1、第四章 雷達終端顯示器,內容提要,顯示器的任務 顯示器的種類 距離顯示器 平面位置顯示器,以光學圖形、圖像的表現形式，將雷達探測到的目標信息通過視覺傳遞給雷達操作者,顯示器的任務,顯示內容：包括目標的位置及其運動情況，目標的各種特征參數等。如目標高度、航向、速度、軌跡、架數、機型、敵我屬性,警戒雷達和引導雷達 發現目標和測定目標的坐標。 根據目標回波的特點和變化規律來判別目標的性質（機型、架數等）。 預警雷達和精密跟蹤雷達 在搜索狀態截獲目標，在跟蹤狀態監視目標運動規律和監視雷達系統的工作狀態。 指揮控制系統 顯示情報。 綜合顯示：把多部雷達站的情報綜合在一起，經過坐標系的變換和歸一，目標數據

2、的融合等加工過程，在指揮員面前形成一幅敵我動態形勢圖像和數據。 指揮控制顯示：在綜合顯示的基礎上顯示我方的指揮命令,顯示器的任務,根據完成的任務不同，可分為： 距離顯示器 平面顯示器 高度顯示器 情況顯示器和綜合顯示器 光柵掃描顯示器,顯示器的種類,距離顯示器是一維空間顯示器，顯示目標的斜距坐標。用光點在熒光屏上偏轉的振幅來表示目標回波的大小。用光點偏離參考點的長度來表示目標的距離,距離顯示器,A型 J型 A/R型,距離顯示器有三種基本類型： A型 J型 A/R型,距離顯示器,平面顯示器是二維顯示器，顯示目標的斜距和方位兩個坐標。采用平面上的亮點位置來表示目標的坐標，屬于亮度調制顯示器,平面顯

3、示器,P顯（極坐標,B顯（直角坐標,PPI,提供了360度范圍內全部平面信息，所以也叫全景顯示器或環視顯示器，簡稱PPI顯示器或P顯,平面顯示器,高度顯示器的兩種型式,用于測高雷達和地形跟隨雷達, 橫坐標表示距離，縱坐標表示仰角或高度,高度顯示器,對顯示器的主要要求,顯示器的類型選擇：根據顯示器的任務和顯示 內容選擇 顯示的坐標數量、種類和量程 對目標坐標的分辨力：顯示器畫面上兩個相鄰目標的分辨力 顯示器的對比度：圖像亮度和背景亮度的比值 圖像重顯頻率：為了使圖像畫面不致閃爍，要求重新顯示的頻率必須達到一定數值。20-30次/秒 顯示圖像的失真和誤差 顯示器的體積、重量、環境條件、電源電壓及功

4、耗等要求,示波管顯示器原理,電子槍,偏轉板,熒光屏,電子束聚焦原理,加速：兩個加速場 聚焦：利用非均勻電場,目的：產生一束具有一定速度的直徑很小的電子,靜電偏轉原理,波形顯示原理,距離顯示器（A型,距離顯示器原理,A型顯示器的組成,掃掠形成電路 其主要由方波產生器、 鋸齒電壓形成電路和差分放大器組成。掃掠形成電路形成鋸齒掃掠電壓波, 加在X偏轉板上, 控制電子束從左到右掃掠。 視頻放大電路 其功能是把接收機檢波器輸出的信號放大到顯示器偏轉板上所需要的電平。 距標形成電路 其包括固定距離刻度和移動距標的產生電路。固定距離刻度電路由振鈴電路、限幅放大器和刻度形成電路組成,掃掠線的重要參數,掃掠線長

5、度L：通常是掃掠線的長度為熒光屏直徑的80%。 距離量程：掃掠線總長度L所表示的實際距離值。 掃掠直線性：保證距離刻度的均勻,平面位置顯示器,平面位置顯示器是二維顯示器，顯示目標的斜距和方位兩個坐標。采用平面上的亮點位置來表示目標的坐標，屬于亮度調制顯示器,同距離顯示器一樣， PPI也是采用掃描的方式來顯示目標信息, 除了距離向的掃描,還有方位向的掃描，與距離顯示器不同，PPI采用磁偏轉示波器,平面位置顯示器,平面位置顯示器,根據方位掃描的方式不同, 平面位置顯示器主要有兩種類型: 動圈式和定圈式平面位置顯示器,動圈式平面位置顯示器,動圈式平面位置顯示器的方位掃描是靠偏轉線圈與天線同步旋轉而形

6、成的, 這種顯示器的優點是線路比較簡單, 在常規雷達中得到廣泛應用。 偏轉線圈與天線同步旋轉需要一套隨動系統, 而且傳動機構比較復雜, 精度也不夠高, 所以在近年來的新型雷達中逐步被定圈式平面位置顯示器所代替,動圈式平面位置顯示器組成框圖,距離掃掠電路; 方位掃描系統; 距離和方位刻度系統; 回波和輝亮系統,定圈式平面位置顯示器,在定圈式平面顯示器中, 相互垂直的X偏轉線圈和Y偏轉線圈固定在管頸上, 不產生機械轉動, 掃掠線的轉動是靠X和Y偏轉線圈產生旋轉式徑向掃掠磁場來實現的。可用圖4.21來說明偏轉線圈產生旋轉式的徑向掃掠磁場的基本原理,方位掃描的基本原理,在任意方向線性變化的磁場H, 能

7、使電子束在與該磁場垂直的方向進行掃掠, 從而形成掃掠線。這個任意方向的磁場, 可以分解成水平和垂直兩個分量,方位掃描的基本原理,為了產生式(4.3.2)所示磁場, 在X和Y偏轉線圈上應加入如下形式的電流,iX=Kt sin iY=Kt cos,也就是說, 鋸齒掃掠電流ix和iy的振幅受天線軸角的正弦和余弦函數的調制, 其掃描電流波形如圖4.22所示,掃掠電流的產生,兩種方法： 1、先分解法 先產生與天線轉角成正弦余弦關系的電壓，然后用這電壓去調制鋸齒波產生器。 缺點：實現復雜，很少使用 2、 后分解法 先產生鋸齒波，然后分解成正弦余弦分量,掃掠電流的產生,掃掠電流的產生,舉例,計算機圖形顯示,

8、隨著微處理機技術的發展，越來越多的現代雷達開始采用計算機來作信號處理和圖形顯示。 主要優點： 1、控制靈活，改動方便 2、可以實現比較復雜的功能,計算機圖形顯示系統,將計算機送來的顯示檔案加工成能驅動顯示讀出裝置按規定要求動作的信號，以便顯示出圖形和文字,顯示器 (陰極射線管、液晶顯示器等,輸入設備，對所顯示的內容進行干預、修改或發出命令,電子束偏轉方式,在陰極射線管熒光屏上顯示圖形和文字是通過偏轉系統控制電子束的運動，并在熒光屏上規定的位置控制發光強度來實現的。計算機圖形顯示系統中常用的電子束偏轉方式有,隨機掃描：用隨機定位的方式控制電子束的運動。只要給出與位置(X,Y)相應的掃描電壓(電流

9、)，就可在熒光屏上的任意位置顯示信息。 光柵掃描：由在屏幕上一條接一條的水平掃描線構成，根據輸入指令相應地增強某些部分的水平掃描線時，就可產生顯示信息,隨機掃描顯示系統,隨機掃描圖形顯示系統框圖,隨機掃描顯示中，電子束的運動完全按照事先存放在刷新存儲器中的顯示指令進行，沒有確定的規律，完全是程序編制者任意規定的,光柵掃描顯示系統,光柵掃描不管熒光屏上顯示的內容如何，電子束總是以恒定的速度從左到右，從上到下掃過屏幕上的每個像素位置,掃描控制信號,在CRT偏轉部件上加兩種不同頻率的鋸齒波電流：水平掃描電流和垂直掃描電流,字符產生器,字符產生器的質量指標,字符產生的方法,隨機掃描字符產生法,光柵掃描

10、字符產生法,字符產生器的質量指標,字符種類 字符尺寸 字符書寫速率 字符顯示效率,字符產生方法,隨機掃描字符產生法,光柵掃描字符產生法,點陣法產生字符,圖 4.30 點陣法字符產生器書寫“A”字符的點陣結構和輸出波形 (a) “A”字符點陣; (b) 順序點陣法波形; (c) 程控點陣法波形,光柵掃描字符產生法,圖 4.33 光柵掃描顯示字符示意圖,雷達數據的錄取,雷達信息處理內容： 從雷達接收機的輸出中檢測目標回波，判定目標的存在。 測量并錄取目標的坐標。 錄取目標的其它參數，如機型、架數、國籍、發現時間等，并對目標進行編批,半自動錄取,在半自動錄取系統中，仍然由人工通過顯示器來發現目標，然

11、后由人工操縱一套錄取設備，利用編碼器把目標的坐標記錄下來,半自動錄取的特點,錄取精度：方位1o，距離1Km。 在天線環掃一周的時間內，可錄取5-6批目標。 錄取設備的延遲時間約為3-5s,全自動錄取,整個錄取過程中，從發現目標到各個坐標的讀出，完全由錄取設備自動完成，只是某些輔助參數需要人工進行錄取,控制不同目標的坐標錄取時刻,使錄取的坐標有次序地送往緩沖存儲器中,全自動錄取的特點,容量大、速度快、精度較高。 在天線掃描一周內錄取30批目標。 距離精度100m，方位精度0.1o. 航空管制雷達中的自動錄取設備，在天線掃描一周內錄取400批目標,實際雷達的錄取工作方式,在目前雷達中，一般同時有半自動錄取和全自動錄取設備。在人工能正常工作時，先由人工錄取目標頭兩個點的坐標，當計算機對目標實現跟蹤后，給錄取顯示器畫面一個跟蹤標志，以便了解設備工作是否正常。 當有許多目標同時出現，人工來不及的時候，可轉入自動錄取模式，操作員的任務是監視顯示器畫面，了解計算機跟蹤情況，必要時實施人工干預,目標距離數據的錄取,錄取目標的延遲時間tR，用距離編碼器實現（對tR進行編碼,單目標距離編碼器,多目標距離編碼器,