第四章 雷达终端显示器
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一、绪论雷达:无线电探测与测距。
利用电磁波对目标检测、定位、跟踪、成像和识别。
雷达利用目标对电磁波的反射或散射现象来发现目标并测定其位置的。
定时器发射机收发开关天线显示器接收机天控系统组成框图雷达测量原理雷达发射信号:雷达接收信号:雷达利用收发信号之间的相关性获取目标信息雷达组成:天线:向确定的方向发射和接收特定频段的电磁波收发开关:发射状态将发射机输出功率接到天线,保护接收机输入端接收状态将天线接收信号接到接收机,防止发射机旁路信号发射机:在特定的时间、以特定的频率和相位产生大功率电磁波接收机:放大微弱的回波信号,解调目标信息雷达的工作频率:工作频率范围:22mhz--35ghz扩展范围:2mhz--94ghz绝大部分雷达工作在:200mhz--10000ghz雷达的威力范围:最大作用距离、最小作用距离、最大仰角、最小仰角、方位角范围分辨力:区分点目标在位置上靠近的能力距离分辨力:同一方向上两个目标之间最小可区别的距离角度分辨力:在同一距离上的两个不同方向的点目标之间最小能区别的角度数据率:雷达对整个威力范围内完成一次搜索所需要的时间倒数,也就是单位时间内雷达所能提供对一个目标数据的次数。
跟踪速度:自动跟踪雷达连续跟踪运动目标的最大可能速度发射功率的和调制波形:发射功率的大小直接影响雷达的作用距离发射信号的调制波形:早期简单脉冲波形,近代采用复杂波形脉冲宽度:脉冲雷达发射信号所占的时间。
影响探测能力和距离分辨力重复频率:发射机每秒发射的脉冲个数,其倒数是重复周期。
决定单值测距的范围,影响不模糊速区域大小天线波束形状天线:一般用水平面和垂直面内的波束宽度来表示天线的扫描方式:搜索和跟踪目标时,天线的主瓣按照一定规律在空间所作的反复运动。
机械性扫描和电扫描接收机的灵敏度:通常规定在保证50%、90%的发现概率条件下,接收机输入端回波信号的功率作为接收机的最小可检测信号功率。
这个功率越小接收机的灵敏度越高,雷达的作用距离越远。
总第169期2008年第7期 舰船电子工程S hi p E lectronic Engineering V ol .28N o .7 113 一种雷达显示技术的硬件设计实现3肖 骁 吕林洪(武汉数字工程研究所 武汉 430074)摘 要 简要介绍现代雷达的各种技术参数,重点阐述应用最广泛的一种雷达显示终端:平面显示器。
并由此提出了一种基于FPGA 的硬件设计原理实现雷达的平面显示,工程实践证明该原理具有广泛的通用性和较强的实用性。
关键词 现代雷达;平面显示器;FPGA 中图分类号 TN 95A D esign in Har dware for Radar D isp lay TechnologyX iao X iao L v L inhong(W uhan D igital E nginee ri ng Institute,W uhan 430074)A b s tra c t The article brief l y presents the variety of technica l para m e ters of the m odern radar,and elaborates a radar display ter m ina l w hich has been app lied m ostw i dely,i .e .pane l disp l ay .The author proposes a hard w a re design concep t based on FPGA to realize the pane l di sp lay of radar,and t he enginee ri ng prac tice proves tha t t his p ri nci p le can be w i dely app lied .Ke y w o rd s m odern radar,pane l display,FPGA C l a s s N um be r TN 951 引言雷达(radar )原是“无线电探测与定位”的英文缩写。
民用航空机场塔台空中交通管制设备配置1 范围本标准规定了民用航空机场塔台空中交通管制(以下简称空管)设备的配置要求。
本标准适用于各类民用航空机场塔台的空管设备配置。
2 塔台空管设备配置的类别塔台空管设备配置的类别根据该塔台所在机场平均起降架次进行划分,见表1。
日平均起降加次是指现有统计的年实际起降架次的日平均值,对新、扩建塔台,应该是指预计五年内达到的最多起了降架次,或者应与机场总的要求一致。
3 配置原则塔台设备配置,应根据空管的需要,并考虑机场运行量的发展规模,做到保障安全,方便使用。
本标准规定为塔台空管设备的必需配置,设备的冗余备分各增加可根据需要考虑。
4 塔台管制室和设备室的一般要求塔台管制是实施塔台飞行管制的工作场所,塔台设备室是安置塔台有关空管设备的机房,二者可以合二为一,也可以根据需要分开。
机场内外的照明设备、反光装置和其他设施不应影响塔台管制员的观察,应尽量避免飞机滑行、起降时的噪音对塔台管制室工作环境的影响。
塔台管制室四周的玻璃窗应向外倾斜150左右,以避免对停机坪、跑道、滑行道和起降地带产生眩光,塔台外廊地面应低于塔台管制室地面1m以上,便于管制员向下、向外观察,管制室的水平视解应为3600。
塔台的位置应保证塔台管制员能看到全部跑道和滑行道。
塔台管制室四周的大玻璃分格不应妨碍管制员坐、立时的观察视线。
塔台管制室内应保持适当温度,以免四周玻璃上形成水汽或霜;北方机场的塔台管制室应采用双层玻璃,双层玻璃之间不应结露。
玻璃窗应配备特殊有色玻璃或能透视的遮阳窗帘。
塔台玻璃窗下端跟地板不应超过。
塔台屋顶支柱应采用最小的尽寸、最少的数目,支柱的位置不应影响管制员的主要观察方位。
塔台的屋顶应设置障灯,塔台应设备避雷系统。
设备室应根据有关规定和设备工艺要求进行设计,并配备必要的空调和不间断电源等设备。
塔台管制室应采用与本机场管制部门统一的时钟系统。
塔台管理室的环境要求见附录A、附录B、附录C(标准的附录)。
雷达的(radar)概念:无线电探测和测距。
雷达的原理:利用目标对电磁波的反射现象来发现目标并测定其位置的。
雷达的组成:天线:向确定的方向发射和接收特定频段的电磁波1.收发开关:发射状态将发射机输出功率接到天线,保护接收机输入端接受状态将天线接收信号接到接收机,防止发射机旁路信号2.发射机:在特定的时间、以特定的频率和相位产生大功率电磁波3.接收机:放大微弱的回波信号,解调目标信息4.激励器/同步器:产生和供给收发信号共同的时间、频率、天线指向基准5.显示器/操作员:显示目标信息和雷达的工作状态,配合人工操作。
单级震荡发射机的特点:优点:简单,低廉,高效;缺点:频率不稳,相位随机,不能复杂调制主震放大式发射机组成及特点:1.基准振荡器:保证频率、重频、脉宽,2.锁相振荡器:提供相位(稳定性、一致性很高) 3.放大链:固态+行波管放大链,固态+行波管+速调管(前向波管)放大链等优点:频率稳定、准确,相位稳定,能够复杂调制缺点:复杂,昂贵,效率较低脉冲调制器的组成:1.直流电源:提供充足、稳定的直流能量,满足工作要求;2.充电元件:将直流能量及时传递给储能元件3.储能元件:在开关截止时保存充电能量,在开关导通时释放保存的能量4.调制开关:刚性在输入脉冲的作用下,脉冲期间导通,间歇期间截止软性在输入触发的作用下,导通释放能量,放尽后自然截止5.耦合元件:将高压、大电流脉冲作用到射频负载上(原理图另附)噪声系数定义:接收机输入端信号噪声功率比与输出端信号噪声功率比的比值及: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。
检测性能由发现概率和虚警概率描述:发现概率越大说明发现目标的可能性越大;虚警概率越小说明错误目标的可能性越大;在虚警概率不超过某个允许值的条件下,发现概率越大越好虚警:没有信号时,输出的电平超过门限被认为是信号的事件。
波导损耗:波导损耗与波导制造的材料、工艺、传输系统工作状态以及工作波长等因素有关, 通常情况下, 工作波长越短, 损耗越大。
第六节雷达的显示方式一、显示方式分类⏹以荧光屏正上方的指向划分:船首线向上 H UP (Head Up);指北向上 N UP (North Up);航向向上CRS UP (Course Up)。
⏹从本船(扫描中心)在荧光屏上的运动形式划分:相对运动显示方式RM (Relative Motion)真运动显示方式TM (True Motion)二、相对运动显示方式⏹特点:①代表本船位置的扫描中心不动;②周围物标相对于本船作相对运动,固定目标则与本船等速反向移动;③无需航速输入。
是雷达常用的一种显示方式。
包括:⏹1、船首向上(H UP)图像不稳定显示模式;⏹2、指北向上(N UP)图像稳定显示模式;⏹3、航向向上(CRS UP)图像稳定显示模式。
1、船首向上显示模式⏹特点:(1)无需输入罗经航向,用H UP表示。
(2)船首方向在荧光屏方位圈上为0°,由此读取的其他物标方位是相对方位(即舷角)——“相对方位显示方式”。
(3)本船转向时,船首线始终指向固定刻度圈0°不动,而周围目标则向相反方向以本船为中心作圆周运动,在目标后面留下一段弧形尾迹,影响观测。
(4)它是一种图像不稳定的模式船首向上显示模式的优缺点优点:⏹非常直观,屏面上图像分布情况与雷达操纵使用人员在驾驶台上向外看到的真实情景一致,特别是目标在屏面上的方向是舷角,对于判断是否有碰撞危险十分方便,是最常用的一种显示方式。
⏹不足:⏹转向或航向不稳时,会因图像频繁移动留下的弧形余辉而变得模糊,影响正常观测2、指北向上显示模式特点:(1)需要输入罗经航向,用N UP表示。
(2)方位圈0°在荧光屏正上方并代表罗北,船首线指向实际航向。
物标显影在固定方位圈上的读数是真方位——“真方位显示方式”;(3)本船转向时,船首线始终跟踪实际航向而随之转动。
其它目标按自己的航速、航向运动。
指北向上显示模式优缺点可方便地测得目标的真方位,且在本船转向或船首偏荡时,目标回波在屏面上不动,屏面图像仍十分清晰,因此在观测、定位时十分方便,故又称其为“稳定显示模式”。