雷达原理-第四章-雷达终端.ppt

雷达原理-第四章-雷达终端.ppt

《雷达原理-第四章-雷达终端.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《雷达原理-第四章-雷达终端.ppt（193页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

上次作业,上次作业,上次作业,上次作业,上次作业,第4章雷达终端,4.1传统雷达显示的类型及质量指标4.2距离显示器4.3平面位置显示器4.4数字式雷达显示技术4.5随机扫描雷达显示系统4.6光栅扫描雷达显示系统4.7雷达点迹录取和数据处理,4.1雷达终端显示器的类型及质量指标,1.传统雷达显示的类型及质量指标2.距离显示器,4.1雷达终端显示器的类型及质量指标,1.显示器的主要类型雷达终端显示器根据完成的任务可分为:

距离显示器、平面显示器、高度显示器、情况显示器和综合显示器、光栅扫描显示器等。

（1）距离显示器常用的距离显示器有三种基本类型：

（a）为A型显示器,（b）为J型显示器,（c）为A/R型显示器。

4.1雷达终端显示器的类型及质量指标,距离显示器是一维显示器,用光点在荧光屏上距参考点的水平偏移量表示目标的斜距，光点的垂直偏转幅度表示目标回波的强度。

A型显示器为直线扫描,扫描线起点与发射脉冲同步,扫描线长度与雷达距离量程相对应,主波与回波之间的扫描线长代表目标的斜距。

4.1雷达终端显示器的类型及质量指标,J型显示器是圆周扫描,它与A型显示器相似,所不同的是把扫描线从直线变为圆周。

目标的斜距取决于主波与回波之间在顺时针方向扫描线的弧长。

4.1雷达终端显示器的类型及质量指标,A/R型显示器有两条扫描线。

上面一条扫描线和A型显示器相同,下面一条是上面扫描线中一小段的扩展,扩展其中有回波的一小段可以提高测距精度,它是从A型显示器演变而来的。

4.1雷达终端显示器的类型及质量指标,

（2）平面显示器平面显示器显示雷达目标的斜距和方位两个坐标,是二维显示器。

它用平面上的亮点位置来表示目标的坐标,光点的亮度表示目标回波的强度。

平面显示器是使用最广泛的雷达显示器,因为它能够提供平面范围的目标分布情况,这种分布情况与通用的平面地图是一致的。

常用的平面显示器有三种基本类型：

（a）PPI型显示器,（b）偏心PPI型显示器,（c）B型显示器。

4.1雷达终端显示器的类型及质量指标,PPI显示器采用径向扫描极坐标显示方式，以雷达站作为圆心（零距离）。

方位角以正北为基准（零方位角），顺时针方向计量；距离则沿半径计量；图的中心部分大片目标是近区的杂波所形成的,较远的小亮弧则是动目标,大的是固定目标。

4.1雷达终端显示器的类型及质量指标,偏心PPI型显示器是P显移动原点，使其偏离荧光屏几何中心，以便在给定方向上得到最大扫描扩展。

偏心PPI显示器,4.1雷达终端显示器的类型及质量指标,B型显示器,它以横坐标表示方位,纵坐标表示距离。

通常方位角不是取整个360,而是取其中的某一段,即雷达所监视的一个较小的范围。

如果距离也不取全程,而是某一段,这时的B式就叫做微B显示器。

在观察某一波门范围以内的情况时可以用微B显。

4.1雷达终端显示器的类型及质量指标,雷达图说明：

中心点为厦门（气象台），每距离圈60公里，可覆盖300公里范围。

PPI-平面强度图：

可以想象为从空中俯视地面时所看到的云的分布情况。

仰角：

雷达天线扫描线与地面的夹角。

DBZ：

雷达回波的强度值，数值越大，强度越强，反映在现象上雨越大。

距离：

指总距离圈为300公里。

时间和日期：

指观测的时间，每天固定时次观测（08、11、14、17、20、23时）,有回波时资料更新。

雷达平面显示图示例,CUIT,（3）高度显示器这种显示器用在测高雷达和地形跟踪雷达系统中,统称为E式显示器，横坐标表示距离,纵坐标表示仰角或高度。

表示高度者又称为RHI显示器。

在测高雷达中主要用RHI显示器。

但在精密跟踪雷达中常采用E式,并配合B显可实现目标的三维显示。

4.1雷达终端显示器的类型及质量指标,高度显示器的两种型式,4.1雷达终端显示器的类型及质量指标,雷达高显强度图说明：

坐标原点为厦门气象台,雷达高度显示器示例,CUIT,4.1雷达终端显示器的类型及质量指标,2.雷达显示器的质量指标雷达对显示器的要求是由雷达的战术和技术参数决定的,通常有以下几点:

1）显示器的类型选择。

显示器类型的选择主要根据显示器的任务和显示的内容,例如显示目标斜距采用A型、J型或A/R型;显示距离和方位采用P型;在指挥部和航空管制中心则选用情况显示器和综合显示器。

2）显示的坐标数量、种类和量程。

这些参数主要根据雷达的用途和战术指标来确定。

4.1雷达终端显示器的类型及质量指标,3）对目标坐标的分辨力。

这是指显示器画面上两个相邻目标的分辨能力。

光点的直径和形状将直接影响对目标的分辨力,性能良好的示波管的光点直径一般为0.30.5mm。

此外,分辨力还与目标距离远近天线波束的半功率宽度和雷达发射脉冲宽度等参数有关。

4）显示器的对比度。

对比度是图像亮度和背景亮度的相对比值,以百分数表示为,对比度的大小直接影响目标的发现和图像的显示质量,一般要求在200%以上。

4.1雷达终端显示器的类型及质量指标,5）图像重显频率。

为了使图像画面不致闪烁,要求重新显示的频率必须达到一定数值。

闪烁频率的门限值与图像的亮度,环境亮度,对比度和荧光屏的余辉时间等因素有关,一般要求达到2030次每秒。

6）显示图像的失真和误差。

有很多因素使图像产生失真和误差,例如扫描电路的非线性失真,字符和图像位置配合不准确等。

在设计中要分析产生失真和误差的原因,加以补偿和改善措施。

此外,还有显示器的体积、重量、环境条件、电源电压及功耗等要求。

4.1雷达终端显示器的类型及质量指标,4.2距离显示器,1.A型显示器2.A/R型显示器,4.2距离显示器,1.A型显示器

（1）A显画面及示波管A型显示器的典型画面如图4.5所示,画面上有发射脉冲（又称主波）、近区地物回波和目标回波,还有距离刻度,这个刻度可以是电子式的,也可以是机械刻度尺。

图4.5A型显示器画面,A型显示器实际上是一个同步示波器。

雷达发射脉冲（主波）瞬间,电子束开始从左到右线性扫描,接收机输出的回波信号显示在主波之后,二者之间距与回波滞后时间成比例。

4.2距离显示器,A型显示器大多数采用静电偏转示波管。

图4.6绘出了示波管各极的信号波形及时间关系。

图4.6A型显示器各极波形及时间关系（a）示波管各极波形;（b）波形时间关系,4.2距离显示器,要使电子束从左到右均匀扫描,在一对X偏转板上应加入锯齿电压波。

为了增大扫描振幅及避免扫描过程中偏转板中心电位变化引起的散焦,通常在X偏转板上加入推挽式的锯齿波。

回波信号加在一个Y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。

4.2距离显示器,huangchuanbocq_密码：

xkd123456,上课的公共邮箱：

（2）A型显示器的组成A型显示器组成方框图如图4.7所示,图4.7A型显示器的方框图,4.2距离显示器,主要包括如下几部分:

1）扫描形成电路。

其主要由方波产生器、锯齿电压形成电路和差分放大器组成。

扫描形成电路形成锯齿扫描电压波,加在X偏转板上,控制电子束从左到右扫描。

2）视频放大电路。

其功能是把接收机检波器输出的信号放大到显示器偏转板上所需要的电平。

3）距标形成电路。

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。

4.2距离显示器,（3）方框图说明对图4.7中各部分着重说明其联系和特点,讨论扫描产生电路,移动距标产生的方法。

1）扫描产生电路。

扫描产生电路的任务是产生锯齿电压波并加在示波管水平偏转板上,使电子束从左至右均匀扫描,从而形成水平扫描线。

扫描线中有几个重要参数需着重考虑：

（a）扫描长度L。

通常使扫描长度为荧光屏直径的80%左右,例如直径为13cm的示波管,一般取扫描线长为10cm,即L=0.8D,D为示波管的荧光屏直径。

4.2距离显示器,（b）距离量程。

它的意义是扫描线总长度L所表示的实际距离数值。

最大量程对应雷达的最大作用距离。

为了便于观察,一般距离显示器有几种量程,分别对应雷达探测范围内的某一段距离。

用相同的扫描长度表示不同的距离量程,意味着电子束扫描速度不同或者说锯齿电压波的斜率不同。

（c）扫描线性度。

要求锯齿电压波在工作期内电压变化的速率接近一常数,若这时采用均匀的固定距离刻度来测读,则可以得到较高的测距精度。

此外,还要求扫描电压有足够的锯齿电压幅度,扫描电压的起点要稳定,扫描锯齿波的恢复期（即回程）尽可能地短。

4.2距离显示器,2）移动距标的产生。

用移动距标测量目标距离,就要设法产生一个对主波延迟可变的脉冲作为距标。

调节距标的延迟时间（并能精确读出）,使距标移动到回波的位置上,就可根据距标迟后主波的时间tR算出目标的距离R（R=1/2ctR,这里c为光速）。

4.2距离显示器,2.A/R显示器在A型显示器上,我们可以控制移动距标去对准目标回波,然后根据控制元件的参量（电压或轴角）而算得目标的距离数据。

由于人的固有惯性,在测量中不可能做到使移动距标完全和目标重合,它们之间总会有一定的误差l,这个误差我们称为重合误差。

4.2距离显示器,对于不同的量程,重合误差l对应的距离误差R将不同。

例如,A型显示器扫描线长度为100mm,重合误差l=1mm,当其量程Rm为100km时,l引起的误差为1km,如果量程为1km,则l引起的距离误差只有10m。

但减小量程后,不能达到有效地监视雷达全程的目的。

4.2距离显示器,在实际工作中常常既要能观察全程信息,又要能对所选择的目标进行较精确的测距,这时只用一个A型显示器很难兼顾,如果加一个显示器来详细观察被选择目标及其附近的情况,则其距离量程可以选择得较小,这个仅显示全程中一部分距离的显示器通常称为R型显示器。

由于它和A型显示器配合使用,因而统称为A/R型显示器。

4.2距离显示器,

（1）A/R型显示器画面A/R型显示器画面如图4.8所示,画面上方是A扫掠线,下方是R扫掠线。

图4.8A/R显示器画面,4.2距离显示器,在图中A扫掠线显示出发射脉冲、近区地物回波以及目标回波1和2。

R扫掠线显示出目标2及其附近一段距离的情况,还显示出精移动距标。

精移动距标以两个亮点夹住了目标回波2。

通常在R扫掠线上所显示的那一段距离在A扫掠线上以缺口方式、加亮显示方式或其它方式显示出来,以便使用人员观测。

4.2距离显示器,

（2）A/R型显示器的组成A和R显示器是配合使用的,R显示器只显示A显示器中的一小段距离的信息,它们之间有严格的时间关系。

图4.9是一种实用的A/R型显示器的方框图,这里采用两个单枪示波管。

图4.10是波形时间关系,波形的标号与方框图中的标号相对应。

4.2距离显示器,图4.9A/R显示器方框图,图4.10A/R显示器波形关系图,4.2距离显示器,如图4.9和图4.10所示,以晶振频率为75kHz的晶体振荡器作为基准信号源,经56次分频后得到频率为2.5kHz的正弦信号。

用去形成A扫掠线的触发信号,其重复周期相应为60km范围,扫掠电压如所示。

频率为2.5kHz的正弦信号,经粗相移和粗移动距标形成级,形成宽度为2km（13.3s）并可在040km内移动的距离标志,它加在A型示波管栅极上作亮度调制信号。

此粗移动距标还作R扫掠的选通脉冲用。

4.2距离显示器,A显示器上的10km距离刻度为15分频级输出的正弦波,经脉冲形成电路,形成正极性的脉冲序列。

它加在A显示器的一个Y偏转板上。

A显示器的辉亮信号可由A扫掠电路的方波形成级得到。

对于R显示器,直接用频率为75kHz的正弦波去形成重复周期相应为2km（约13.3s）的扫掠触发脉冲,因为R扫掠线上的信息应是A扫掠线上粗移动距标附近2km的信号,所以用粗移动距标去选出一个周期为2km的脉冲作为扫掠触发脉冲。

4.2