船用雷达终端显示系统.docVIP

第10章 船用雷达终端显示器 10.1 概述 雷达接收机将天线受到的微弱目标经高频放大、混频、中频放大、检波极信号处理后，尚需提取回波中的目标信息，再在经必要的加工后直观显示于显示器上，此过程由雷达终端来实现。现代雷达终端显示的基本内容含：目标数据的录取、数据处理及目标航行状态的显示的典型组成框图如图10－1所示。 图10－1 船用雷达终端的典型组成简框 图0－1中，“目标录取”用于实现对来自雷达录取机的雷达目标回波存在的确认，并提取目标的方位、距离、航速等信息：“数据处理”完成目标数据的关联、航迹处理、数据滤波跟踪；方位角编码完成天线瞬间方位角数据的提取机其极坐标转换成直角平面坐标，“显示系统”完成目标的位置、运动状态及其它信息的显示。 10.2 船用雷达显示器件 船用雷达终端显示器采用的显示器件有两大类；磁偏转阴极射线管﹙CRT﹚和液晶显示器﹙LCD﹚,终端显示器有多种扫描方式工作：对传统船用雷达CRT显示器，常采用径向园扫描方式；对现代船用雷达LCD显示器，常采用光栅扫描显示方式。 按照需要显示的信息类型，可分为“一次信息”和“二次信息”显示。 10.2.1 阴极射线管CRT（Cathode Ray Tube） 船用雷达要求使用具有余辉、亮度大、聚焦好、屏面尺寸大及磁偏转的CRT，以适应 在宽阔海域中能得到较好的图像分辨力、清晰度及亮度画面的观测要求。 雷达显示器常用的CRT有三类：静电式：电子束聚焦，由管内极板间静电场完成电子束偏转，简言静电聚焦、静电偏转CRT，常用于军用A型显示器，也常见于实验室的普通示波管；磁式：电子束的聚焦与偏转均由装在管颈外的线圈流入电流产生的磁场完成，传统船用雷达常用；混合式：静电聚焦、磁偏转，因其具有供电方便、消耗功率小、结构简单、偏转灵敏度高等诸如优点。船用雷达常被广泛采用的是混合式CRT。 1.CRT构成原理 1）单色混合式CRT 其构成如图10－2所示。 图10—2 单色混合式CRT结构图 10-3 彩色CRT的结构示意图 由图可见，混合式CRT由玻璃外壳、电子枪、荧光屏三大部分构成，工作时外加偏转 线圈，形成偏转系统。玻璃外壳由芯柱、玻璃管颈、玻璃锥体和屏面玻璃四部分组成；电子枪装在管颈内，包括由灯丝、阴极、控制极和第一阳极组成的电子枪发射系统，而聚焦极和第二阳极组成电子枪主聚焦系统，与管颈相连的锥形玻璃体，其内表面涂有导电的石墨层；荧光屏是圆盘形，外表面是玻璃，中间是荧光粉，里面涂有很薄的铝层（膜），起隔离散热作用，管内被抽成高度真空。 在工作时，CRT灯丝上一般加交流6.3 V，以加热阴极。阴极为信号极，加入负极性回波视频脉冲信号和各种刻度脉冲信号。控制栅极加可调偏压，使用时用显示器面板上的“亮度”（Brilliance；Intensity）按钮调整和正极性方波即“辉亮脉冲”，用以控制阴极只在扫描期间内发射电子。第一阳极一般加＋500V（或＋600 V）电压，以加快电子速度。在聚焦电极上加聚焦电压，实现电子束（静电）聚焦。第二阳极约加＋10KV特高压，加快电子束速度，轰击荧光粉，使荧光粉发光，从而在屏上显示雷达图像。 2）彩色CRT构造原理 其构成如图10－3所示。彩色显示是基于三基色原理，并利用空间混色法来构成。彩色显像管CRT是彩色显示器的重要器件，是显现彩色图像的关键器件。彩色显像管有三类：三枪三束荫罩管、单枪三束三网管及自会聚管。前二者是早期产品，现已少用。自会聚彩色显像管是在单枪三束三网管基础上发展成的，区别在于它利用了特殊的偏转线圈，且对改进了显像管内部的电路，从而使显像管不再依赖会聚电路，也使三条电子束在整个屏幕上具有较好的会聚。因不依赖外部会聚电路、会聚调整方便、生产维修容易等优点，故被现在几乎所有的彩色显示均采用这种显像管。“三基色原理”是建立在人眼变色的生理事实上，理解不难，实际如同人们熟悉的彩色电视机的红、绿、蓝“三基色”按不同比例混合而构成自然界各种物体的颜色。 其基本工作原理是用灯丝加热阴极，使阴极发射发射电子，电子被加速剂加速和被聚焦极的电子透镜聚焦成很细的电子束，又受高压强电场进一步加速，以提高的速度轰击荧光屏上的荧光粉，将电能转变为光能。电子束在射向荧光屏的途中，还受到行、场偏转线圈磁场的作用，以控制电子束作扫描运动。加载阴极上的各种视频信号，不断改变着阴极 与栅极之间的电位差，于是，图像信号的幅度变化被转换成屏上的的亮度变化，并与扫描同步，则在荧光屏上显示出图像。为了防止误击，在荧光面内侧设有选色电极（荫罩）。品型布置的电子枪，采用圆孔性荫罩。玻璃壳除设有荫罩外，还设有屏蔽地磁场用的内屏蔽罩。起作用是防止电子束手地磁场干扰发生絮乱和偏离，以防止电子束射向其它颜色的荧光体。在玻璃壳外侧装有偏转磁轭和色