浅谈雷达显示方式的一次显示

【摘要】一次显示是现代雷达中显示目标参数的一种重要的显示方式。本文详细的介绍了一次显示在现代雷达显示数据的重要功能、以及一次显示的数据在雷达中如何形成、处理、最后在雷达的终端上显示的过程。

【关键词】一次显示;显示器;压缩处理

1.一次显示技术简介

雷达终端显示器用来显示雷达所获得的目标信息和情报，显示的内容包括目标的位置及其运动情况，目标的各种特征参数等。早期的雷达终端显示器主要采用模拟技术来显示雷达原始图像。随着数字技术的飞速发展以及雷达系统功能的不断提高，现代雷达的终端显示器除了显示雷达原始图像之外，还要显示经过计算机处理的雷达数据，例如目标的高度、航向、速度、轨迹、架数以及人工对雷达进行操作或控制的标志过数据，现代雷达的终端显示器的显示方式有两种，分为一次显示和二次显示。一次显示主要通过接收雷达的原始视频、检查视频、状态信息、目标参数，通过计算机处理，采用FPGA完成一次视频的加工、处理，实现一次信息的现实。

2.一次显示实现方法及系统组成

一次显示计算机在通过光口接收到信号处理数据后，通过总线译码缓冲逻辑将数据分别送给两片信号处理芯片，用于搜索、跟踪两路显示画面的映射数据读取和信号处理，进行信号处理之后的数据分别通过双口显存译码逻辑存储到两个显示器对应的显示存储区中，按照两个示器的帧同步脉冲、行同步脉冲送出，通过D/A和运放之后与输入的二次显示驱动信号叠加，并将最终显示驱动信号数据输出，实现一次显示的功能组成框图如图1所示。

图1 一次显示功能框图

3.一次显示实现的步骤

一次显示模块显示软件采用区域波位更新的方式，根据各波位返回的数据的不同进行缓冲区刷新，而后对缓冲区进行显示打出。

实现步骤为：

第一步：距离压缩采用FPGA实现;

第二步：角度映射，根据现实内容的情况建立每个显示映射区，将前面压缩后的数据与显示映射区内的数据选大后更新;

第三步：按照显示器帧打的频率响应，第一步将显示区内的数据与显存内的数据取出后，按余辉时间处理后回写。

按照图1所示一次显示模块显示工作过程，在引导显示画面B（距离显示为200Km、30Km、像素为1476X970）显示区上一次显示工作的几个主要步骤和参数选择如下：

1）建立R-β映射区

在存储区内建立R-β映射区，大小为：

;

其中，表示距离的像素（搜索B显示画面）;

表示角度的像素（搜索B显示画面）。

2）数据处理

a）距离压缩

根据R的像素数、显示的距离量程及制导站工作状态的不同，有如下4种压缩系数：

表1 距离压缩系数

距离量程 200 Km 300 Km

搜索状态下 7 10

跟踪状态下 28 40

在显示时，应根据实际显示情况保留前970个距离压缩后的数据进行显示。

b）角度压缩处理

搜索状态下：

依据波束指向，将相同方位角度的4波束距离压缩数据进行同距离单元选大处理，写入显存。

俯仰压缩为4波束压缩。

距离起始地址计算：

，R=200、300km

，R=200km

，R=300km

Rm为一次显示模块显示软件从波位数据中提取的目标斜距。

角度地址依据波束指向计算，将压缩后数据写入显存。

波束指向取波位控制表，并依据阵面转大地模型将指向转换成大地坐标进行显示。

3）确定距离数据显示范围

一次显示信号是由信号处理机送出的数据，由信号处理送出的数据量来确定一次信号显示的距离位置。

表2 距离数据显示范围

脉冲周期

工作状态 512μs 1024μs 2048μs

搜索 5.4Km～73.8Km 10.2Km～150.6Km 19.8Km～265.56Km（舍远）

58.44 Km～280Km（舍近）

跟踪 （Rm-2.25Km）～（Rm+0.6Km）

其中，Rm为一次显示模块显示软件从波位控制表中提取的目标斜距。

4）角度显示范围确定

根据显示角度范围确定每个像素代表的角域。

5）幅度归一化

信号处理输出信号满幅值255，对数据处理后数据直接写入缓存，即对应不同亮度。

6）数据填入R-β矩阵

搜索显示画面的B显画面为R-β，从R-β矩阵中，中取出数据，与波位数据Ri进行比较，选大者填入R-β矩阵，占用相应位置左右各3点，即每个波束显示7点。

7）显存更新及余辉处理

在显示帧同步脉冲到来时，将R-β矩阵所有数据统一减小一级灰度。

在余辉时间为2s，刷新为60Hz条件下，2s刷新120次，亮度则将从255减为0，即每次刷新减2，第8次刷新减3。然后将R-β矩阵中的数据全部写入显存中。

4.一次显示应用及发展

一次显示的功能在现代雷达中的应用越来越广泛。在现代预警雷达和精密跟踪雷达中。采用数字式自动录取，雷达终端显示器的主要任务是搜索状态截获目标，在跟踪状态监视目标运动规律和监视雷达系统的工作状态。就要求现代雷达的显示功能越来越强大，通过一次显示的结果，使操作员能够掌握更多的目标参数和雷达工作状态，一次显示的运用将会越来越广泛。

参考文献

[1]丁鹭飞主编.雷达原理（第三册）[M].西安电子科技大学出版社，1984.

[2]张明友主编.雷达原理[M].电子科技大学出版社，1993.