雷达显示器

实时显示雷达信息的终端设备

雷达显示器是用于自动实时显示雷达信息的终端设备，是人－机联系的一个接口。雷达显示器通常以操纵员易于理解和便于操纵的雷达图像的形式表示雷达回波所包含的信息。

组成部分

雷达显示器最常用的显示器件是阴极射线管。在传统的雷达图像上，回波信号可对光点进行偏转调制或亮度调制。与天线扫描和发射机输出同步的扫描电压把光点置于适当位置，其结果是一个或几个参数如距离、方位或仰角便描绘在荧光屏上。荧光屏的发光颜色、发光效率和发光的储存时间或余辉时间，与荧光物质的性质有关。余辉的积累作用能大大提高操纵员在噪声或杂波中分辨目标的能力。短余辉荧光物质用于显示快速变化或重复频率高的信号；长余辉荧光物质用于显示重复频率低的信号或记录目标的轨迹。现代荧光物质的余辉时间，可以从小于1微秒到大于1分钟。

雷达所探测空域的全部信息很多,包括目标位置,目标运动参数、目标自身的各种特征参数、雷达周围环境情况等。在实际应用中往往根据雷达的不同用途，显示其中某些内容，而且，一部雷达经常需要几种显示器配合使用。

主要类型

雷达显示器的类型很多，常见的画面格式有十余种，按显示的坐标数目分为一度空间显示器、二度空间显示器和三度空间显示器三类。

一度空间显示器

又称距离显示器，采用偏转调制。其基本型式有A型显示器和J型显示器。A型显示器的标尺若为扩展型，称R型显示器。此外，还有K型、L型、M型、N型等，它们都是A型的变型。K型、L型和N型显示器能粗略指示二度空间信息。

A型显示器一种专用的同步示波器。通常采用短、中余辉的静电偏转示波管。时基或距离扫描与探测脉冲同步。时基长度与距离量程相对应。回波信号加在垂直偏转板形成回波波形。测量目标距离使用固定刻度或移动刻度，有机械法和电子法两种方法。电子移动刻度法常用于精密测量。A型显示器的优点是：结构简单;能在荧光屏上直接观察回波信号和噪声的形状；能在较小信噪比的情况下从噪声中辨认出目标信号；易于根据信号的强弱变化情况判断目标的性质；对目标的距离分辨力优于亮度调制的显示器；易于把移动标志对准回波前沿，测距精度高。A型显示器的缺点是同一时间内只能观测一个方向上的目标。

二度空间显示器

采用亮度调制。其基本型式有极坐标的P型显示器和直角坐标的 B型显示器。在二者基础上演变而来的还有C型、D型、E型、F型、G型、H型和 I型。D型、G型和H型能粗略指示三度空间信息。

P型显示器又称平面位置显示器(PPI)或环视显示器，属于径向圆扫描显示。通常采用长余辉电磁偏转阴极射线管。在一些轻便雷达和扫描速率比较快的情况下，也有的采用静电偏转示波管。径向圆扫描的形成方法一般有两种：①偏转线圈为单线圈，线圈通以与探测脉冲同步的锯齿波电流，线圈与天线的伺服机构相连接，随天线的转动而转动;②偏转线圈固定不动,加于水平线圈和垂直线圈的锯齿波电流的幅度分别与天线转角的正弦和余弦值成正比。为便于读出极坐标上的目标位置，可采用机械的或电子的刻度标志。P型显示器的优点是:显示的雷达数据便于直观，易于理解。不足之处是：极坐标的方位分辨力随着距离越近越下降；余辉长，识别目标性质的能力有所降低;测量快速运动目标不够准确;目标信号呈一圆弧，使方位角测量精度和分辨力受到限制。这种显示通常只用于搜索警戒和作战指挥。为提高显示精度和分辨力，可用偏心显示法或延时起点扫描法，放大显示某个区域的雷达图像。

B型显示器与P型显示器的区别是距离扫描线不绕屏中心旋转，而是沿水平方向平移，显示有限的方位范围，精度和分辨力较高。它通常采用中、长余辉的电磁偏转阴极射线管。锯齿电流加给垂直偏转线圈，形成自下而上的距离扫描线。与天线波束角呈线性关系的电流波形加给水平偏转线圈，产生扫描线平移。采用延时起点扫描放大显示距离段，可用作精密跟踪显示器。

情况显示器也属于二次显示器，用以显示雷达站所监视空域的情况。对目标数据的显示常采用符号和加注字母数字的形式。此外，画面上一般还有地图背景、某些重要目标的轨迹和一些必要的标记。这些人为数据的描绘通常采用数字式随机扫描方式。画面上任一点都对应于一定的坐标位置，控制逻辑根据计算机的指令对电子束定位后，启动矢量、字符等功能的产生器进行各种描绘。为了得到必要的亮度和避免闪烁现象，人为数据须以一定的频率更新。情况显示器有时还显示原始雷达数据。这时，人为数据的描绘是用时间分割法插入的。插入的时间可用雷达工作休止期或窃用某几个雷达扫描工作期；也可采用视频时间压缩技术，先将回波信号存储，然后以比原距离扫描快数倍的速率加以显示。为了提高目标数据和人为数据间的显示配准精度，原始雷达图像扫描也常用数字方式。

三度空间显示器

在一个荧光屏上同时进行两种型式的显示，可显现三度空间信息。仰角位置显示器（EPI）是三坐标显示器的一种，它用水平轴表示距离，垂直轴分成两段分别表示方位和仰角，形成B型和E型两种显示。二次显示受计算机控制，可提供更多的不同画面格式。它既可进行图形显示，也可进行字符显示。常见的一种型式是情况显示器。

选择要求

要根据不同用途的要求，指示出斜距、方位和仰角(或高度)三个坐标中的全部或部分数据。为了完成这些任务，有时需要用几个雷达显示器配合使用，一些个别的数据也可由电表或数码进行显示。

雷达显示器通常是由雷达的技战术指标决定:

1)需要在显示器上测读目标坐标的数量及种类，即显示目标的斜距、方位角、仰角(高度)中的一个、二个或三个。

2)待测目标坐标的量程，即要求显示器能显示多大的距离及方位的范围。

3)测定坐标的准确度，即显示器的度数与目标真实坐标的误差。

4)对目标坐标的分辨力，即分辨两个相邻目标的能力。

5)测定目标所需的时间(即测量速度)，方便程度，与其它系统配合使用的关系。

6)运用参数方面的要求，如体积、重量、工作温度、电源电压、频率和功率消耗、耐震程度等。

发展方向