示：方位扫描靠偏转线圈与天线同步旋转而形成 1距离扫掠 由锯齿电流形成径向偏转，采用磁偏转，在偏转线圈

7、中加入锯齿电流，形成随时间线性增强的磁场，使电子束在磁场中发生偏转（偏转方向与磁场方向垂直），从而在荧光屏上作直线扫描，光点从中心向外作径向扫掠。径向偏转灵敏度 Sr(cm/A),径向线长 L(cm)锯齿电流幅度 Ir(A)。正程时间 T(ms)，标尺系数m(km/cm)，量程 Rm(km)，关系同 A 显。2方位扫描：距离扫掠线随天线同步转动。动圈式显示中，通过使偏转线圈与天线同步转动的方法实现方位扫描。由机械转动线圈形成圆周扫描，方位刻度由光电码盘产生。要产生方位刻度，应在天线每转动时就产生一个方波，加在示波管栅极或阴极上。这可由光电码盘产生。即在刻度盘上每隔开孔，一边为光源一边为光电变换

8、电路，来产生间隔的方波。3距离刻度、方位刻度与回波合成亮度信号。三定圈式显示 1方位扫描的基本原理 任意方向线性变化的磁场 H，能使电子束在与该磁场垂直的方向进行扫掠，从而形成扫掠线。sinXikt=，cosYikt=ix，iy电流在水平垂直线圈中产生对应 Hx,Hy 磁场分量，合成的就是方向的磁场，则扫掠线出现在()/2+方向上 2扫掠电流的产生 (Fig4.22)双向钳位 定子（初级），锯齿电流 转子（次级），随天线转角同步转动，转子上有两个垂直放置的绕组（次级）。转子转动，定子、转子间的互感系数按sin和cos变化，则次级输出受sin和cos调制的锯齿电流，完成分解。3系统组成(Fig4

9、.23)x，y加到 x,y 的偏转线圈，形成与天线转角相对应的径向扫掠线；距离刻度+方位刻度+回波示波管栅极辉亮信号阴极 4.4 计算机图形显示计算机图形显示 一系统组成 计算机：专用、通用计算机；显示内容：目标信息、输入数据、二次信息等；信号处理控制：处理计算机送来的和操作员输入的信息，产生显示时所需要的信息。2随即扫描系统(Fig4.254.26)任意给其(x,y)坐标，将其连续输出即可，非连续部分用匿影信号匿影 3光栅扫描显示系统 行、列、帧，控制亮度显示不同画面，即在需要显示图形的像素位置上加上相应的辉亮信号，接通电子束从而出现图形。二 字符产生器 要求：字符种类、尺寸、书写效率（书写

10、时间越短，效率越高）、显示效率（字符辉亮时间/书写时间）。1随机扫描字符产生器(Fig4.29)由字符码控制 ROM 产生水平/垂直偏转电压、电流和辉亮信号，字符成形存贮器实质上是一个微程序库。点阵法划分成若干像素，控制某些点的辉亮显示所需字符，最后回到起始点，计数，逐个扫描；a.顺序点阵法：x，y 扫描顺序，x 不动，y+；x+，y+；直到扫完全屏辉亮，有点处亮，无点处暗 b.程控法：x，y 走完两点处，显示时间短。(Fig4.30，表 4.1)线段法：线段逼近，返回时暗，最后回到原点。(Fig4.31)积分电路(Fig4.32)2光栅扫描字符产生器 逐个扫描。(Fig4.33)将各字符的第

11、一横显示完，再显示各字符第二横，不同于随机扫描，一个字符显示完再显示另一个字符。三矢量产生器 图形曲线直线矢量矢量产生器 矢量产生器产生各种线段的信号，通过 X、Y 驱动部件和偏转系统控制电子束运动 1基本原理 矢量元素：正交分解，起始值 xm，ym 终止值 xm+1，ym+1 增值xm=xm+1-xm，ym=ym+1-ym 规划：axm、ym、xm、ym均为整数 b限定画完一个矢量的总时间 To fo=1/To c尽可能均匀的在 To时间内给原值（xm、ym）发出（xm、ym）个增量脉冲（每个脉冲的增量为 1，计数产生）x 方向的频率变化xmomffx=，y 方向ymomffy=系统组成(F

12、ig4.35)2/nocpTf=总的描绘时间，cpf是时钟。2cpxnffx=，平均频率，可理解为单位时间内的平均脉冲数 022oTcpcpxoonnffNxdtxTNx=+=oT时间内的总脉冲数 即：0To时间内，数字乘法器输出脉冲和输入数据相等，积分结果为输入数据值。2速率乘法器 速率乘法器：输出频率111100/2222nncpcpiion icpinniifffxfxx+=经过 1/fo时间内画出一条矢量。速度乘法矢量产生器的组成：主要增加部分：线长检测器及其对分频链的控制。作用：将mx和my的最高位逐次比较，当其最高位均为零时屏蔽掉改为计数器，使画矢量使用的时间按照矢量的长度进行自动

13、调节 eg：x=00000111 y=00001011 原画矢量时间是82/cpf，线长检测器检测有效位为四位，画矢量所用时间42/cpf，速度提高42。矢量产生器的工作过程 3累加法矢量产生器 累加器 设初始状态为 0，第 xi位溢出的累加次数为 2n-1，在 2n累加中的溢出次数为 2i，频率 f 为 2i/2n。所有各位形成的在 2n次系数的中的溢出次数102niiiNx=，频率为/2nffx=。结果与速度乘法器相同。若第 k 级为 1，在累加值 2(n+1)-k时，产生第一次溢出，则连续累加 2n次 时，将 产 生2k-1个 溢 出 脉 冲。经2n次 累 加 所 得 的 总 溢 出 脉

14、 冲 数 为12101212222nnxnnNxXXX=+L 组成 增加部分：移位控制，作用同线长检测器，但在累加法中是选择溢出位。4.5 雷达数据的录取雷达数据的录取 录取过程：检测（目标存在与否）测量（估值）（录取 1）相关信息（录取 2）。录取方法：1人工录取 人工完成检测、录取 1、录取 2，时间长、精度低、抗干扰能力强。2半自动 人工完成检测、录取 1，自动完成录取 1、2 时间略长、精度中、抗干扰中。3全自动 自动完成录取 1、2 时间短、精度高、抗干扰弱。一距离数据的录取 1单目标距离编码器 同步计数脉冲估值：启动脉冲与计数脉冲同时。1()22RcRn=+,2 22 2RRccR

15、RR=22248RRc=异步计数脉冲估值 启动脉冲与计数脉冲不同时 2RcRN=,22RRccRRR=22212RRc=n级累加器x0 x1xn-1xn-2overflow2多目标距离编码器 Fig4.46 在距离扫描周期内计数器正常计数，用目标回波脉冲控制当时的计数值。一个计数器即可。3影响因素 R稳、小。二角目标的录取 1估值方法 211()2=+1和2分别为信号起始、终止位，所以的估值表现为对1和2的估值 2增益码盘 (Fig4.49)把机械转角转换成相应的数码 正北缝隙 P1 扫描周，清零 增量缝隙 P2 计数脉冲，适用于单向运转。3双向增益码盘(Fig4.50、Fig4.52)增量缝隙内增加转向缝隙，形成正反向计数。正向时，转向脉冲与计数脉冲同相；反转时，转向脉冲和计数脉冲反相。通过转向鉴别电路产生正反向计数。4二进制码盘 有里向外标明相应的二进制值，直接表示其角度，由于边界模糊容易产生大误差 5循环码盘 原理同 4，取得是循环码，读出的经过数码变换器 11nniiiBGBBG=11nniiiGBGBB=G 码同 B 码最高位相同，G 码的 i 位使 B 码的 i 和 i+1 位的异或。