《雷達技術與應用》課件-雷達技術與應用 第6章

雷達技術與應用

6.1傳統(tǒng)雷達顯示的類型及質量指標

6.2距離顯示器

6.3平面位置顯示器

6.4數(shù)字式雷達顯示技術

6.5隨機掃描雷達顯示

6.6光柵掃描雷達顯示

6.7雷達點跡錄取和數(shù)據(jù)處理

（1）距離顯示器

常用的距離顯示器有三種基本類型：(a)為A型顯示器,(b)為J型顯示器,(c)為A/R型顯示器。

距離顯示器是一維顯示器,用光點在熒光屏上距參考點的水平偏移量表示目標的斜距，光點的垂直偏轉幅度表示目標回波的強度。A型顯示器為直線掃描,掃描線起點與發(fā)射脈沖同步,掃描線長度與雷達距離量程相對應,主波與回波之間的掃描線長代表目標的斜距。主波回波A型顯示器

J型顯示器是圓周掃描,它與A型顯示器相似,所不同的是把掃描線從直線變?yōu)閳A周。目標的斜距取決于主波與回波之間在順時針方向掃描線的弧長。J型顯示器主波回波

A/R型顯示器有兩條掃描線。上面一條掃描線和A型顯示器相同,下面一條是上面掃描線中一小段的擴展,擴展其中有回波的一小段可以提高測距精度,它是從A型顯示器演變而來的。主波回波A/R型顯示器

（2）平面顯示器平面顯示器顯示雷達目標的斜距和方位兩個坐標,是二維顯示器。它用平面上的亮點位置來表示目標的坐標,光點的亮度表示目標回波的強度。平面顯示器是使用最廣泛的雷達顯示器,因為它能夠提供平面范圍的目標分布情況,這種分布情況與通用的平面地圖是一致的。常用的平面顯示器有三種基本類型：(a)PPI型顯示器,(b)偏心PPI型顯示器,(c)B型顯示器。PPI顯示器采用徑向掃描極坐標顯示方式，以雷達站作為圓心(零距離)。方位角以正北為基準(零方位角)，順時針方向計量；距離則沿半徑計量；圖的中心部分大片目標是近區(qū)的雜波所形成的,較遠的小亮弧則是動目標,大的是固定目標。

平面顯示器（PPI顯示器）

偏心PPI型顯示器是P顯移動原點，使其偏離熒光屏幾何中心，以便在給定方向上得到最大掃描擴展。偏心PPI顯示器

B型顯示器,它以橫坐標表示方位,縱坐標表示距離。通常方位角不是取整個360°,而是取其中的某一段,即雷達所監(jiān)視的一個較小的范圍。如果距離也不取全程,而是某一段,這時的B式就叫做微B顯示器。在觀察某一波門范圍以內(nèi)的情況時可以用微B顯。B式顯示器090200km0km雷達圖說明：中心點為廈門（氣象臺），每距離圈60公里，可覆蓋300公里范圍。PPI-平面強度圖：可以想象為從空中俯視地面時所看到的云的分布情況。仰角：雷達天線掃描線與地面的夾角。DBZ：雷達回波的強度值，數(shù)值越大，強度越強，反映在現(xiàn)象上雨越大。距離：指總距離圈為300公里。時間和日期：指觀測的時間，每天固定時次觀測（08、11、14、17、20、23時）,有回波時資料更新。雷達平面顯示圖示例

（3）高度顯示器這種顯示器用在測高雷達和地形跟蹤雷達系統(tǒng)中,統(tǒng)稱為E式顯示器，橫坐標表示距離,縱坐標表示仰角或高度。表示高度者又稱為RHI顯示器。在測高雷達中主要用RHI顯示器。但在精密跟蹤雷達中常采用E式,并配合B顯可實現(xiàn)目標的三維顯示。高度顯示器的兩種型式

E型斜距仰角RHI型0km200km20km0km雷達高顯強度圖說明：坐標原點為廈門氣象臺雷達高度顯示器示例2.雷達顯示器的質量指標雷達對顯示器的要求是由雷達的戰(zhàn)術和技術參數(shù)決定的,通常有以下幾點:1)顯示器的類型選擇。顯示器類型的選擇主要根據(jù)顯示器的任務和顯示的內(nèi)容,例如顯示目標斜距采用A型、J型或A/R型;顯示距離和方位采用P型;在指揮部和航空管制中心則選用情況顯示器和綜合顯示器。

2)顯示的坐標數(shù)量、種類和量程。這些參數(shù)主要根據(jù)雷達的用途和戰(zhàn)術指標來確定。3)對目標坐標的分辨力。這是指顯示器畫面上兩個相鄰目標的分辨能力。光點的直徑和形狀將直接影響對目標的分辨力,性能良好的示波管的光點直徑一般為0.3~0.5mm。此外,分辨力還與目標距離遠近天線波束的半功率寬度和雷達發(fā)射脈沖寬度等參數(shù)有關。

4)顯示器的對比度。對比度是圖像亮度和背景亮度的相對比值,以百分數(shù)表示為對比度的大小直接影響目標的發(fā)現(xiàn)和圖像的顯示質量,一般要求在200%以上。5)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(shù)值。閃爍頻率的門限值與圖像的亮度,環(huán)境亮度,對比度和熒光屏的余輝時間等因素有關,一般要求達到20~30次每秒。

6)顯示圖像的失真和誤差。有很多因素使圖像產(chǎn)生失真和誤差,例如掃描電路的非線性失真,字符和圖像位置配合不準確等。在設計中要分析產(chǎn)生失真和誤差的原因,加以補償和改善措施。此外,還有顯示器的體積、重量、環(huán)境條件、電源電壓及功耗等要求。1.A型顯示器

（1）A顯畫面及示波管

A型顯示器的典型畫面如圖6.5所示,畫面上有發(fā)射脈沖(又稱主波)、近區(qū)地物回波和目標回波,還有距離刻度,這個刻度可以是電子式的,也可以是機械刻度尺。圖6.5A型顯示器畫面

A型顯示器實際上是一個同步示波器。雷達發(fā)射脈沖(主波)瞬間,電子束開始從左到右線性掃描,接收機輸出的回波信號顯示在主波之后,二者之間距與回波滯后時間成比例。A型顯示器大多數(shù)采用靜電偏轉示波管。圖6.6繪出了示波管各極的信號波形及時間關系。圖5.6A型顯示器各極波形及時間關系(a)示波管各極波形;(b)波形時間關系

要使電子束從左到右均勻掃描,在一對X偏轉板上應加入鋸齒電壓波。為了增大掃描振幅及避免掃描過程中偏轉板中心電位變化引起的散焦,通常在X偏轉板上加入推挽式的鋸齒波。回波信號加在一個Y偏轉板上。由于回波滯后主波時間tR與線性鋸齒波電壓振幅成正比,所以,顯示器上回波遲后主波的水平距離與目標的斜距成正比。

（2）A型顯示器的組成

A型顯示器組成方框圖如圖6.7所示,圖6.7A型顯示器的方框圖

主要包括如下幾部分:1)

掃描形成電路。其主要由方波產(chǎn)生器、鋸齒電壓形成電路和差分放大器組成。掃描形成電路形成鋸齒掃描電壓波,加在X偏轉板上,控制電子束從左到右掃描。

2)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。

3)距標形成電路。其包括固定距離刻度和移動距標的產(chǎn)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。

（3）方框圖說明

對圖6.7中各部分著重說明其聯(lián)系和特點,討論掃描產(chǎn)生電路,移動距標產(chǎn)生的方法。

1)掃描產(chǎn)生電路。掃描產(chǎn)生電路的任務是產(chǎn)生鋸齒電壓波并加在示波管水平偏轉板上,使電子束從左至右均勻掃描,從而形成水平掃描線。

掃描線中有幾個重要參數(shù)需著重考慮：(a)掃描長度L。通常使掃描長度為熒光屏直徑的80%左右,例如直徑為13cm的示波管,一般取掃描線長為10cm,即L=0.8D,D為示波管的熒光屏直徑。

(b)距離量程。它的意義是掃描線總長度L所表示的實際距離數(shù)值。最大量程對應雷達的最大作用距離。為了便于觀察,一般距離顯示器有幾種量程,分別對應雷達探測范圍內(nèi)的某一段距離。用相同的掃描長度表示不同的距離量程,意味著電子束掃描速度不同或者說鋸齒電壓波的斜率不同。

(c)掃描線性度。要求鋸齒電壓波在工作期內(nèi)電壓變化的速率接近一常數(shù),若這時采用均勻的固定距離刻度來測讀,則可以得到較高的測距精度。此外,還要求掃描電壓有足夠的鋸齒電壓幅度,掃描電壓的起點要穩(wěn)定,掃描鋸齒波的恢復期(即回程)盡可能地短。

2)移動距標的產(chǎn)生。用移動距標測量目標距離,就要設法產(chǎn)生一個對主波延遲可變的脈沖作為距標。調節(jié)距標的延遲時間(并能精確讀出),使距標移動到回波的位置上,就可根據(jù)距標遲后主波的時間tR算出目標的距離R(R=1/2ctR,這里c為光速)。2.A/R顯示器

在A型顯示器上,我們可以控制移動距標去對準目標回波,然后根據(jù)控制元件的參量(電壓或軸角)而算得目標的距離數(shù)據(jù)。由于人的固有慣性,在測量中不可能做到使移動距標完全和目標重合,它們之間總會有一定的誤差Δl,這個誤差我們稱為重合誤差。

對于不同的量程,重合誤差Δl對應的距離誤差ΔR將不同。例如,A型顯示器掃描線長度為100mm,重合誤差Δl=1mm,當其量程Rm為100km時,Δl引起的誤差為1km,如果量程為1km,則Δl引起的距離誤差只有10m。但減小量程后,不能達到有效地監(jiān)視雷達全程的目的。

在實際工作中常常既要能觀察全程信息,又要能對所選擇的目標進行較精確的測距,這時只用一個A型顯示器很難兼顧,如果加一個顯示器來詳細觀察被選擇目標及其附近的情況,則其距離量程可以選擇得較小,這個僅顯示全程中一部分距離的顯示器通常稱為R型顯示器。由于它和A型顯示器配合使用,因而統(tǒng)稱為A/R型顯示器。

（1）A/R型顯示器畫面

A/R型顯示器畫面如圖6.8所示,畫面上方是A掃掠線,下方是R掃掠線。圖6.8A/R顯示器畫面

在圖中A掃掠線顯示出發(fā)射脈沖、近區(qū)地物回波以及目標回波1和2。R掃掠線顯示出目標2及其附近一段距離的情況,還顯示出精移動距標。精移動距標以兩個亮點夾住了目標回波2。通常在R掃掠線上所顯示的那一段距離在A掃掠線上以缺口方式、加亮顯示方式或其它方式顯示出來,以便使用人員觀測。

（2）A/R型顯示器的組成

A和R顯示器是配合使用的,R顯示器只顯示A顯示器中的一小段距離的信息,它們之間有嚴格的時間關系。圖6.9是一種實用的A/R型顯示器的方框圖,這里采用兩個單槍示波管。圖6.10是波形時間關系,波形的標號與方框圖中的標號相對應。圖6.9A/R顯示器方框圖

圖6.10A/R顯示器波形關系圖

如圖6.9和圖6.10所示,以晶振頻率為75kHz的晶體振蕩器作為基準信號源①,經(jīng)5×6次分頻后得到頻率為2.5kHz的正弦信號②。用②去形成A掃掠線的觸發(fā)信號⑤,其重復周期相應為60km范圍,掃掠電壓如⑥所示。頻率為2.5kHz的正弦信號,經(jīng)粗相移和粗移動距標形成級,形成寬度為2km(13.3μs)并可在0~40km內(nèi)移動的距離標志⑦,它加在A型示波管柵極上作亮度調制信號。此粗移動距標還作R掃掠的選通脈沖用。A顯示器上的10km距離刻度③為1∶5分頻級輸出的正弦波,經(jīng)脈沖形成電路,形成正極性的脈沖序列。它加在A顯示器的一個Y偏轉板上。A顯示器的輝亮信號可由A掃掠電路的方波形成級得到。對于R顯示器,直接用頻率為75kHz的正弦波去形成重復周期相應為2km(約13.3μs)的掃掠觸發(fā)脈沖④,因為R掃掠線上的信息應是A掃掠線上粗移動距標附近2km的信號,所以用粗移動距標去選出一個周期為2km的脈沖作為掃掠觸發(fā)脈沖⑧。在脈沖⑧作用下形成R顯示器上所需的方波和鋸齒電壓波,分別作為輝亮和掃掠信號。這里的2km量程是靠鋸齒波電壓上升到一定值后回授一個脈沖來控制掃描的結束。精移動距標10是由精相移輸出的正弦波,再經(jīng)脈沖形成級產(chǎn)生的。因為在60km范圍內(nèi)只顯示一次,所以要用R掃掠的方波進行選通。精移動距標移動范圍不超過2km,寬度大約與脈寬同一數(shù)量級。

順便指出,目前普遍采用的一種A/R顯示器是用一個雙電子槍,雙偏轉系統(tǒng)而共熒光屏的復合示波管,或簡稱雙槍示波管。在熒光屏畫面上有兩條距離掃描線,上面的掃掠線是粗距離(A式)掃掠,下面的掃掠線是精距離(R式)掃掠,其組成方框圖和波形時間關系與圖6.9、圖6.10類似,這里不再重復。

A/R顯示器只能顯示目標的距離坐標,不能觀察到目標方位等全貌,因此往往需要和其它類型顯示器配合使用。1.平面位置顯示器畫面特點

2.動圈式平面位置顯示器

3.定圈式平面位置顯示器1.平面位置顯示器畫面特點平面位置顯示器又稱為P型顯示器,它以極坐標的方式表示目標的斜距和方位,其原點表示雷達所在地,目標在熒光屏上以一亮點或亮弧出現(xiàn),

又叫亮度調制。典型的P型顯示器畫面如圖所示。

光點由中心沿半徑向外掃描為距離掃描,距離掃描線與天線同步旋轉為方位掃描。為了便于觀測目標,顯示器畫面一般均有距離和方位的電刻度,當距離掃描線與天線同步旋轉時,距離電刻度是一族等間距的同心圓,而方位刻度為一族等角度的輻射狀直線。由于P型顯示器所觀測的空域很大,為了盡可能得到較好的分辨力和清晰度,常采用聚焦好、亮度高的磁式偏轉示波管。為了能同時觀察整個空域的目標,必須采用長余輝示波管及亮度調制方式。

根據(jù)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。2.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成的,這種顯示器的優(yōu)點是線路比較簡單,在常規(guī)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(tǒng),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。動圈式平面顯示器方框

主要由四部分組成:①距離掃描;②方位掃描;③距離和方位刻度形成;④回波和輝亮控制。

（1）距離掃掠距離掃掠的產(chǎn)生方法和A型顯示器相似。由于這里采用磁偏轉,在偏轉線圈中應加入鋸齒電流,以便形成隨時間線性增強的磁場,使電子束在磁場中發(fā)生偏轉(偏轉方向與磁場方向垂直),從而在熒光屏上作直線掃描。如果電流波從零開始增加,則光點便自屏的中心向外作徑向掃描。為了獲得鋸齒波電流i(t)=Kt(這里K為常數(shù)),當偏轉線圈的損耗電阻為R時,在偏轉線圈上應加的電壓是：

偏轉線圈中的鋸齒電流和梯形電壓(a)線圈等效電路;(b)電流、電壓波形

距離掃描電路方框圖

（2）方位掃描

方位掃描是指距離掃描線隨天線同步轉動。在動圈式平面顯示器中,通過使偏轉線圈與天線同步轉動的方法實現(xiàn)方位掃描。由于距離掃描速度很快而天線方位掃描的速度相對很慢,因而完成一次距離掃描時,方位數(shù)值基本不變,在顯示器上距離掃描線仍可視為一條徑向的亮線。圖6.12平面顯示器方位掃描隨動系統(tǒng)原理圖

偏轉線圈與天線同步轉動的方法一般采用隨動系統(tǒng),圖6.12是一種最簡單的隨動系統(tǒng)原理圖。天線通過加速系統(tǒng)帶動一個同步發(fā)送機,在顯示器處的偏轉線圈則通過齒輪系統(tǒng)和一個同步接收機相連。(3)方位刻度方位刻度有機械和電子的兩類。在此討論一種利用光電變換方法產(chǎn)生電子方位刻度的原理。固定電子方位刻度是在熒光屏上產(chǎn)生一系列等方位角的徑向亮線。每條亮線對應一特定的方位。為了產(chǎn)生這些方位刻度,應在天線每轉一特定角度Δθ時,就產(chǎn)生一個方波,并加在示波管柵極或陰極上。方波寬度應等于一個或幾個距離掃描重復周期。圖6.19繪出了距離掃掠和方位刻度的時間關系示意圖。顯然,在0°、Δθ、2Δθ、……及nΔθ(n=1，2，3，…)方位上出現(xiàn)方位刻度。距離掃掠和方位刻度的時間關系

下圖繪出了距離掃掠和方位刻度的時間關系示意圖。顯然,在0°、Δθ、2Δθ、……及nΔθ(n=1，2，3，…)方位上出現(xiàn)方位刻度。產(chǎn)生方位刻度的原理圖(R2=R3)

用光電變換法產(chǎn)生方位刻度的原理如下圖所示。

刻度盤上每隔Δθ開有一個小孔,刻度盤與天線同步轉動,在它的兩邊有光源和光電變換器。光電變換器由光電二極管VD1,光電放大器V1和鉗位二極管VD2組成。光電二極管VD1被反向偏置,并作為晶體管V1的基極電阻。當刻度盤小孔沒有對準光源時,VD1輸出電流為2~10μA,V1處于微導通,輸出電壓ue被二極管VD2鉗位在+6V電平,此時無方位刻度輸出。當天線轉到某一角度,光源通過小孔照射到光電二極管VD1上時,VD1輸出電流為40~120μA,V1飽和導通(ue=0V),此時輸出一個負方波。這一負方波對應于天線某一定的軸角,便可作為方位刻度加到示波管的陰極上,從而在熒光屏上形成一條方位上的亮線。3.定圈式平面位置顯示器

（1）偏轉線圈工作原理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(chǎn)生機械轉動,掃描線的轉動是靠X和Y偏轉線圈產(chǎn)生旋轉式徑向掃描磁場來實現(xiàn)的?？捎脠D6.13來說明偏轉線圈產(chǎn)生旋轉式的徑向掃描磁場的基本原理。

在任意方向線性變化的磁場H,能使電子束在與該磁場垂直的方向進行掃描,從而形成掃描線。這個任意方向的磁場,可以分解成水平和垂直兩個分量。圖6.13磁場的分解與合成

Hx=Ktsinθ

Hy=Ktcosθ

(6.5.2)

同樣,若令水平和垂直偏轉線圈分別產(chǎn)生式(6.5.2)所示的磁場,那么這兩個磁場的空間合成便是θ方向的磁場H,而掃描線則出現(xiàn)在(θ+π/2)的方向上,當式(6.5.2)中的θ隨天線掃描角同步變化時,掃描線也就隨著天線同步轉動了。

為了產(chǎn)生式(6.5.2)所示磁場,在X和Y偏轉線圈上應加入如下形式的電流:iX=K′tsinθ

iY=K′tcosθ

(6.5.3)（2）掃掠電流的產(chǎn)生也就是說,鋸齒掃掠電流ix和iy的振幅受天線軸角θ的正弦和余弦函數(shù)的調制,其掃描電流波形如圖6.22所示。圖6.14水平和垂直磁場變化規(guī)律

實際上,鋸齒電流掃掠的周期比天線掃描轉動的周期小得多,例如天線轉速為6r/min,雷達的發(fā)射脈沖重復頻率為400Hz,則天線的一個旋轉周期里,距離掃掠線達4000次之多。因此,對于一次距離掃掠,天線可視為固定在某一方向不動,熒光屏上看到的掃掠線是一條徑向直線,而這條徑向直線則隨天線同步轉動。6.3平面位置顯示器

3.定圈式平面位置顯示器的組成

圖6.15(a)給出一種定圈式平面位置顯示器組成方框圖。為了簡化方框圖,這里沒有加入移動距標。圖中包含有距離掃描和方位掃描部分;距離刻度和方位刻度;回波和輝亮等部分。下面簡要說明它的工作原理。圖6.15采用后分解法的P型顯示器方框圖和掃描波形(a)組成框圖;(b)掃描波形圖6.15采用后分解法的P型顯示器方框圖和掃描波形(a)組成框圖;(b)掃描波形1)掃描的分解。圖6.15是采用后分解法的P型顯示器組成方框圖及其掃描波形。觸發(fā)脈沖加到方波產(chǎn)生器,將所產(chǎn)生的方波送到鋸齒電壓形成電路,經(jīng)過功率放大輸出等幅的鋸齒掃描電流(見圖6.15的波形①)。通常采用旋轉變壓器使等幅的鋸齒掃描電流按天線轉角θ的正弦和余弦函數(shù)進行分解。旋轉變壓器是一種微型電機,其作用類似于變壓器,鋸齒電流①加到旋轉變壓器的定子繞組,定子繞組相當于變壓器的初級。旋轉變壓器的轉子隨天線同步轉動,轉子上有兩個垂直放置的繞組,相當于變壓器的兩個次級。轉子轉動時,定子和轉子間的互感系數(shù)按照轉角θ的正弦和余弦規(guī)律變化,從旋轉變壓器次級得到幅度受天線轉角θ正弦和余弦調制的鋸齒電壓(嚴格地說,應是梯形電壓),見圖6.15的波形②和波形③,這就完成了對掃掠進行分解的作用。2)雙向鉗位電路。圖6.15的波形②和③表明,在旋轉變壓器次級分解后的鋸齒波,其底部不在一個電平上,這是因為旋轉變壓器不能通過直流分量。從變壓器次級得到的鋸齒波,各周期的平均值為零。如果直接把波形②和波形③放大后加到偏轉線圈,則鋸齒波掃掠的起點將不在熒光屏的中心,而且在各個方向上起點的移動還不一樣,其結果會造成顯示圖形的混亂。為了解決這個問題,必須采用雙向鉗位器使正向鋸齒波和負向鋸齒波的底部都鉗在零電平上,見圖6.15中的波形④。1.計算機及智能圖形顯示圖6.16計算機圖形顯示系統(tǒng)

計算機緩沖存儲器顯示控制器圖形功能部件監(jiān)視器圖6.17智能圖形顯示系統(tǒng)

計算機緩沖存儲器顯示處理器圖形功能部件監(jiān)視器顯示控制器2.字符產(chǎn)生器

（1）字符產(chǎn)生器的質量指標

1)字符種類。它是指字符產(chǎn)生器能產(chǎn)生的字母、數(shù)字、符號和漢字的種類數(shù)。一般有26個大寫字母和26個小寫字母,0至9這10個數(shù)字,簡單的漢字和若干專用的特殊符號。用途不同,所要求的字符種類不同。隨機掃描一般為16、64、96、128和256種等；光柵掃描幾乎不受限制。每種字符都有一組特定的代碼,簡稱為字符代碼。2)字符尺寸。字符尺寸為字符在熒光屏上的幾何尺寸大小。它由視覺銳度和形成字符的點數(shù)來確定。隨機掃描常用的字符尺寸為3mm×4mm和5mm×7mm等；光柵掃描一般為8×8、16×16、32×32點陣。

3)字符書寫速率。在保證不失真和不閃爍的條件下,每個字符書寫時間越短,一幀內(nèi)就能顯示出越多的字符,即顯示容量越大。一般單個字符書寫時間為3~5μs。但是應該指出,字符書寫速率越高,要求偏轉系統(tǒng)和輝亮系統(tǒng)的頻帶越寬,技術實現(xiàn)也越復雜。4)字符顯示效率。字符顯示效率是指一個字符輝亮時間與該字符書寫時間的比值。輝亮時間占書寫時間越多,字符的平均亮度越高,字符顯示效率也就越高。字符產(chǎn)生的方法很多,在現(xiàn)代雷達系統(tǒng)的圖形顯示中,主要有隨機掃描字符產(chǎn)生和光柵掃描字符產(chǎn)生兩種方法。

（2）隨機掃描字符產(chǎn)生器隨機掃描字符產(chǎn)生器的組成框圖如圖6.18所示。圖6.18隨機掃描字符產(chǎn)生器框圖

顯示控制器將字符指令的操作碼譯成字符產(chǎn)生器的啟動信號,把字符指令中指定的字符碼送到字符產(chǎn)生器的字符碼譯碼邏輯電路。通過譯碼器在字符成型存貯器中找到與該代碼相應的字符。字符成型存貯器是一個只讀存貯器(ROM),在啟動信號作用下依次讀出所選定字符的成型信息,

用來控制X、Y、Z三個方向的動作,使之在熒光屏上描繪出這個字符。書寫完成該字符后就給出字符結束信號,通知顯示控制器發(fā)出下一個字符的代碼。由此可見,字符成型存貯器實際上是一個微程序庫。

隨機掃描顯示系統(tǒng)產(chǎn)生字符的方法有：點陣法和線段法。

1)點陣法字符產(chǎn)生器。點陣法把要書寫字符的區(qū)域分割成若干像素點,控制點陣中某些點的輝亮就可以顯示出所需要的字符。實際上點陣中點與點的距離很小,因此這種字符看上去與連續(xù)筆劃字符差不多。點陣法又分為順序點陣法和程序點陣法兩種。

順序點陣法在字符控制邏輯電路的控制下,按順序讀出存貯在字符成型存貯器中對應于所驅動的每個像素點的輝亮信號,并同時控制X、Y產(chǎn)生器計數(shù),以產(chǎn)生偏轉信號控制電子束的運動,使之與輝亮信號同步地掃描字符點陣中的每個像素點。圖6.19點陣法字符產(chǎn)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

圖6.19(a)是用順序點陣法書寫“A”字符的5×7點陣結構,與之相對應的X、Y和Z輸出波形示于圖6.19(b)中。在t=0時啟動字符產(chǎn)生器,Y產(chǎn)生器中的計數(shù)器做加1計數(shù),經(jīng)y支路的D/A變換輸出階梯電壓波,這時X產(chǎn)生器中的計數(shù)值保持全“0”。對應于X=0,Y=0,1,2,3,4五個點,Z產(chǎn)生器輸出五個輝亮脈沖;對應于X=0,Y=5,6不產(chǎn)生輝亮脈沖。到Y=6時,Y產(chǎn)生器保持,而X計數(shù)器加1。然后X產(chǎn)生器保持,而Y計數(shù)器做減1計數(shù),一直減到全“0”為止。

在此過程中,只有X=1,Y=3,5兩點Z產(chǎn)生器有輝亮脈沖輸出。當Y計數(shù)器減到全“0”后,Y產(chǎn)生器保持,X計數(shù)器再加1。此后X產(chǎn)生器保持為2,Y計數(shù)器再作加1計數(shù)。如此循環(huán)往復,直至掃完35個像素點。在圖6.19(b)中,凡輝亮信號Z=1的點就輝亮,凡Z=0的點就不輝亮。當達到X=4,Y=6這個點之后,發(fā)出結束信號。經(jīng)過上述過程,就顯示出圖6.19(a)所示的“A”字符。

順序點陣法將各種字符按光柵格式所規(guī)定的具體輝亮信號逐個存放在字符成型存貯器(ROM)之中;

程控點陣法中的字符成型存貯器(ROM)中存放的是各個字符掃描規(guī)律的微程序。假定程序字長取為8位(增量數(shù)、±X,±Y、輝亮等共8位),存貯體排列成8×8矩陣(增量數(shù)為3位),則對圖6.19(a)所示的5×7點陣的“A”字符,取點陣坐標原點在左下角,向上為+Y,向右為+X,則可作出列于表6.1中的微程序編碼。表6.1程控點陣法顯示“A”字符的編碼

在表6.1中,微程序的第一個字節(jié)增量為零,X、Y計數(shù)器不加也不減,輝亮位為1,這表示在字符矩陣坐標原點應加一個輝亮脈沖。第二個字節(jié)表示x計數(shù)器仍保持不變,Y計數(shù)器做加1計數(shù),共加4個矩陣增量點,而且每個點都要求輝亮。第三個字節(jié)表示X、Y同時做加法計數(shù),共加二次,每個點都要求輝亮。如此進行下去,直到最后一個字節(jié)00011110。

該字節(jié)規(guī)定為字符結束碼,它表示無輝亮輸出,并將X、Y計數(shù)器清零,同時使字符產(chǎn)生器向顯示控制器發(fā)出字符結束信號。從字符成型存貯器ROM讀出的微程序要經(jīng)過譯碼控制邏輯電路控制X、Y計數(shù)器的計數(shù),同時控制輝亮產(chǎn)生器發(fā)出Z信號,這樣就得到了圖6.19(c)所示的X、Y和Z波形。2)線段法字符產(chǎn)生器。線段法字符產(chǎn)生器采用一些基本的直線段去逼近一個字符。通常,在平面坐標上表示一條直線的方法很多,例如用始點(Xa,Ya)和終點(Xb,Yb)表示;或者用始點坐標(Xa,Ya)再加上增量數(shù)Δx、Δy表示等。用圖6.20所示的書寫字符“A”為例來說明線段法字符產(chǎn)生器的原理。顯然,字符“A”至少由三條亮線段ab,bc,de和一條暗線段cd所組成。只要將這幾條線段及其亮暗特性進行編碼構成一段微程序,存放在字符成型存貯器中,并按一定方式讀取和執(zhí)行,就可構成線段法字符產(chǎn)生器。圖6.20線段法書寫字符“A”

以5×7點陣書寫字符“A”為例,設矩陣坐標原點在左下角,ROM為8×8陣列,用8×8位編碼表示,對字符“A”的編碼列于表6.2中。表6.2筆畫法顯示“A”字符的編碼

表中第1個字節(jié)表示以坐標原點為起點,以X=2,Y=6為終點的一條亮矢量;第二個字節(jié)表示以第一條矢量的終點坐標X=2,Y=6為起點,以X=4,Y=0為終點的一條亮矢量;第三個字節(jié)表示以X=4,Y=0為起點,以X=3,Y=3為終點的一條暗矢量;第四個字節(jié)表示以X=3,Y=3為起點,以X=1,Y=3為終點的一條亮矢量。第五個字節(jié)表示回到原點,最后一個字節(jié)的第4位為1,用來表示字符結束。

在采用線段法字符產(chǎn)生器的顯示系統(tǒng)中,通常字符、圖形顯示共用一個偏轉系統(tǒng),此時有兩種方法來完成書寫字符的動作：一種方法是設計一套專用的積分電路,將從ROM讀出的字符增量信號積分形成鋸齒電壓輸出,再經(jīng)過模擬加法器分別與主偏的X、Y模擬掃描電壓相加,然后通過偏轉放大器放大后加至偏轉系統(tǒng)。另一種方法是將ROM中讀出的微程序經(jīng)字符控制邏輯電路處理成用±ΔX和±ΔY及輝亮信號表示的短矢量,然后送往矢量產(chǎn)生器中,通過矢量產(chǎn)生器來描繪字符。6.4數(shù)字式雷達顯示技術表6.3單位線段法顯示“3”字的編碼

6.4數(shù)字式雷達顯示技術圖6.20-1單位線段法字符產(chǎn)生器的原理和組成框圖(a)8個方向的單位矢量編碼;(b)“3”字的編碼;(c)原理框圖6.4數(shù)字式雷達顯示技術圖6.20-2單位線段法字符產(chǎn)生器的原理和組成框圖(a)8個方向的單位矢量編碼;(b)“3”字的編碼;(c)原理框圖

6.4數(shù)字式雷達顯示技術

（3）光柵掃描字符產(chǎn)生器

圖6.21示出光柵顯示系統(tǒng)框圖和光柵掃描顯示系統(tǒng)中字符顯示的示意圖,圖中字符矩陣仍為5×7。顯示處理器顯示控制器視頻邏輯字符點陣庫幀緩存數(shù)據(jù)地址掃描線地址視頻同步圖6.21-1光柵掃描顯示系統(tǒng)中字符顯示的示意圖6.4數(shù)字式雷達顯示技術圖6.21-2光柵掃描顯示字符示意圖6.4數(shù)字式雷達顯示技術

由于光柵掃描是從左到右,從上到下順序進行,因此當圖中所示從第3條掃描線開始有字符輝亮信息時,首先讀出第一個字符的第一橫上的數(shù)據(jù),與偏轉掃描運動相配合加上輝亮信號,即可顯示出這些數(shù)據(jù)。接著是顯示第二個字符的第一橫上的數(shù)據(jù),依次進行下去,直到第一行最后一個字符的第一橫顯示完為止。然后從第4條掃描線開始,先顯示第一個字符的第二橫,依次重復進行。由于每個字符分布在七條掃描線上,因此每個字符要反復讀出七次。顯然這和隨機掃描顯示完一個字符再顯示另一個字是不同的。6.4數(shù)字式雷達顯示技術(4)矢量產(chǎn)生器(A)矢量產(chǎn)生器的基本原理

圖6.22是用矢量逼近一條曲線的示意圖。圖6.22用矢量逼近一條曲線示意圖6.4數(shù)字式雷達顯示技術設第m段矢量的起始位置為(Xm,Ym),而終止位置為(Xm+1,Ym+1),即Xm+1=Xm+ΔXm

Ym+1=Ym+ΔYm

(6.5.1)式中,ΔXm和ΔYm分別為該段X和Y的增量。6.4數(shù)字式雷達顯示技術

在圖形顯示時,通常由計算機給出具體的矢量指令,若干具體的矢量指令的集合便是某種圖形的顯示程序。由于矢量的起點通常由專門的位置指令確定,因此矢量指令只包括:指令性質、符號位(±）、數(shù)字增量值等。典型的矢量數(shù)據(jù)格式為6.4數(shù)字式雷達顯示技術

矢量產(chǎn)生器的原理框圖如圖6.23所示,主要由數(shù)字乘法器(又稱頻率調制器)、數(shù)字積分器(可逆計數(shù)器)和數(shù)/模轉換器(D/A)等部分組成。圖6.23矢量產(chǎn)生器原理方框圖

6.4數(shù)字式雷達顯示技術1)數(shù)字乘法器。數(shù)字乘法器即頻率調制器,是一種特殊的乘法器。它與常規(guī)的數(shù)據(jù)乘法器不同,輸入不是兩個數(shù)據(jù),而是一個數(shù)字增量|ΔX|(或|ΔY|)和一個時鐘脈沖f。輸出也不是數(shù)據(jù),而是與乘積f.|ΔX|相當?shù)拿}沖序列。圖6.23中給出了數(shù)字乘法器輸入和輸出關系。輸出的脈沖平均頻率fΔX與輸入脈沖頻率f和輸入數(shù)字增量|ΔX|的關系為(6.5.2)式中,n為數(shù)據(jù)的位數(shù)。6.4數(shù)字式雷達顯示技術2)數(shù)字積分器。對數(shù)字乘法器的輸出進行積分,可以得到(6.5.3)式中,為符號函數(shù)，N0為計數(shù)器的初始值,T0=2n/f為計數(shù)循環(huán)周期,令N0=0,則可以得到數(shù)字積分器在T0周期輸出脈沖數(shù):ΔNX=ΔX(6.5.4)6.4數(shù)字式雷達顯示技術

隨機掃描是用隨機定位方式來控制電子束的運動,只要給出與位置(X，Y)相應的掃描電壓(或電流),就可以把顯示信息隨意地顯示在熒光屏的任意位置上。圖6.37繪出一種隨機掃描所需的X、Y偏轉信號以及合成的圖形顯示。6.5隨機掃描雷達顯示系統(tǒng)圖6.37隨機掃描波形及畫面示意z6.5隨機掃描雷達顯示系統(tǒng)在這里(0,0)為屏面中心。電子束從中心開始,先畫一個口字,再畫一個圓,最后畫出4個點。畫完后電子束返回屏面中心。從圖6.37看出,電子束從位置“1”跳變到位置“2”,以及從位置“2”跳變到位置“3”所需的時間叫做定位時間,

如果偏轉系統(tǒng)用得合適,每次定位時間可小于5

μs。6.5隨機掃描雷達顯示系統(tǒng)

一種采用陰極射線管的隨機掃描圖形顯示系統(tǒng)原理框圖示于圖6.38中。在這里要求圖形顯示在每秒鐘內(nèi)重復一定的次數(shù)才能獲得穩(wěn)定的圖像,這種重復掃描稱為圖像刷新。每秒重復的次數(shù)叫刷新頻率或重復頻率。刷新頻率取決于熒光屏的特性,通常為30~50Hz。為了完成刷新,在顯示系統(tǒng)中設有專門的存貯器來存放顯示內(nèi)容,這種存貯器稱為刷新存貯器。6.5隨機掃描雷達顯示系統(tǒng)圖6.38隨機掃描圖形顯示系統(tǒng)框圖6.5隨機掃描雷達顯示系統(tǒng)

由計算機編制的一系列顯示指令組成顯示畫面的顯示檔案,經(jīng)過通信接口按規(guī)定順序存入刷新存貯器。顯示控制器管理和控制整個系統(tǒng)按一定的時序運行,同時發(fā)出讀取和解釋顯示命令,并把有關的數(shù)據(jù)送至各個功能產(chǎn)生器。矢量產(chǎn)生器產(chǎn)生各種線段信號,通過X、Y驅動和偏轉系統(tǒng)控制電子束運動。6.5隨機掃描雷達顯示系統(tǒng)

位置產(chǎn)生器用來產(chǎn)生確定各線段在熒光屏上起點坐標位置的定位信號。字符產(chǎn)生器用來產(chǎn)生專用符號、數(shù)字、英文大小寫字母、漢字信號等。輝亮產(chǎn)生器與前面三種功能產(chǎn)生器配合,提供控制電子束電流大小的輝亮控制信號。在隨機掃描顯示中,電子束的運動完全是按事先存放在刷新存貯器中的顯示指令進行的,沒有確定的規(guī)律,完全是程序編制者任意規(guī)定的,也就是說是隨機顯示。6.5隨機掃描雷達顯示系統(tǒng)6.6光柵掃描雷達顯示光柵掃描顯示由于其采用固定的掃描方式，其偏轉電路只受確定的行、場同步信號控制，與雷達本身的具體參數(shù)和工作方式無關，大大提高了信息顯示的容量，因而被現(xiàn)代雷達系統(tǒng)普遍采用。

光柵掃描雷達顯示器具有以下特點：

(1)通用性強，可作為各種類型的雷達顯示器。

(2)靈活性好，可模擬各種傳統(tǒng)雷達顯示器畫面，可同屏顯示，也可在不同顯示畫面間切換。

(3)顯示容量大，顯示分辨率高，容易插入背影信息顯示內(nèi)容。既可以顯示一次雷達信息，也可以

同時顯示二次雷達信息、情報態(tài)勢，指控命令等。

(4)可完整顯示運動目標的航跡。

(5)集成度高，性能穩(wěn)定可靠。

光柵掃描是由在屏幕上一條接一條的一系列重復的水平線構成的,這些水平線稱為掃描線。圖6.41給出了典型的水平和垂直信號及其對應的顯示。圖6.41光柵掃描水平和垂直信號及其顯示(a)x、y掃描電壓波形;(b)CRT上的光柵

6.6光柵掃描雷達顯示

根據(jù)輸入指令相應地來增強某些部分的水平掃描線時,就可產(chǎn)生顯示信息。當每一條掃描線到達屏幕的另一邊(右)邊界時,它就回掃到起點位置的一邊(左),并且進行下一條掃描線的掃描。每條掃描線都略有傾斜，以便掃滿全屏,但由于滿屏有數(shù)百至上千條線,人眼是看不出來傾斜的。當?shù)撞繏呙杈€結束時,光柵垂直向上回掃,回到左上角的起始位置,然后重復進行,實現(xiàn)刷新,獲得穩(wěn)定的圖像。水平和垂直回掃期間,CRT的電子束被消隱掉，使屏上看不到回掃顯示。顯示信息只是在正程時間內(nèi)進行。6.6光柵掃描雷達顯示

光柵掃描和隨機掃描不同,不管屏上顯示的內(nèi)容如何,電子束總是以恒定的速度從左到右、從上到下掃過屏上的每個像素位置。為了實現(xiàn)這種掃描,在CRT偏轉部件上加的是兩種不同頻率的鋸齒波電流:控制電子束沿水平方向偏轉的電流叫做水平掃描電流,其重復頻率稱行頻;控制電子束沿垂直方向偏轉的電流叫垂直掃描電流,其重復頻率稱幀頻。6.6光柵掃描雷達顯示

顯示信息只能加在正程時間內(nèi),即在需要顯示圖形的像素位置上加上相應的輝亮信號,接通電子束，從而出現(xiàn)圖形。實際工作中要將正程掃描的電子束軌跡調到剛好看不見,使屏上只看到顯示的內(nèi)容。由于垂直掃描電流使電子束從上往下緩慢運動,這就保證了每行掃描線均勻等間隔地分開而不致于重合。當整個屏幕掃描完畢時,電子束在垂直回掃電流控制下迅速地跳回屏的左上角,接著執(zhí)行下一次的掃描過程。這樣一條條的水平線就叫做光柵;整個光柵就稱為一幀。6.6光柵掃描雷達顯示典型的光柵掃描雷達顯示系統(tǒng)構成，主要包括以下幾部分：(1)掃描轉換及回波圖像生成單元：由A/D變換、坐標變換（軸角分解）、矢量產(chǎn)生器、掃描線產(chǎn)生、偏心與擴展等部分組成，實現(xiàn)天線波束掃描變換、原始雷達回波和雷達數(shù)據(jù)的加工及處理。(2)圖形處理器（GPU):為帶有圖形功能的CPU,是顯示處理器與顯示控制器的整合形式。(3)幀緩存：又稱視頻存儲器或顯示存儲器，分為回波圖像幀緩存體（圖像體）和圖形幀緩存體（圖形體）。圖像體用于存儲雷達的原始回波圖像信息，圖形體用于存儲圖形、字符等信息。幀緩存的容量不能小于屏幕的物理分辨率所決定的總像素數(shù)，為了對圖像進行展開等特殊顯示處理，幀緩存的容量通常比屏幕像素數(shù)大很多倍。(4)監(jiān)視器：通常為通用的光柵掃描顯示器。

雷達系統(tǒng)對雷達信息處理的過程主要有以下三點:(1)從雷達接收機的輸出中檢測目標回波,判定目標的存在;(2)測量并錄取目標的坐標;(3)錄取目標的其它參數(shù),如機型、架數(shù)、國籍、發(fā)現(xiàn)時間等,并對目標進行編批。6.7雷達點跡錄取和數(shù)據(jù)處理

（1）半自動錄取

在半自動錄取系統(tǒng)中,仍然由人工通過顯示器來發(fā)現(xiàn)目標,然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。半自動錄取系統(tǒng)方框圖如圖6.51所示,

錄取的方法不斷改進，目前主要分為兩類，即半自動錄取和全自動錄取。圖6.51半自動錄取設備方框圖

6.7雷達點跡錄取和數(shù)據(jù)處理

圖中的錄取顯示器是以P型顯示器為基礎加以適當改造的,它可以顯示某種錄取標志,例如一個光點,操縱員通過外部錄取設備來控制這個光點,使它對準待錄取的目標。通過錄取標志從顯示器上錄取下來的坐標是對應于目標位置的掃描電壓,在錄取顯示器輸出后,應加一個編碼器,將電壓變換成二進制數(shù)碼。在編碼器中還可以加上一些其它特征數(shù)據(jù),這就完成了錄取任務。半自動錄取設備目前使用較多,它的錄取精度在方位上可達1°,在距離上可達1km左右。在天線環(huán)掃一周的時間(例如6~10s)內(nèi),可錄取5~6批目標。錄取設備的延遲時間約為3~5s。6.7雷達點跡錄取和數(shù)據(jù)處理

（2）全自動錄取全自動錄取與半自動錄取不同之處是,在整個錄取過程中,從發(fā)現(xiàn)目標到各個坐標讀出,完全由錄取設備自動完成,只是某些輔助參數(shù)需要人工進行錄取。全自動錄取設備的組成如圖6.52所示。圖6.52全自動錄取設備方框圖6.7雷達點跡錄取和數(shù)據(jù)處理

圖中信號檢測設備能在全程對信號積累,根據(jù)檢測準則,從積累的數(shù)據(jù)中判斷是否有目標。當判斷有目標時,檢測器自動送出發(fā)現(xiàn)目標的信號,我們就利用這一信號,用計數(shù)編碼部件來錄取目標的坐標數(shù)據(jù)。由于錄取設備是在多目標的條件下工作的,因而距離和方位編碼設備能夠提供雷達整個工作范圍內(nèi)的距離和方位數(shù)據(jù),而由檢測器來控制不同目標的坐標錄取時刻。圖中的排隊控制部件是為了使錄取的坐標能夠有次序地送往計算機的緩沖存貯器中去,并在這里可以加入其它一些數(shù)據(jù)。6.7雷達點跡錄取和數(shù)據(jù)處理

自動錄取設備的優(yōu)點是錄取的容量大,速度快,精度也比較高,因此適合于自動化防空系統(tǒng)和航空管制系統(tǒng)的要求。在一般的兩坐標雷達上,配上自動錄取設備,可以在天線掃描一周時錄取30批左右的目標,錄取的精度和分辨力能做到不低于雷達本身的技術指標,例如距離精度可達到100m左右,方位精度可達到0.1°或更高。對于現(xiàn)代化的航空管制雷達中的自動錄取設備,天線環(huán)掃一周內(nèi)可錄取高達400批目標的坐標數(shù)據(jù)。6.7雷達點跡錄取和數(shù)據(jù)處理

在目前的雷達中,往往同時有半自動錄取和自動錄取設備。在人工能夠正常工作的情況下,一般先由人工錄取目標頭兩個點的坐標,當計算機對這個目標實現(xiàn)跟蹤以后,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,給予必要的干預,它的主要注意力可以轉向顯示器畫面的其它部分,去發(fā)現(xiàn)新的目標,錄取新目標頭兩個點的坐標。6.7雷達點跡錄取和數(shù)據(jù)處理

這樣既發(fā)揮了人工的作用,又利用機器彌補了人工錄取的某些不足。如果許多目標同時出現(xiàn),人工來不及錄取的時候,設備可轉入全自動工作狀態(tài),操縱員這時候的主要任務是監(jiān)視顯示器的畫面,了解計算機的自動跟蹤情況,并且在必要的時候實施人工干預。這樣的錄取設備,一般還可以用人工輔助,對少批數(shù)的目標實施引導。6.7雷達點跡錄取和數(shù)據(jù)處理1.目標距離數(shù)據(jù)的錄取

（1）單目標距離編碼器

將時間的長短轉換成二進制數(shù)碼的基本方法是用計數(shù)器,由目標遲后于發(fā)射脈沖的遲延時間tR來決定計數(shù)時間的長短,使計數(shù)器中所計的數(shù)碼正比于tR,讀出計數(shù)器中的數(shù),就可以得到目標的距離數(shù)據(jù)。圖6.53就是根據(jù)這一方法所組成的單個目標的距離編碼器。6.7雷達點跡錄取和數(shù)據(jù)處理圖6.53單目標距離編碼器(a)組成框圖;(b)各點波形

6.7雷達點跡錄取和數(shù)據(jù)處理

雷達發(fā)射信號時,啟動脈沖使觸發(fā)器置“1”,

來自計數(shù)脈沖產(chǎn)生器的計數(shù)脈沖經(jīng)“與”門進入距離計數(shù)器,計數(shù)開始。經(jīng)時延tR,目標回波脈沖到達時,觸發(fā)器置“0”,

“與”門封閉,計數(shù)器停止計數(shù)并保留所計數(shù)碼。在需要讀取目標距離數(shù)碼時,將讀數(shù)控制信號加到控制門而讀出距離數(shù)據(jù)。6.7雷達點跡錄取和數(shù)據(jù)處理

若計數(shù)脈沖頻率為f,距離取樣間隔τR=1/f,由讀出的距離數(shù)碼N,可確定目標時延tR和目標的距離R:(6.8.1-1)(6.8.1)式中，c是光速；采用近似等號，是因為啟動脈沖和回波脈沖不一定與計數(shù)脈沖重合,見圖6.53中的Δt1和Δt2。6.7雷達點跡錄取和數(shù)據(jù)處理（2）多個目標距離編碼器圖6.54多個目標距離編碼器

多目標情況下的計數(shù)器做全程計數(shù)，只是在有目標回波脈沖的時刻將此時的計數(shù)值讀出，作為該目標的距離數(shù)據(jù)。6.7雷達點跡錄取和數(shù)據(jù)處理

（3）影響距離錄取精度的因素

影響距離錄取精度的因素有三項:（a）編碼器啟動脈沖與計數(shù)脈沖不重合的誤差Δt1;（b）計數(shù)脈沖頻率不穩(wěn)定;（c）距離量化誤差Δt2

。6.7雷達點跡錄取和數(shù)據(jù)處理提高錄取精度的途徑:

（a）將計數(shù)脈沖用同步分頻的方法形成發(fā)射機觸發(fā)脈沖和編碼器啟動脈沖,可以消除誤差Δt1。（b）晶體振蕩器的頻率穩(wěn)定度可達10-6~10-7,采用它，可以有效地減小計數(shù)脈沖不穩(wěn)定誤差。（c）提高計數(shù)器時鐘頻率f可以減小距離量化誤差。在實際應用中,通常取距離量化單元τR等于或略小于雷達的脈沖寬度τ。此外,還可以采用電子游標法和內(nèi)插法來提高距離測量和距離錄取的精度。6.7雷達點跡錄取和數(shù)據(jù)處理2.目標角坐標數(shù)據(jù)錄取

(1)等信號法。圖6.55示出等信號法方位中心估計的示意圖。圖6.55等信號法方位中心估計示意圖

正北6.7雷達點跡錄取和數(shù)據(jù)處理

在某些自動檢測器中,檢測器在檢測過程中一般要發(fā)出三個信號,即回波串的“起始”,回波串的“終止”和“發(fā)現(xiàn)目標”三個判決信號。前二個信號反應了目標方位的邊際,可用來估計目標方位。設目標“起始”時的方位為θ1,目標“終止”時讀出的方位為θ2,則目標的方位中心估計值θ0為(6.8.2)

在實際應用中,階梯檢測器、滑窗檢測器、程序檢測器等都可以采用這種方法來估計方位中心。6.7雷達點跡錄取和數(shù)據(jù)處理（2）加權法。加權法估計方位的原理示于圖6.56中。圖6.56加權法估計方位原理圖（a）系統(tǒng)構成(b)原理示意圖

+-方向圖移動方向6.7雷達點跡錄取和數(shù)據(jù)處理

量化信息經(jīng)過距離選通后進入移位寄存器。移位寄存器的移位時鐘周期等于雷達的重復周期。雷達發(fā)射一個脈沖,移位寄存器就移位一次。這樣，移位寄存器中寄存的是同一距離量化間隔中不同重復周期的信息。對移位寄存器的輸出進行加權求和,將左半部加權和加“正”號,右半部加權和加“負”號,然后由相加檢零電路檢測。當相加結果為零時,便輸出一個方位讀數(shù)脈沖送到錄取裝置,讀出所錄取的方位信息。6.7雷達點跡錄取和數(shù)據(jù)處理

合理地選擇加權網(wǎng)絡是這種方法的核心問題。通常在波束中心權值為“0”,

而兩側權值逐漸增大