雷达(幻灯片)(03)

1、2022-4-151第七节第七节 雷达显示器雷达显示器一一.主要技术指标（略）主要技术指标（略）二显像管结构及显示物标原理二显像管结构及显示物标原理1结构（结构（P.36、37） 2.显示物标距离原理显示物标距离原理(P.43、44)1）偏转线圈特点：在偏转线圈中通以锯齿电流（上升速度与量）偏转线圈特点：在偏转线圈中通以锯齿电流（上升速度与量程相对应）时，在程相对应）时，在CRT管内形成分布均匀管内形成分布均匀的强度匀速增强的磁场，使屏上光点匀速移的强度匀速增强的磁场，使屏上光点匀速移动（记时、计算）动（记时、计算）2）用加强亮点表示物标的位置）用加强亮点表示物标的位置3.显示方位原理显示方位

2、原理1)定向天线特点定向天线特点2)方位扫描系统作用方位扫描系统作用:扫描线方向就是天线的方扫描线方向就是天线的方向向三三.显示器组成及各部分作用显示器组成及各部分作用1.CRT附属电路（附属电路（P.36、37）灯丝电压、第一阳极电压、灯丝电压、第一阳极电压、第二阳极电压（第二阳极电压（1万伏以上）、万伏以上）、聚焦电压（流）（聚焦电压（流）（聚焦钮）、控制栅极电位聚焦钮）、控制栅极电位（扫描亮度钮）、中心位移线（扫描亮度钮）、中心位移线圈（上下、左右钮）圈（上下、左右钮）阳极阳极帽帽荧光屏荧光屏 锥体锥体电子枪电子枪栅极栅极 阴极阴极 灯丝灯丝管脚管脚电子束电子束偏转线圈偏转线圈管颈管颈

3、位移线位移线圈圈2022-4-1521）距离显示原理）距离显示原理条件？条件？ 2）用加强亮点表示物标的位置）用加强亮点表示物标的位置扫描量程与扫描电流的关系扫描量程与扫描电流的关系从中心扫到边缘时间：从中心扫到边缘时间：T=2R/C (R为量程）为量程）V=S/T (S为荧光屏半径）为荧光屏半径） V=S*C/(2R)结论：远量程结论：远量程 扫描速率小；近量程扫描速率小；近量程扫描速率大扫描速率大* 偏转线圈中通以锯齿电流（上升速度与量程相对应）偏转线圈中通以锯齿电流（上升速度与量程相对应） CRT 管内形成分布均匀的强度匀速增强的磁场管内形成分布均匀的强度匀速增强的磁场 屏上屏上光点匀速

4、移动（记时、计算）形成扫描线光点匀速移动（记时、计算）形成扫描线*磁场旋转磁场旋转 扫描线旋转扫描线旋转2022-4-153边缘边缘 扫描线扫描线触 发 脉触 发 脉冲冲调制脉冲调制脉冲发射脉冲发射脉冲回波回波 锯齿波锯齿波 扫描中心扫描中心 回波回波nm零零= =扫描边缘扫描边缘 回波回波nm最大最大 = =对应关系对应关系 2022-4-1542 . 距 离 扫 描 电 路距 离 扫 描 电 路 ( R a n g S w e e p Circuit)(P.37)延迟线延迟线(Delay Line)作用作用方波产生器方波产生器(Flip_Flop)梯波产生器梯波产生器(Trapezoid

5、Waveform Generator)锯齿电流产生器锯齿电流产生器(Sawtooth Current Waveform Generator)2022-4-1553.方位扫描系统方位扫描系统(Azimuthal Scan System)(P.37)1) 动圈式动圈式(Rotatable Deflection System) H.U、R.M方位扫描系统方位扫描系统N.U、R.M方位扫描系统方位扫描系统 伺服电机伺服电机 同步接收机同步接收机偏转线圈偏转线圈伺服放大器伺服放大器2022-4-1562）定圈式）定圈式(Fixed Deflection System)（P.39）结构、原理：结构、原理：

6、 优点：优点： 去掉了转动部分，去掉了转动部分，简化了保养工作、简化了保养工作、 减小了噪声、提高减小了噪声、提高了可靠性。容易在了可靠性。容易在屏上添加符号。屏上添加符号。2022-4-157(b) 固定线圈扫描系统框图固定线圈扫描系统框图方位分方位分解解 采样保采样保持持Y 扫描扫描采样保采样保持持X 扫描扫描放大放大LVLH雷达电源雷达电源采样脉冲采样脉冲扫描脉冲扫描脉冲放大放大 T0(a) 截面图截面图:固定偏转线圈固定偏转线圈 iyixFXHxHyHCoil AYCoil BCoil CCoil DHx (Ix )Hy (Iy )(t)(t)扫描线扫描线T1T0T2T0T1T2 T2

7、T1方 位 旋方 位 旋转转 (c)PPI图像图像2022-4-158数字视频系统 现代雷达多采用计算机技术，对雷达视频图像进行数现代雷达多采用计算机技术，对雷达视频图像进行数字处理。字处理。 模拟模拟 数字数字 处理处理 清晰视频清晰视频 模拟显示模拟显示 数字视频显示优点：数字视频显示优点：1. 高亮度显示和高图像质量。高亮度显示和高图像质量。2. 显示速率不受天线旋转控制显示速率不受天线旋转控制, 易实现视频信号处理，易实现视频信号处理，如：反同频干扰、回波增强等。如：反同频干扰、回波增强等。3. 易实现易实现 ARPA设计。设计。2022-4-159数字视频系统数字视频系统CRT高高压

8、压阴极阴极栅极栅极 电源电源变压器变压器 偏转线圈偏转线圈阳极阳极扫描系扫描系统统定时系统定时系统辉亮电辉亮电路路回波回波 船首信号船首信号触 发 脉触 发 脉冲冲 方位信方位信号号刻度系刻度系统统 视频系视频系统统框图框图1 工作过程分如下两步工作过程分如下两步(1)写门写门: 实时视频量化实时视频量化为数字视频，再写入存为数字视频，再写入存储器。储器。(2)读门读门: 数字视频从存数字视频从存储器读出再转化成模拟储器读出再转化成模拟信号。信号。2022-4-1510数字视频显示系统波形图数字视频显示系统波形图触发脉冲触发脉冲 写门写门读门读门原始视频原始视频固标固标 再定时视频再定时视频辉

9、亮门辉亮门锯齿波锯齿波扫描门扫描门 2022-4-15112 数字视频处理数字视频处理实时数字视频实时数字视频再定时模再定时模拟视频拟视频清晰清晰视频视频S/P 转换转换原始原始视频视频数据压缩数据压缩A/D转换转换RICP/S转换转换平滑平滑视频扩展视频扩展D/A转换转换采样时采样时钟钟距档距档量程量程扩展扩展RIC开关开关视频存储视频存储读读时钟时钟写写时钟时钟CFAR再定时数字视频再定时数字视频数字视频系统数字视频系统2022-4-1512门限门限 原始原始视频视频比较器比较器数字视数字视频频采样脉采样脉冲冲视频量化视频量化0 00 00 00 01 01111视频视频码码数字视数字视频

10、频vt(R)采样脉采样脉冲冲vt(R)门限门限 原始原始视频视频vt(R)信号信号 噪声噪声 3 数字化数字化 (A/D 转换转换) 对对 CFAR 视频处理视频处理, 可采用可采用量化门限，如果视频电压超过量化门限，如果视频电压超过门限门限, 视频信号为视频信号为 “1”. 否则否则，视频电压小于门限，视频信，视频电压小于门限，视频信号为号为 “0”。 模拟视频转化为数字视频；模拟视频转化为数字视频；数字视频再进一步处理以满数字视频再进一步处理以满足存储要求。足存储要求。2022-4-1513 同频干扰同频干扰: 回波随机性（不相关回波随机性（不相关)有用回波有用回波:有相关关系有相关关系(

11、同一距离同一距离) 所以比较两个或更多的扫描线回波，有用回波总是出现所以比较两个或更多的扫描线回波，有用回波总是出现在相同距离，这为真回波。而干扰出现在不同单元，不是在相同距离，这为真回波。而干扰出现在不同单元，不是有用回波。有用回波。第一次第一次 扫描线扫描线 ITTTT波形图波形图TT第二次第二次 扫描线扫描线视频输出视频输出 I I I II I2022-4-15144.刻度标志刻度标志(Scale Mark Circuit)(P.40)固定距标固定距标(Calibrator;Fixed Range Rings Circuit)（亮度钮）（亮度钮）活动距标活动距标(Variable Ra

12、nge Marker Circuit)（亮度（亮度钮、测距器）（钮、测距器）（VRM）船首标志船首标志(Heading Marker;Heading Flashing Line)（H.L） 是测方位的基准。是测方位的基准。 船首标志按钮的作用。船首标志按钮的作用。电子方位线电子方位线(Electronic Bearing Line)（EBL）（亮度钮、方位钮）（亮度钮、方位钮）优点：优点：新型雷达的电子游标：新型雷达的电子游标：可：测任意两物标的方位距离可：测任意两物标的方位距离及用于标绘、导航等。及用于标绘、导航等。固定距标活动距标EBLH.L电子游标2022-4-1515视频放大电路视频放

13、大电路(Videl Amplifier Circuit)（P.41）1)FTC(雨雪干扰抑制电路雨雪干扰抑制电路)(Fast Time Constant)基本原理基本原理: 作用作用:使用注意使用注意:雨雪雨雪干扰干扰抑制抑制电路电路2022-4-15162)RIC(雷达干扰抑制电路雷达干扰抑制电路)(Radar Interference Canceller;Defruiting;Interference Rejector) 产生条件产生条件:干扰图像特点干扰图像特点:抑制办法抑制办法:使用注意使用注意:2022-4-15173)视频混合放大器视频混合放大器(Mixed Video Ampli

14、fier)放大五种信号放大五种信号:对比度钮对比度钮:6.显示器电源显示器电源保险丝保险丝:视频混合放大器2022-4-1518四四.光栅扫描雷达光栅扫描雷达(Raster Scan Radar)1.径向扫描雷达的缺点径向扫描雷达的缺点(P.44)天线转一圈天线转一圈,回波亮一下。整个屏面亮度不匀，且小量程暗、大量回波亮一下。整个屏面亮度不匀，且小量程暗、大量程亮，易丢失小回波。程亮，易丢失小回波。锯齿电流的线性对存储回波距离信息精度不够。锯齿电流的线性对存储回波距离信息精度不够。距离分辨力取决于增益、藕合回路的时间常数及门限大小。距离分辨力取决于增益、藕合回路的时间常数及门限大小。在屏上画符

15、号麻烦、困难、数量有限。在屏上画符号麻烦、困难、数量有限。 2. 2. 光栅扫描雷达框图光栅扫描雷达框图 1)1)接口接口: :2)R/TV2)R/TV数字扫描转换器数字扫描转换器: :3)3)遥控部件遥控部件: :4)TV4)TV显示器显示器: :特点特点: :高亮度高亮度. .易实现彩色显示易实现彩色显示. .提高屏幕目标检测能力提高屏幕目标检测能力. .与与PPI PPI 显示相比更容易显示特征信息、显示相比更容易显示特征信息、导航线、矢量等导航线、矢量等. .2022-4-1519光栅雷达光栅雷达 b光栅雷达信号光栅雷达信号雷达屏幕雷达屏幕PPI/ /光栅转换光栅转换扫描信号产扫描信号

16、产生器生器直角坐标数直角坐标数据据acde基本雷达基本雷达天线天线T收发机收发机视频量化视频量化定时定时 方位量化方位量化a 原始方位和船首原始方位和船首 b 触发脉冲触发脉冲 c 原始视频原始视频 d 数字方位信号数字方位信号 e 数字视频数字视频 在触发脉冲控制下，雷达原始方位在触发脉冲控制下，雷达原始方位/视频信号转化为数字视频信号转化为数字信号。信号。 2022-4-15203. R/TV数字转换原理数字转换原理(P.45)扫描转换扫描转换 PPI/ /光栅转换光栅转换 R=fctRR=NORsinOXY目标目标 C岛岛 海岸海岸线线目标目标 B目标目标 Ax0y0-Rcos视频视频存

17、储存储XYOx0y0目标目标 C目标目标 A目标目标 B岛岛海岸海岸线线 雷达原始视频为极坐标而光栅扫描为直角坐标，所以需雷达原始视频为极坐标而光栅扫描为直角坐标，所以需 PPI/ /光栅转换。光栅转换。2022-4-1521 在直角坐标系中扫描起点是（在直角坐标系中扫描起点是（x0，y0），点），点A的极坐的极坐标是标是A（R，），则点），则点 A（x，y）的直角坐标是：）的直角坐标是： - -= =q qcos0Ryy0+ += =q qsinRxx 根据量化理论根据量化理论 = =q qq qN= = tRfRcfc 采 样 频 率采 样 频 率 , R 距 离 单 元 的 宽 度距 离

18、 单 元 的 宽 度 , t 电 波 到 达 目 标电 波 到 达 目 标 A 的 往 返 时 间的 往 返 时 间 , 方位单元的宽度方位单元的宽度, N 从船首到目标从船首到目标A的方位单元数的方位单元数. - -= =)cos(0q qNtRfyyc+ += =)sin(0q qNtRfxxc2022-4-15224.光栅扫描的优缺点光栅扫描的优缺点(P.46)1) 优点优点: 便于实现高亮度显示便于实现高亮度显示可避免常规雷达显示器的图像闪烁现象可避免常规雷达显示器的图像闪烁现象便于采用彩色显示便于采用彩色显示便于采用大偏心和大比例尺显示便于采用大偏心和大比例尺显示便于利用计算机显示终

19、端技术便于利用计算机显示终端技术降低成本降低成本,提高了可靠性提高了可靠性2)缺点缺点: 图像连续性不好图像连续性不好,有的图像分裂、有的图像分裂、失真，精度降低（可用高分辨率失真，精度降低（可用高分辨率CRT、增加行数及减小量化单元、增加行数及减小量化单元值加以克服）值加以克服）2022-4-1523五五.显示器调整及状态判断显示器调整及状态判断(P.46)1.调整调整1)延时线调整延时线调整(固定测距误差校正固定测距误差校正)检查方法检查方法:调整方法调整方法:雷达距离小，直岸线向里弯雷达距离大，直岸线向外凸2022-4-15242)方位误差调整方位误差调整检查方法检查方法:a.以船首线为

20、基准的雷达舷角与实际以船首线为基准的雷达舷角与实际(准确准确) 舷角舷角比较比较:b.船首对准远处小物标船首对准远处小物标,看该物标回波是否在船首看该物标回波是否在船首线上线上:调整方法调整方法:a.先消除舷角误差先消除舷角误差:b.再将船首线调零再将船首线调零;说明说明:TV扫描雷达的调整较方便、简单，可在扫描雷达的调整较方便、简单，可在显示器进行（用专用菜单或专用开关按钮进行）显示器进行（用专用菜单或专用开关按钮进行）3）真方位调整（）真方位调整（P.47） 真北向上显示时真北向上显示时,船首线应指航向值。否则要调船首线应指航向值。否则要调真方位部件的罗经复示器。真方位部件的罗经复示器。无

21、误差有误差2022-4-15253）真方位调整（）真方位调整（P.47） 真北向上显示时真北向上显示时,船首线应指航船首线应指航向值。否则要调向值。否则要调真方位部件真方位部件的罗的罗经复示器。经复示器。0500000502022-4-15262.显示器状态判断方法显示器状态判断方法按操作步骤判断显示器的工作状态：按操作步骤判断显示器的工作状态：1）雷达电源的预备：）雷达电源的预备：“照明照明”钮增大，面板照钮增大，面板照明灯应亮。不亮，则说明中频电未进入。明灯应亮。不亮，则说明中频电未进入。2）3分钟后，预备灯应亮。不亮：按紧急按钮分钟后，预备灯应亮。不亮：按紧急按钮，若亮，若亮，3分钟延时电路坏，如仍不亮，电源