Дисплейный блок современных РЛС

Микропроцессорный модуль дисплейного блока или главный модуль   РЛС нового поколения  обеспечивают выполнение задач приема, обработки и отображения радиолокационной информации, управления режимами работы РЛС, управления каналами связи и обмена информацией с внешними пользователями, контроля работоспособности РЛС, решения прикладных задач, а также документирования и архивирования радиолокационной информации.

Применительно к современным навигационным требованиям по  наблюдению и контролю надводной обстановки перечисленные задачи имеют следующие функциональное назначение и взаимосвязи между собой.

При приеме радиолокационной информации аналоговый видеосигнал из приемника поступает на вход аналого-цифрового преобразователя, где преобразуется в дискретный и накапливается в реальном масштабе времени. Накопленные дискретные сигналы для задачи обработки радиолокационной информации представляют собой так называемую “сырую” радиолокационную информацию.

Обработка радиолокационной информации состоит из предварительной обработки информации, где выполняется фильтрация ″сырой" радиолокационной информации. На этапе первичной обработки информации решается задача обнаружения целей. Задача сопровождения целей и расчета параметров сопровождаемых целей выполняется на этапе вторичной обработки радиолокационной информации. В настоящее время идентификацию целей можно выполнить по запросу или получить из автоматической идентификационной системы (АИС). В системе АИС, разработанной для повышения безопасности мореплавания в открытом море и прибрежных водах, применяется автоматический обмен навигационной и рейсовой информацией между судами и береговыми станциями. При отсутствии возможности идентификации целей с помощью АИС выполняется их классификация, например, путем запроса необходимой информации по каналам средств связи непосредственно у объекта, который идентифицируется как цель на экране РЛС. В крайнем случае, по отраженному радиолокационному сигналу цель можно классифицировать как большую или малую. Следует заметить, что теория классификации целей по отраженному радиолокационному сигналу еще недостаточно разработана.

Информацию, вырабатываемую процессорным модулем и выводимую на экран дисплея можно условно разделить на две составляющие: а) информация, определяемая требованиями Резолюции ИМО.RSC 192(79) и б) информация, необходимая для настройки РЛС на оптимальный режим работы и для принятия решений в процессе работы РЛС, а также результаты решения прикладных задач и ″сырая″ радиолокационная  информация.

В современных РЛС предусматривается также архивирование ″сырой" радиолокационной информации. Основное назначение архивирования есть выполнение функции ″черного" ящика. Должна быть предусмотрена возможность просмотра результатов архивирования как на самой РЛС, так и у внешнего пользователя. Кроме того, архивированная информация, может также использоваться при работе РЛС в режиме «Trial»

В соответствии с требованиями ИМО необходимо не только правильно выполнить задачу расхождения движения судов, но и задокументировать её выполнение. Для этого должны быть предусмотрены соответствующие программные и технические средства. Кроме того, для этих целей должно быть предусмотрено применение внешних носителей (запись информации на внешние носители и чтение с них).

При работе РЛС необходим контроль функционирования антенны, передатчика, приемника, дисплейного блока. Эта задача также выполняется с помощью процессорного модуля с выводом необходимой информации на экран дисплея.

Таким образом, функционирование современных РЛС, по сути, обеспечивается с помощью специализированной компьютерной системы обработки эхосигналов, управления, отображения и контроля, получившей название программно-аппаратного комплекса (ПАК) РЛС.

Оператор с пульта дисплейного блока управляет режимом работы РЛС, выводом информации на экран, включением и настройкой параметров задач фильтрации, обработки радиолокационной информации, решением прикладных задач, каналами связи и обмена информацией с внешними пользователями, выдачей соответствующей документации, фиксирующей нестандартные ситуации, возникающие в зоне ответственности, просмотром архивированной информации.

Концептуально, модель ПАК, которая учитывает функциональное назначение перечисленных задач и их взаимосвязи между собой, приведена на рис.2.47.

Рис. 2.47.Функциоальная структура дисплейного блока современной РЛС

Основные особенности структуры следующие. Модульный принцип организации функционирования ПАК. Функциональное назначение модулей соответствует задачам, выполняемым ПАК, за исключением того, что модуль аппаратно-программных средств содержит технические и программные средства, необходимые для выполнения следующих задач:

-          преобразование аналогового видеосигнала в дискретный и его накопление в преобразователе;

-     ввод накопленного сигнала из преобразователя в базу данных;

-     управление работой преобразователя;

-     управление работой приемника и передатчика;

-     прием сигнала, указывающего положение антенны;

-     прием информации от АИС;

Отличительной чертой структуры  ПАК есть то, что для хранения как принимаемой, так и получаемой в процессе решения задач ПАК информации, применяется база данных. Это предоставляет возможность, во-первых, каждому модулю иметь доступ ко всей информации, находящейся в базе данных, а, во-вторых, выполнять обмен информацией (данными) между модулями, используя только базу данных.

Кроме того, обработка „сырой" радиолокационной информации начинается только после преобразования аналогового видеосигнала в дискретный и накопления его для всего кругового обзора. Доступ к ″сырой" радиолокационной информации кругового обзора открывает новые возможности в разработке методов и алгоритмов фильтрации, обнаружения, сопровождения и классификации целей.

Для увеличения вычислительной мощности ПАК предусмотрено подключение спецвычислителя. Спецвычислитель оперирует с данными, которые находятся только в базе данных.

Время решения задач, выполняемых модулями, должно удовлетворять следующим требованиям. Модуль аппаратно-программных средств выполняет задачу в ″жестком″ реальном масштабе времени.

Время, за которое выполняется обработка радиолокационной информации, и выдаются результаты обработки на экран дисплея, должно быть меньше времени выполнения кругового обзора РЛС, т.е. предыдущий круговой обзор должен быть обработан и результаты выданы на экран за время приема ″сырой" радиолокационной информации текущего кругового обзора.

Запись в базу данных информации, полученной при обработке предыдущего кругового обзора должна быть выполнена также за время приема радиолокационной информации текущего кругового обзора РЛС. Остальные задачи выполняются на фоне вышерассмотренных задач. Требования реального масштаба времени к их решению не предъявляются.

Внедренное в РЛС аналого-цифровое преобразование отраженного от целей сигнала и последующая его процессорная обработка позволили применять в индикаторах кругового обзора любой вид оконечного устройства визуального отображения информации, среди которых наибольшее распространение получили электронно-лучевые трубки (ЭЛТ) с растровым формированием развертки (телевизионные кинескопы),управляемые цифровыми схемами, и жидкокристаллические экраны (ЖК- мониторы). Имевшие в прошлом монопольное применение в ИКО электронно-лучевые трубки с магнитным отклонения луча и длительным послесвечением экрана в настоящее время не применяются.

Электронно-лучевая трубка (ЭЛТ) – электровакуумный прибор, преобразующий электрические сигналы в световые. В строгом смысле, электронно-лучевыми трубками называют ряд электронно-лучевых приборов, одним из которых является кинескоп, применяемый в телевизионных устройствах. Экран таких ЭЛТ (CRT – Cathode Ray Tube)  можно рассматривать как матрицу дискретных ячеек (точек, полосок), каждая из которых может быть подсвечена, Таким образом, он является как-бы точечным рисующим устройством. В настоящее время в индикаторах РЛС применяются только цветные  ЭЛТ (кинескопы), позволяющие в несколько раз по сравнению с монохромными улучшить избирательные возможности экрана. Принцип работы кинескопов (в том числе и цветных) подробно рассматривается в любой технической литературе по телевидению. Поэтому в нашем случае целесообразно рассмотреть особенности их применения в индикаторах РЛС кругового обзора. Чтобы создать изображение на экране кинескопа, точечный электронный луч должен постоянно проходить по экрану с частотой, как минимум 25 раз в секунду. Этот процесс называется разверткой. Есть несколько способов развертки изображения.

Растровая (телевизионная) развертка (рис. 2 48). Это наиболее распространенный вид развертки кинескопа.

Рис. 2.48. Телевизионный растр: а) построчная развертка

б) чересстрочная развертка, в) векторная развертка

 

 Электронный луч проходит весь экран по строкам. Возможны два варианта: 1) электронный луч «считает» все строки кадра -1-2-3-4-5-….(построчная развертка), 2) чересстрочная развертка - 1-3-5-7-….., затем -2-4-6-8… , т.е. при 25 кадрах в секунду получается 50 полукадров в секунду. Электронный луч, формируя изображение на экране, заставляет светиться  частицы люминофора - цветные точки или полоски, сформированные в триады ( в каждой триаде по три точки или полоски: красная, синяя, зеленая). До момента формирования следующего кадра эти частицы успевают погаснуть, поэтому при близком рассмотрении можно наблюдать его «мерцание». Поскольку при работе оператора с экраном дисплея РЛС расстояние от глаз до экрана намного меньше, чем при просмотре телевизора, то это мерцание чувствуется гораздо сильнее. Поэтому при применении кинескопов в РЛС минимальной рекомендуемой частотой кадров является частота 85 Гц. Кстати, в последних моделях телевизоров с высокой четкостью изображения частота обновления кадров кинескопа принята равной100 Гц.

Векторная развертка (рис.2.48,в), в которой электронный луч проходит вдоль линий изображения. Применяется в кинескопах с очень малым послесвечением люминофора. Люминофорное покрытие в ЭЛТ с векторной разверткой нанесено на экран сплошным слоем, изображение в результате имеет четкие очертания.  Характеризуется сложной схемой формирования развертки.

⇐ Предыдущая16171819202122232425Следующая ⇒

Поделиться: