雷達顯示器

用於自動實時顯示雷達信息的終端設備，是人－機聯繫的一個介面。雷達顯示器通常以操縱員易於理解和便於操縱的雷達圖像的形式表示雷達回波所包含的信息。傳統的雷達圖像是接收機直接輸出的原始雷達視頻或者經過信號處理的雷達視頻圖像。這稱為一次顯示。經計算機處理的雷達數據或綜合視頻顯示的雷達圖像，稱為二次顯示。一個顯示器可以同時具備這兩種顯示方式。雷達圖像可插入各種標誌信號，如距離標誌、角度標誌和選通波門等，甚至可插入或投影疊加地圖背景，作為輔助觀測手段。為了錄取目標信號或選擇數據，雷達圖像上可插入數字式數據、標記或符號。雷達顯示器還能綜合顯示其他雷達站或信息源來的情報並加註其他狀態和指揮命令等，作為指揮控制顯示。與計算機相聯繫的顯示控制台常採用鍵盤、光筆和跟蹤球，甚至話音輸入裝置等，作為人-機對話的輸入裝置。

雷達顯示器最常用的顯示器件是陰極射線管（見電子束管、示波器）。在傳統的雷達圖像上，回波信號可對光點進行偏轉調製或亮度調製。與天線掃描和發射機輸出同步的掃描電壓把光點置於適當位置，其結果是一個或幾個參數如距離、方位或仰角便描繪在熒光屏上。熒光屏的發光顏色、發光效率和發光的儲存時間或餘輝時間，與熒光物質的性質有關。餘輝的積累作用能大大提高操縱員在雜訊或雜波中分辨目標的能力。短餘輝熒光物質用於顯示快速變化或重複頻率高的信號；長餘輝熒光物質用於顯示重複頻率低的信號或記錄目標的軌跡。現代熒光物質的餘輝時間，可以從小於1微秒到大於1分鐘。

雷達所探測空域的全部信息很多，包括目標位置，目標運動參數、目標自身的各種特徵參數、雷達周圍環境情況等。在實際應用中往往根據雷達的不同用途，顯示其中某些內容，而且，一部雷達經常需要幾種顯示器配合使用。

主要類型 雷達顯示器的類型很多，常見的畫面格式有十餘種（見圖），按顯示的坐標數目分為一度空間顯示器、二度空間顯示器和三度空間顯示器三類。①一度空間顯示器：又稱距離顯示器，採用偏轉調製。其基本型式有A型顯示器和J型顯示器。A型顯示器的標尺若為擴展型，稱R型顯示器。此外，還有K型、L型、M型、N型等，它們都是A型的變型。K型、L型和N型顯示器能粗略指示二度空間信息。②二度空間顯示器：採用亮度調製。其基本型式有極坐標的P型顯示器和直角坐標的 B型顯示器。在二者基礎上演變而來的還有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間信息。③三度空間顯示器：在一個熒光屏上同時進行兩種型式的顯示，可顯現三度空間信息。仰角位置顯示器（EPI）是三坐標顯示器的一種，它用水平軸表示距離，垂直軸分成兩段分別表示方位和仰角，形成B型和E型兩種顯示。二次顯示受計算機控制，可提供更多的不同畫面格式。它既可進行圖形顯示，也可進行字元顯示。常見的一種型式是情況顯示器。

A型顯示器 一種專用的同步示波器。通常採用短、中餘輝的靜電偏轉示波管。時基或距離掃描與探測脈衝同步。時基長度與距離量程相對應。回波信號加在垂直偏轉板形成回波波形。測量目標距離使用固定刻度或移動刻度，有機械法和電子法兩種方法。電子移動刻度法常用於精密測量。A型顯示器的優點是：結構簡單；能在熒光屏上直接觀察回波信號和雜訊的形狀；能在較小信噪比的情況下從雜訊中辨認出目標信號；易於根據信號的強弱變化情況判斷目標的性質；對目標的距離分辨力優於亮度調製的顯示器；易於把移動標誌對準回波前沿，測距精度高。A型顯示器的缺點是同一時間內只能觀測一個方向上的目標。

J型顯示器 與A型顯示器的區別是時基由直線變為圓型，長度增加約3倍，可提高測距精度。它採用有針狀中心電極的徑向偏轉示波管。頻率與探測脈衝重複頻率相同、相位正交、幅度相等的兩個正弦電壓，分別加在兩對偏轉板上，形成圓周掃描時基。回波以負信號加於中心電極產生徑向偏轉波形。

P型顯示器 又稱平面位置顯示器(PPI)或環視顯示器，屬於徑向圓掃描顯示。通常採用長餘輝電磁偏轉陰極射線管。在一些輕便雷達和掃描速率比較快的情況下，也有的採用靜電偏轉示波管。徑向圓掃描的形成方法一般有兩種：①偏轉線圈為單線圈，線圈通以與探測脈衝同步的鋸齒波電流，線圈與天線的伺服機構相連接，隨天線的轉動而轉動;②偏轉線圈固定不動，加於水平線圈和垂直線圈的鋸齒波電流的幅度分別與天線轉角的正弦和餘弦值成正比。為便於讀出極坐標上的目標位置，可採用機械的或電子的刻度標誌。P型顯示器的優點是：顯示的雷達數據便於直觀，易於理解。不足之處是：極坐標的方位分辨力隨著距離越近越下降；餘輝長，識別目標性質的能力有所降低；測量快速運動目標不夠準確；目標信號呈一圓弧，使方位角測量精度和分辨力受到限制。這種顯示通常只用於搜索警戒和作戰指揮。為提高顯示精度和分辨力，可用偏心顯示法或延時起點掃描法，放大顯示某個區域的雷達圖像。

B型顯示器 與P型顯示器的區別是距離掃描線不繞屏中心旋轉，而是沿水平方向平移，顯示有限的方位範圍，精度和分辨力較高。它通常採用中、長餘輝的電磁偏轉陰極射線管。鋸齒電流加給垂直偏轉線圈，形成自下而上的距離掃描線。與天線波束角呈線性關係的電流波形加給水平偏轉線圈，產生掃描線平移。採用延時起點掃描放大顯示距離段，可用作精密跟蹤顯示器。

情況顯示器 屬於二次顯示器，用以顯示雷達站所監視空域的情況。對目標數據的顯示常採用符號和加註字母數字的形式。此外，畫面上一般還有地圖背景、某些重要目標的軌跡和一些必要的標記。這些人為數據的描繪通常採用數字式隨機掃描方式。畫面上任一點都對應於一定的坐標位置，控制邏輯根據計算機的指令對電子束定位后，啟動矢量、字元等功能的產生器進行各種描繪。為了得到必要的亮度和避免閃爍現象，人為數據須以一定的頻率更新。情況顯示器有時還顯示原始雷達數據。這時，人為數據的描繪是用時間分割法插入的。插入的時間可用雷達工作休止期或竊用某幾個雷達掃描工作期；也可採用視頻時間壓縮技術，先將回波信號存儲，然後以比原距離掃描快數倍的速率加以顯示。為了提高目標數據和人為數據間的顯示配准精度，原始雷達圖像掃描也常用數字方式。

對雷達顯示器的要求主要是提高顯示信息性能和便於人－機通信。小型化、數字化和功能模塊化的彩色顯示設備，是雷達顯示器的發展方向。視頻光柵掃描技術是提高分辨力、顯示亮度和減小畸變的重要措施。利用計算機技術，特別是採用微型計算機作為顯示控制邏輯部件，也是雷達顯示器發展的重要趨勢（見顯示技術）。