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1、第七节雷达显示器第1页，共39页，编辑于2022年，星期二 1要满足要求的观测范围 距离：最小作用距离Rmin。至最大作用距离Rmax。方位0360。2要满足测量精度。3要满足图像分辨力要求。4.要操作、使用简便等。第2页，共39页，编辑于2022年，星期二 二、显示器组成及各部分作用 1显示器的组成 第3页，共39页，编辑于2022年，星期二第4页，共39页，编辑于2022年，星期二第5页，共39页，编辑于2022年，星期二2阴极射线管及其附属电路1)电磁式显像管；2)混合式显像管1 灯丝；2 阴极；3 控制栅极；4 第一阳极；5 聚焦线圈；6 聚焦电极；7 中心位移线圈；8 偏转线圈；9
2、第二阳极；10 荧光屏 第6页，共39页，编辑于2022年，星期二3距离扫描电路 距离扫描电路由延时线、方波产生器、梯波产生器及锯齿电流产生器组成 第7页，共39页，编辑于2022年，星期二 1)延时线 延时线的作用是用来调节扫描线的起始时间，使它和发射脉冲离开天线的时间严格对应，以保证测距的准确。2)方波产生器 在经延时的触发脉冲控制下，根据不同量程产生不同宽度的方波脉冲，分别送到锯齿电流产生器、固定距标电路、活动距标电路、CRT辉亮控制电路，有的雷达还送到船首标志电路等。这样，显示器的扫描电路均在扫描方波的控制下同步工作。第8页，共39页，编辑于2022年，星期二 3)梯形电压产生器 在扫
3、描方波控制下产生一个宽度与方波相同，斜率与量程相对应的梯形电压波，送锯齿形电流产生器。4)锯齿形电流产生器锯齿电流产生器实际上是一个扫描末级功率放大器，它将梯形电压功率放大后通过两个滑环加到偏转线圈的两端，则在偏转线圈中就流过锯齿形电流。第9页，共39页，编辑于2022年，星期二4方位扫描系统按偏转线圈转与不转可分为“旋转线圈式”和“固定线圈式”两种。1)旋转线圈式方位扫描系统(1)船首向上(Headup)相对运动显示时的方位扫描系统第10页，共39页，编辑于2022年，星期二(2)真北向上(Northup)相对运动显示方式方位扫描系统 该显示方式必须接入罗经航向信号；应经常注意船首线指向是否
4、与主罗经航向一致。第11页，共39页，编辑于2022年，星期二 2)固定线圈式方位扫描系统 定圈式扫描有如下一些优点：(1)在使用三相式固定偏转线圈时，实现偏心显示和真运动时不需加中心位移线圈；(2)去掉了复杂的机械、电气传动装置，不仅省掉了麻烦的维护保养工作，减小了噪声，而且提高了可靠性。第12页，共39页，编辑于2022年，星期二 5刻度(测量)标志电路 1)固定距标电路 该电路在扫描方波的控制下产生一列等间隔的尖形脉冲，经视频混合放大器放大后送CRT阴极，则在荧光屏上出现一列等间隔亮点，扫描线旋转时，在屏上形成等间距的同心圆圈。量程不同，间距代表的距离也不同。这些标志的间距在厂里是用精密
5、仪表精确校准的，常用作活动距标校准的依据。距标圈的亮度可由显示器面板上的“距标亮度”控钮调节。第13页，共39页，编辑于2022年，星期二 固定距标的圈数和精度在雷达性能标准中有规定。近量程(15 n mile以下)一般为2个3个；远量程(15及15 n mile以上)为6个。固定距标圈用于粗测目标距离，测距误差不应超过所用量程的15或70 m。第14页，共39页，编辑于2022年，星期二2)活动距标电路活动距标电路的作用是在触发脉冲(或扫描方波前沿)控制下产生一个相对于扫描起始点的延时可调的(由测距器决定)尖脉冲，经视频混合放大器放大后送CRT阴极，在荧光屏上产生一个可移动的距标圈。移动的距
6、离由测距器决定，相应的距离值由专用读数器给出。活动距标圈用来精测屏上任意位置的距离。其测量误差不应超过所用量程的15或70 m。活动距标圈的亮度可由显示器面板上的“活动距标亮度”控钮调节。要注意的是：如果该距标电路是用比较电路产生距标的，则应随时用固定距标校核活动距标的精度。第15页，共39页，编辑于2022年，星期二3)船首标志电路(Heading Marker或Heading Flashing Line，缩写为HL)该电路的作用是每当天线转过船首方向时，产生一个宽度大于2倍脉冲重复周期的船首标志方波脉冲，经视频混合放大器放大后送CRT阴极，则在屏上产生一条代表船首方向的径向亮线船首标志线，
7、简称船首线。第16页，共39页，编辑于2022年，星期二 船首线是测量物标回波方位的基准。船首线位置不准直接影响测方位误差，所以使用中应经常注意核对船首线位置是否准确。性能标准规定，船首线的宽度不应大于05，位置误差不应大于1。显示器面板上还设有一个常闭的弹簧开关，按住它(断开)可暂时去掉船首线以便检查船首线处有无回波存在。第17页，共39页，编辑于2022年，星期二 4)电子方位标志电路(Electronic Bearing Line，缩写为EBL)该电路的作用是产生一条方位可调的径向亮线，用以测量目标的方位。其产生原理与船首线标志电路类同，只是标志形成时的触发信号是由方位手轮调节“触点开关
8、”位置决定的。方位手轮同时控制方位读数器，随时指示方位值。第18页，共39页，编辑于2022年，星期二用电子方位标志测量方位无视差，精度高，且适用于偏心显示时测量物标方位。使用中应经常校核它的测量精度，即扫描中心与屏中心一致时，EBL所指固定方位刻度盘的读数与它的读数窗读数是否一致。电子方位线的亮度可由面板上的“EBL亮度”钮调节。新型船用雷达中还加设了电子游标线。这种游标线的原点在荧光屏上的位置可以任意调节，而且有的还可根据需要令它随扫描中心一起移动或停在原处不动。游标线的方位可用方位控钮调节并在读数器上随时指示方位值。在游标线上还设有间距可任意设置的固定距标点和活动距标点。使用此游标线可方
9、便地测出任意两物标间的距离和方位，因此，用它进行雷达标绘和导航非常方便。第19页，共39页，编辑于2022年，星期二6视频放大电路 1)抗雨雪干扰电路(Fast Time Constant，缩写为FTC)雨雪也能反射雷达波，其回波图像呈棉絮状回波亮斑，无明显边沿。热带大暴雨的回波很强，能淹没雨区中的物标回波。因为雷达无法分辨相邻雨点间距或雪片间距，所以雨雪产生的回波是很宽的视频脉冲。雨雪干扰抑制电路通常是接在显示器回波视放输入电路中的一个微分电路，亦叫FTC电路。其作用是将宽回波视频信号微分变窄以抑制雨雪干扰，第20页，共39页，编辑于2022年，星期二同时，它突出了回波的前沿，提高了距离分辨
10、力，使用中应注意有可能丢失小物标回波。只应在雨雪干扰严重时使用。在显示器面板上设有FTC”钮，供选择使用。现在性能标准规定FTC电路应能手动可调，可以根据具体情况调节微分程度。调节时应只去掉雨雪干扰而不致丢失物标为好。第21页，共39页，编辑于2022年，星期二2)雷达同频干扰抑制电路（Interference Rejector)两台距离相近的同波段雷达同时工作，相互间产生的干扰图像称为雷达同频干扰。因为两台雷达的脉冲重复周期不会绝对相同，所以这种干扰又叫同频异步雷达干扰。因为这种干扰是有源干扰，所以干扰波很强。干扰图像视两台雷达的脉冲重复频率差异程度而不同：若脉冲重复频率相同，图像为辐射状虚
11、线图像；若脉冲重复频率相近，图像为螺旋线状；若脉冲重复频率相差很大，则图像呈散乱光点。另外，螺旋线状图像还会随量程变小而逐渐变直。第22页，共39页，编辑于2022年，星期二抑制同频干扰的原理是利用物标回波在若干次相邻的扫描线上的位置是相关的，而同频干扰则是不相关的特性，用“与门”电路将若干次扫描线上的信号进行“与”，运算，显然，物标回波将保留输出，而同频干扰将被剔除。第23页，共39页，编辑于2022年，星期二使用中应该注意：(1)只有在干扰严重、影响观测时才使用它，因为可能要丢失小目标。(2)使用该抑制器前，要将“调谐”、“增益”及STC钮调至最佳状态，使屏上噪声斑点刚刚可见而回波饱满时抑
12、制效果最好。(3)为避免丢失更多物标，使用同频干扰抑制时，不要使用FTC电路。第24页，共39页，编辑于2022年，星期二3)视频混合放大器 送入视频混合放大器的信号有经FTC、抗同频干扰处理的回波视频信号、固定距标信号、活动距标信号、HL信号和EBL信号等五种信号，经放大后变成20 v40 v的负视频信号，再经过视放末级功率放大器送人CRT阴极。第25页，共39页，编辑于2022年，星期二7显示器电源显示器电源分为低压电源和特高压电源两部分。显示器机内设有若干保险丝。现代雷达、特高压电源及显示扫描电路等都要在雷达电源开关置“工作”位置时才供电工作。第26页，共39页，编辑于2022年，星期二
13、三、显像管显示物标图像的原理 CRT显示物标距离的原理：如果屏半径要代表12 n mile量程，那么光点从屏中心移到屏边缘的时间应恰好等于12 n mile处的物标回波回到天线所经历的时间，方波宽度和扫描速率要随量程改变：量程小，方波宽度要小些扫描速率要快些；量程大，方波宽度要宽，扫描速率要慢。第27页，共39页，编辑于2022年，星期二CRT显示物标方位的原理是：偏转线圈的方向决定扫描线的方向(对于动圈式偏转线圈而言)，而偏转线圈由方位扫描系统带动随天线同步旋转，即扫描线的方向也就对应于天线的方向。天线转到某个方位收到回波时，扫描线在屏上就指向相应的方位，回波也就在这个方位上显示。第28页，
14、共39页，编辑于2022年，星期二四、光栅扫描原理1径向圆扫描的缺陷径向圆扫描方式，即极坐标方式。在这种扫描方式中，荧光屏上扫描线径向扫描的速率取决于量程的大小(同一荧光屏)。扫描线旋转的速度取决于天线的转速。物标回波的亮度取决于回波视频信号的幅度。这样，物标回波及各种符号视频在屏上只能是天线每转一圈才能亮一下，在整个屏面上亮度不匀，并且量程越小，回波亮度越低，容易丢失小目标。第29页，共39页，编辑于2022年，星期二2光栅扫描原理1)光栅扫描雷达框图第30页，共39页，编辑于2022年，星期二TV显示器显示的信息是它的TV扫描方式(从左到右的行扫和从上到下的帧扫)属直角坐标的方式，(1)雷
15、达接口 雷达接口的作用是：对雷达视频信号进行杂波抑制、量化处理及数字化；将天线方位信号变换成数字信号(包括起始信号和方位量化单元信号)；量程控制及再定时处理等。第31页，共39页，编辑于2022年，星期二（2）数字扫描转换器（3）遥控部件（4）TV显示器2）R/TV数字扫描转换原理第32页，共39页，编辑于2022年，星期二3光栅扫描的优点1)便于实现高亮度显示。2)可避免常规PPI综合显示器图像的闪烁现象。3)便于采用彩色显示。4)便于实现大幅度偏心和大比例尺的显示。5)便于采用计算机显示终端技术。6)降低成本，提高了可靠性。第33页，共39页，编辑于2022年，星期二五、显示器调整和状态判
16、断1显示器调整 1)延时线调整(触发脉冲延时调整)调整的目的是使扫描起始时间与发射脉冲离开天线的时间严格对应，以消除固定测距误差。调整的方法是：选一个2 n mile以内、位置在海图上精确标明且轮廓清楚的物标，在海图上量出或用其他精确方法测出它的实际距离，然后与用雷达近量程档测出的距离比较。若不相符，就调节延时线上抽头位置，直到两个距离相等为止。第34页，共39页，编辑于2022年，星期二 2)方位误差的调整 (1)选一个2 n mile以外的目标，用其他航海方法测定它的准确舷角再与雷达测得的以船首线为基准的舷角比较，如不一致即存在方位误差。(2)选船首向上相对运动显示方式，扫描中心对准屏中心
17、。(3)移动天线上的微动开关位置，使屏上船首线移动直至船首线与物标回波的夹角准确为止。(4)调显示器方位同步接收机定子，使屏上船首线与图像一起转动，直到船首线准确指固定方位盘0。第35页，共39页，编辑于2022年，星期二 3)真方位调整 如果真方位部件罗经复示器与主罗经不一致时，则仅须关掉真方位部件，然后拨动复示器度盘，使指示值与主罗经航向一致，立即接通真方位部件即可。第36页，共39页，编辑于2022年，星期二2显示器状态判断方法下面按操作步骤逐步说明显示器的状态判断方法：1)将“雷达电源”开关开到“预备”位置，增大面板“照明”钮，面板照明灯应该亮。如果一个灯也不亮，应查显示器保险丝或中频
18、电源输出总保险丝。如果保险丝均好，查中频电源的输出。2)3 min后，“预备”指示灯应亮。如不亮，按“紧急”按钮，若雷达正常了，则是3 min延时电路故障。若仍不工作，查电源。第37页，共39页，编辑于2022年，星期二 3)3 min后，预备灯亮，将“雷达开关”放“工作”位置，增大“扫描亮度”钮，一般到45位置，屏上应能见到扫描线在匀速旋转。4)“雷达电源”开到“工作”，“扫描亮度”钮旋到45位置，屏上应有扫描线，且匀速顺时针向旋转。转速与天线转速同步。5)此时应能见到船首线，如果在船首线向上相对运动显示方式，扫描中心在屏中心，则船首线应指向固定方位圈0。如果无船首线，则可再增大固定距标圈亮度，电子方位线亮度等。第38页，共39页，编辑于2022年，星期二6)增大“固定距标圈亮度”钮，屏上应该出现等间隔距离圈。7)旋大“活动距标亮度”钮，调测距器，使活动距标圈与各量程档、各固定距标圈(一般可查最里面一圈和最外一圈)重合时，读数应和该距标圈代表的距离相等。8)旋大“增益”钮，屏上应有噪声斑点，调节“调谐”钮，应有回波出现。9）显示方式置“真北向上”显示方式，船首线应指航向值。10）)检查各杂波抑制钮的作用是否正常。第39页，共39页，编辑于2022年，星期二