雷达技术 第四章 雷达终端12-14

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完成天线瞬时指向角的 提取及其坐标系转换
图4.1 雷达终端的典型组成 状态、特征参数及空情
4.1 概述
终端显示器的分类 • 按坐标展现形式： 通常分为极坐标和直角坐标两种方式。 • 按显示的坐标参数数量： 可分为一维显示和二维显示。 • 按雷达终端显示器件： 阴极射线管（CRT）和平板显示器件（液晶LCD等） • 按扫描工作方式： 直线扫描方式、径向扫描方式、圆周扫描方式 随机扫描方式、光栅扫描方式等。
A型显示器大多数采用静电偏转示波管。 “老式的显示器” 要使电子束从左到右均匀扫掠, 在X(左)X(右)偏转板上应加 入电压相反的锯齿电压波。 回波信号(正电压)加在Y(上)偏转板上。由于回波滞后主波 时间tR与线性锯齿波电压振幅成正比, 所以, 显示器上回波迟后 主波的水平距离与目标的斜距成正比。 距离刻度加在Y(下)偏转板上。刻度脉冲与回波极性相同， 显示屏幕上显示反转的图像。
4.4 平面位置显示器
1，动圈式平面位置显示器 电子方位刻度是在荧光屏上产生一系列等方位角的径向亮线。 依靠旋转码盘和光电二极管电路，在天线每转一特定角度Δθ 时, 就产生一个方波在示波管栅极或阴极上，在荧光屏上形 成一条方位上的亮线。
距离扫描 0 天线转角 0 2 3 4 t

4.3 距 离 显 示 器
距离显示器的参数： 扫掠线长 l cm 锯齿电压幅度 Vx V 偏转灵敏度 Sx cm/V l=SxVx 正程时间T ms 量程 Rm km Rm=CT/2 标尺系数 m=Rm/l km/cm
单位刻度距离
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刻度 时间间隔
4.3 距 离 显 示 器
扫掠线长l=SxVx 量程Rm=CT/2 正程时间T
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4.2 雷达显示器的类型及质量指标
表格 V＝ 4 BF-9 2009 河流
桥梁
AF-16-3 AF-61-5 …… …… -5 MF＝ 9
目标 CF-3-9 9005
CF-07 13-32 跑道
Baidu Nhomakorabea闪光点
AF-16-37
距标
字符 & 矢量
图 综合显示器画面示意
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4.2 雷达显示器的类型及质量指标
A型 （显示全量程）
主波
回波
发射 脉冲
近区地 物回波
目标回波
主波
回波
主波 1 回波
2
2 R型 （显示一小段） 目标回波
距离
移动距标
近地杂波
(a)
A
(b)
A/R
(c)
J
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图 4.2 三种距离显示器画面
4.2 雷达显示器的类型及质量指标
A 型显示器：直线扫掠。扫掠线起点与发射脉冲同步 , 扫掠线长度对应雷达距离量程, 主波与回波之间的扫掠线长 代表目标的斜距。 A/R 型显示器：两条直线扫掠线。下面一条是上面扫掠线 中局部扩展放大的显示。 J 型显示器：圆周扫掠。圆周扫掠线长度对应雷达距离量 程, 主波与回波之间的扫掠弧长代表目标的斜距。 ？相同距离量程下，J显与A显的距离显示精度，谁高？ J显
HY ＝ Kt cos H＝ Kt

扫掠线方向
HX ＝ Kt sin
图4.13 径向磁场的合成
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4.4 平面位置显示器
HX (iX )
0 重复周期
t
HY (iY )
目标1
120°
方位扫掠：距离扫掠与天线同步旋转。
150° 180°
B显：直角坐标系的平面显示器，2维的A显。
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4.4 平面位置显示器
按方位扫描方式进行分类： 1，动圈式平面位置显示器 距离扫掠依靠锯齿电流产生线性增强的磁场，磁偏转 电子束偏转⊥磁场方向 电流从零开始增加, 则光点便自屏的中心向外作径向扫掠。
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4.3 距 离 显 示 器
Y上
X 扫描 回波 探测脉冲 重复周期
X右 X左
刻度 X 扫 描
锯齿波 工作 期 辉亮 停止期 匿 影 辉亮信号 距离刻度 移动距标
Y下 阳极 辉亮
移动距标
回波信号
阳>阴极 电子枪发射电子
阴极 电子枪
(a )
主波
(b )
回波
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图 4.6 A型显示器各极波形及时间对应关系
4.2.2 显示器的质量指标 1）显示器的类型选择：主要根据显示器的任务和显示的内容。 测距--A型、J型或A/R型； 测角--P型； 测高—E型； 2) 显示的坐标数量、种类和量程：根据雷达的用途和战术指标。 3) 对目标坐标的分辨力：测量精度，分辨率 4) 显示器的亮度和对比度：对比度是图像亮度和背景亮度的比值
第 4 章 雷达终端
4.1 概述 4.2 雷达显示器的类型及质量指标 4.3 距离显示器 4.4 平面位置显示器 4.5 数字式雷达显示技术 4.6 随机扫描雷达显示系统（略） 4.7 光栅扫描雷达显示 系统（略） 4.8 雷达点迹录取 4.9 雷达数据处理
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4.1 概述
雷达终端基本内容： • 目标数据的录取（数据存储） • 数据处理（数据关联、航迹） • 目标状态的显示（可视化）
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4.3 距 离 显 示 器
触发 脉冲
方 波 产生器
锯齿电压 形成电路
差 分 放大器
振铃 电路
限幅 放大
刻度 形成
视 频 放大器
移动距 标形成
辉亮 放大
回波 信号
图 4.7 A型显示器的组成方框图
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4.3 距 离 显 示 器
例题：已知距离显示器中单枪静电偏转示波管的偏转灵 敏度为10V/cm，显示器量程对应的扫掠线长为30cm，标尺 系数为0.2cm/km。现保证全量程测量，采用A/R型显示器， 并将70~80km的一段标尺系数扩大5倍。 求： （1）A显的量程Rm，正程时间T，锯齿电压VXA； （2）R显的量程Rm’，正程时间T’，锯齿电压VXR； （3）画出X偏转板，电子枪栅极辉亮信号，阴极移动距标 信号的波形；
4.4 平面位置显示器
1，动圈式平面位置显示器 方位扫掠依靠偏转线圈与天线同步旋转完成，需要传动机 构和随动系统。 距离扫掠速度>>方位扫掠速度 圈：产生变化的磁场的线圈 扫掠线长 l cm 偏转灵敏度 Sr cm/A 正程时间T ms 标尺系数 m=Rm/l km/cm
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锯齿电流幅度 Ir A l=SxVx 量程 Rm km Rm=CT/2
对比度 图像亮度 背景亮度 100% 背景亮度
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4.2 雷达显示器的类型及质量指标
4.2.2 显示器的质量指标 5) 图像重显频率： 图像的刷新速度要高于人眼的视觉暂留时间， 显示的画面才连续，不闪烁。 一般要求达到20~30次每秒。 6) 显示图像的失真和误差： 导致显示的时候目标位置的变形， 需要进行校正。 7) 其他：体积、 重量、环境条件、电源电压及功耗等要求。
思考：以上图中所示为三种静电偏转示波管的偏转电压，那么 对应的扫掠线长的关系？ 量程的关系？ 绿色=黑色=2红色 红色=黑色=2绿色
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4.3 距 离 显 示 器
2. A型显示器的组成 1) 扫掠形成电路（X）：主要由方波产生器、 锯齿电压形 成电路和差分放大器组成。扫掠形成电路形成锯齿扫掠电压波, 加在X偏转板上, 控制电子束从左到右扫掠。 2) 视频放大电路（Y）： 把接收机检波器输出的信号放大 到显示器Y偏转板上所需要的电平。 3) 距标形成电路（阴阳极）： 其包括固定距离刻度和移 动距标的产生电路。固定距离刻度电路由振铃电路、限幅放大 器和刻度形成电路组成。
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距离扫掠和方位刻度的时间关系
4.4 平面位置显示器
2，定圈式平面位置显示器 距离扫掠依靠变化的电流产生的磁场，磁偏转 方位扫掠的扫掠线转动是依靠在相互垂直的X和Y偏转线圈加 入变化的电流，从而产生旋转式径向扫掠磁场来实现的。 磁偏转线圈不产生机械转动。 Hx=Kt sin θ Hy=Kt cos θ
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4.2 雷达显示器的类型及质量指标
2. 平面显示器 (P显，Position) 显示雷达目标的斜距和方位两个坐标, 是二维显示器。 用平面上的亮点位置表示目标的坐标, 属亮度调制显示器
正北
方位 距离
距 离 方位
距离
位 方 角
P显
偏心P显 图 4.3 三种平面位置显示器画面
B 型 方位
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4.2 雷达显示器的类型及质量指标
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4.2 雷达显示器的类型及质量指标
4.2.1 显示器的主要类型 根据完成的任务可分为: • 距离显示器（A，A/R，J）、 • 平面位置显示器（P，B）、 • 高度显示器（E）
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4.2 雷达显示器的类型及质量指标
1. 距离显示器 距离显示器显示目标的斜距坐标, 它是一维空间显示器, 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。
(3)波形图
(2)R显
m ' 5m 1cm / km Rm ' 80 70 10km VxR S x l ' S x Rm ' m ' 100V T ' 2 Rm ' c 20k / c 1/15ms
25 25
4.3 距 离 显 示 器
A显 30cm, 150km, 1ms, 300V R显 10cm, 10km, 1/15ms, 100V
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4.4 平面位置显示器
平面位置显示器画面特点（以极坐标P显为例） 以极坐标的方式表示目标的斜距和方位 原点表示雷达所在地； 距离刻度：等间隔的同心圆； 角度刻度：等角度间隔的辐射线；
300° 330° 0° 30° 60°
目标3
近区地物 回波
270°
90°
距离扫掠：从中心点半径向外扫掠；
240° 210° 目标2
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4.2 雷达显示器的类型及质量指标
3 .高度显示器（ E式显示器） 显示雷达目标的斜距和高度（仰角）两个坐标, 是二维显示器 横坐标表示距离, 纵坐标表示仰角或高度
仰角 高度
距离
距离
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图 4.4 高度显示器的两种型式
4.2 雷达显示器的类型及质量指标
4. 情况显示器和综合显示器 随着防空系统和航空管制系统要求的提高及数字技术在雷 达中的广泛应用, 出现了由计算机和微处理机控制的情况显示器 和综合显示器。 情况显示器和综合显示器是在数字式平面位置显示器上提 供一幅空中态势的综合图像, 并可在综合图像之上叠加目标图像。 目标图像为一次信息, 综合图像为二次显示信息, 包括表格数据、 特征符号和地图背景, 例如河流、 跑道、 桥梁及建筑物等。
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4.3 距 离 显 示 器
4.3.1 A型显示器
发射脉 冲 近区地 物回波
目标回 波
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90100 机械距离刻度
l Rm 图 4.5 A型显示器画面
根据距离刻度， 可以读出目标的距离 “比例尺” 扫掠线长l 距离量程Rm
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4.3 距 离 显 示 器
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4.3 距 离 显 示 器
解：已知 Sx 10V / cm, l 30cm, m 0.2cm / km (1)A显
VxA S x l 10 30 300V Rm l m 30 / 0.2 150km T 2 Rm c 300k / c 1ms
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4.1 概述
实现对来自接收机或 信号处理机的雷达目 标回波的确认，并提 取位置和速度信息 自接收机 完成目标数据的关联、 航迹处理、数据滤波 等功能，实现目标的 连续跟踪
点迹录取
一次信息（距离、 角度、位置）
数据处理
二次信息（航迹、 类别、态势等）
自天线
轴角编码
显示系统
完成目标的位置、运动 态势等信息的显示
i(t) i(t)＝ Kt C0 u(t) L u(t)＝ LK＋ Ri(t) RIm R LK Im
锯齿波电流i(t)=Kt， 偏转线圈的损耗电阻为R， 偏转线圈上应加的电压是？
di (t ) u(t ) L Ri (t ) LK Ri (t ) dt
(b )
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(a )
线圈等效电路
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4.1 概述
随机扫描显示器显示图形时，电子束的移动方式是随机的, 电子束可以在任意方向上自由移动，按照显示命令用画线 的方式绘出图形，因此也称矢量显示器。


4.6节
光栅扫描显示器显示图形时，电子束依照固定的扫描线和 规定的扫描顺序进行扫描。 4.7节
随机扫描显示器依靠显示文件对屏幕图形进行刷新； 光栅扫描显示器则依靠帧缓存实现对屏幕图形的刷新。
P显（偏心P显）：极坐标， 雷达位置为坐标原点（可与圆心重合）， 半径方向表示距离 与参考方向的夹角表示方位 B显：直角坐标， 横坐标表示方位，纵坐标表示距离。 注意：偏心P显和B显，通常方位角无法取为整个360°, 只是雷 达所监视的一个较小的角度范围。
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4.2 雷达显示器的类型及质量指标
这种是什么显示器？ 偏心P显