Устройство отображения видеоинформации в радиолокационных системах

(57) Изобретение относится ктехнике, в частности в техни ВИДЕ ОИН СИСТЕМАХ радиоке абра ский инсти Октябрьско тки радижет быт кационных си в,формирой совместным изобкационных тения и объема вания графи но с первич ражением в системах (Р является по ст вацатуванов овые сред:еждения отображаемоустройствоции в радиол этого нформаах соанспорт кационных сис оготепьной Сцзнопц ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Зурабов 10.Г, и др, Сства автоматизации предупстолкновений судов, М.: Т198 5 с . 125-13 7. спользовано дляеских изображениым радиолокациоереговых радиолС) . Целью изобрышение точностиинформации. Длтображения виде1628223 Составитель О. КанатчикТехред Л,олийнык ктор Л. Пилипенк актор О. Спесив 3 НТ СССР Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгор Гагарина, 10 Заказ 349 Ти ВНИИПИ Государственного ко 113035, Мотета по изобретени ва, Ж, Раушская Подписи открытиямб д, 4/53 1628223держит приемопередатчик 1 с антенным 14 подсвета вторичной информации, блоком, блок усиления, преобразова- блок 15 опорных сигналов, блок 16 сетель сигнала текущих координат, цент- лекции вектора, блок 17 управления ральный процессор, блок синхронизации памятью, блок 18 запуска, блоки 195блок управления, электронно-лучевую и 26 постоянной памяти, блоки 20 и трубку, блок разверток, блок под стробирования, блок 21 выборки света луча, коммутатор 11 вспомога- элементов строки, сумматоры 23 и 24 тельной развертки, цифроаналогвые и блок 25 выборки адреса объекта.преобразователи 12 и 13 . Кроме того, 5 илустройство включает формировательИзобретение относится к радиотехнике, в частности к технике обработки радиолокационных сигналов, и может быть использовано для формирования графических изображений совместно с первичным радиолокационным изобг. ражением в береговых радиолокационных системах.Целью изобретения является повышение точности и объема отображаемой25 информации .На Фиг. 1 а, 1 б приведена структурная схема устройства отображения видеоинформации в радиолокационных системах; на Фиг.2 - структурная 30 схема блока запуска; на фиг 3- структурная схема блока опорных сигналов; на Фиг.4 - структурная схема блока управления памятью, на Фиг.5 - структурная схема блока селекции. 35 Устройство отображения видеоинформации в радиолокационных системах содержит пРиемопередатчик 1, 40антенный блок 2, блок 3 усиления,преобразователь 4 сигнала текущихкоординат, центральный процессор 5,блок 6 синхронизации, блок 7 управления, электронно-лучевую тРУбкУ 45(ЭЛТ) 8, блок 9 разверток, блок 10 ,подсвета луча ЭЛТ, коммутатор 11 вспомогательной развертки, первый и второй ЦАП 12 и 13, формирователь 14подсвета вторичной информации, блок15 опорных сигналов, блок 16 селекции, блок 17 управления памятью,блок 18 запуска, первый блок 19 постоянной памяти, первый блок 20стробирования, блок 21 выборки элемен)5тов строки, второй блок 22 стробирования, первый и второй сумматоры23 и 24, блок 25 выборки адреса объекта и второй блок 26 постоянной памяти.У Устройство отображения видеоинформации в радиолокационных системах работает следующим образом.Для задания режима работы центрального процессора (ЦП) на его управляю-. щие входы с блока управления поступает код управления. Основным режимом ЦП является режим автосопровождения, где ЦП ведет анализ радиолокационного сигнала на наличие пачки импульсов от цели по критерию 3/3-и/2. Это означает, что сигнал начала отметки цели по углу возникает, когда в кванте дальности обнаруживается сигнал цели как в текущем, так и в двух предыдущих периодах считывания . Концом пачки считывается тот момент, когда сигнал цели отсутству-ет подряд в двух смежных периодах, Между началом и концом пачки ЦП подсчитывает кванты угла поворота антенны (ширину пачки), Пачка считается принадлежащей точечной цели, если ее ширина соответствует заданному для .выбранного диапазона (3 или 10 см) критерию. При большей ширине пачка признается принадлежащей протяженной цели (например, Серег). Так же анализируется на протяженность сигнал в пределах развертки по дальности. "Опознав" цель, ЦП формирует в ее окружности двумерный строб захвата. Если импульсы отметки цели присутствуют в поле строба в шести соседних обзорах, ЦП формирует вокруг отметки цели на индикаторе симвоп автосопровождения. При исчезновении , импульсов отметок цели в шести соседних обзорах цель автоматически сбрасывается с автосопровождения и формирование строба прекращается, В пре" образователе сигнала текущих координат текущие координаты сравниваютсяс предыдущими в виде приращений угла28223 0 мации, Этот сигнал одновременно разблокирует блок 16 селекции, блок 1 управления памятью, Формирователь 14 подсвета вторичной информации, открывает ключи коммутатора 11 вспомогательной развертки и запускает блок 15 опорных сигналов, на выходах которого Формируются последовательности им 55 5 16поворота и скорости, поступают в ЦП,где разница пересчитывается из полярной в прямоугольную систему координат и в виде поправочных коэффициентов добавляется к координатам центрапрямоугольной системы, в которой выполняется формирование и отображение вторичной информации. Вторичнаяинформация формируется в виде алфавитно-цифровой добавки к основномуизображению в интервалах между им -пульсами прямого хода развертки, поступающими из блока синхронизации вблок запуска. Почученное дополнительное изображение формируется на экране индикатора сигналами, поступаюпдми с коммутатора вспомогательнойразвертки на входы блока разверткии подсвечивается импульсами, вырабатывающимися на выходе Формирователя .подсвета вторичной информации, Пропадание вторичной информации из-за .неисправности какого - либо блока непрепятствует формированию основногоизображения на индикаторе.В начальный момент времени вырабатываемый в приемопередатчике 1зондирующий импульс излучается впространство антенным блоком 2. Отраженный от объектов, находящихся воблучаемом объеме, радиолокационныйсигнал через антенный блок 2 и приемопередатчик 1 поступает в блок 3усиления и в зависимости от отрабатываемого устройством режима подаетсяна вход блока подсвета луча ЭЛТ 10 либо подвергается квантованию по амплитуде и длительности, фильтрации отпомех и анализу на связность импуль -. сов для обнаружения отметок целей.После чего обработанный видеосигналпоступает на вход ЦП 5. В соответствии с режимом, задаваемым операторомс блокауправления, ЦП может обрабатывать задачу проигрывания маневра,(осуществлять автоматическую радиолокационную прокладку курса с автосопровождением и отображением целей наэкране или решать задачу безопасногорасхождения с одной из автосопровож -даемых целей. Во всех перечисленныхрежимах результаты обработки выводятся на экран ЭЛТ 8 в виде набораотметок, формируемых тремя разновидностями графических симвочов, дополняемых короткими отрезками прямых(векторами) . Одна.из целей при этомможет быть снабжена формуляром,5 10 15 20 25 30 35 занимающим две строки по пять знак- мест в каждой, Для этого предусматривается формирование палнсго набсра арабских цифр. Сигнал развертки в этих режимах формируется ЦП 5 и пос - тупает на вход блока 9 разверток, а сигнал подсчета через блок 6 синхронизации подается с выхода ЦП 5 на вход блока 10 подсвета луча ЭЛТ.Данные о текущих координатах судна, если радиолокационная система устансвлена на подвижном носителе, пре - образуются в преобразователе ц сигнала текущих координат и поступает в ЦЧ 5 для оперативной коррекции результатов обработки, В ролике отображения на экране ЭЛТ 8 вторичной информации, хранящейся в первом блоке 19 постоянной памяти для объектов и втором блоке 26 постоянной памяти для символов, входной видеосигнал, усиленный в блоке 3, поступает непосредст - венно в блок 10 подсвета луча ЭЛТ. С блокауправления на входы блока 18 запуска и первого блока 19 постоянной памяти подается код установленного диапазона дальности радиолока - ционной системы. На другой вход блока 18 запуска с выхода блока 6 синхронизации поступает последовательность импульсов прямого хода развертки по дальности.По заднему Фронту импульса прямого хода развертки по дальности. пос - тупающего на первый вход блока 18 запуска, на выходе его появляется сигнал разрешения, инициирующий нача -ло цикла отображения вторичной инфорпульсов, синхронизирующие работу устройства. На первом и втором выходахпервого блока 19 постоянной памяти для объектов присутствуют коды, задающие в ортогональных координатахцентр отображаемого объекта. Эти кодывыводятся из ячеек массива первогоблока 19 постоянной памяти по адресу,задаваемому на его входах сигналамитекущего адреса с выхода блока 25выборки адреса объекта и адреса начала массива, соответствующего выбран 16 28223ной шкале дальности блоком 7 управления. Упомянутые коды центра объектапоступают соответственно на вторыевходы первого и второго сумматоров23 и 24. С третьего выхода первого5блока 19 постоянной памяти сигналидентификации объекта поступает начетвертый вход блока 16 селекции иодновременно на первый вход второгоблока 26 постоянной памяти, устанавливая начальный адрес массива, описывающего контур отображаемого символа, Во всех случаях на первом и втором выходах второго блока 26 постоян 5ной памяти устанавливаются коды,представляющие собой координаты первой точки контура отображаемого символа. Эти коды поступают соответственно на третьи входы первого и .второгосумматоров 23 и 24, В исходном состоянии блок 16 селекции вырабатываетна втором выходе сигнал, который запрещает работу первого блока 20 стро бирования и, поступая на первые входы сумматоров 23 и 24, разрешает последним выполнение операции сложения.Тогда на выходах первого и второгосумматоров 23 и 24 появляются сигналы, являющиеся каждый суммой координаты центра символа и координаты первой точки контура символа по ортогональным осям, Эти сигналы преобразуются соответственно первым и вторымЦАП 12 и 13 в напряжения отклонения35вспомогательной развертки, поступающие через открытые ключи коммутатора11 в тракт развертки индикатора радиолокационной системы. Посколькуописываемый процесс происходит впаузе мвкду ходами основной развертки, то выходы сигналов основнойразвертки радиолокационной системызаблокированы и не препятствуют формированию вспомогательной развертки. 45По прошествии времени от моментавключения коммутатора 11 до установления луча ЭЛТ 8 в точку, определяемую напряжениями вспомогательной развертки, и окончания переходных процессов в отклоняющей системе ЭЛТ 8,50блок 15 опорных сигналов импульсомс второго выхода запускает формирователь 14 подсвета вторичной информации, Последний сигналом с второговыхода дает подтверждение своегозапуска на второй вход блока 15 опорных сигналов, а сигнал с первого выхода формирователя 14 подсвета вторичной информации через блок 10 под= света луча ЭЛТ подсвечивает выводимый символ. Кроме того, этот сигнал разрешает работу блока 21 выборки элементов строки и второго блока 22 стробирования, на другой, вход которого с четвертого выхода блока 15 опорных сигналов подается последовательность импульсов, тактирующая работу блока 21 выборки элементов строки. Последний осуществляет потактовое формирование адресов выборки координат точек контура символа из второго блока 26 постоянной памяти. В результате на выходах второго блока 26 постоянной памяти с частотой опорного сигнала сменяются кодовые комбинации, последовательно задающие координаты точек контура отображаемого символа. Последовательно суммируясь с кодовыми комбинациями центра символа в сумматорах 23 и 24 и преобразуясь в ЦАП 12 и 13 в напряжения отклонения луча ЭЛТ 8, они обеспечивают последовательную дискретную развертку посвеченного луча по всему контуру символа. После отображения последней точки контура символа импульс с первого выхода блока 15 опорных сигналов устанавливает в исходное состояние Формирователь 14 подсвета вторичной информации и блок 18 запуска, который снимает сигнал разрешения на своем выходе. Отображение символа на этом заканчивается, т. е. завершается цикл отображения элемента вторичной информации, Снятие сигнала разрешения на выходе блока 18 запуска вызывает появление сигнала на выходе блока 17 управления памятью. Этот сигнал поступает на первый вход блока 25 выборки адреса объекта, на выходе которого появляется адрес следующего объекта, хранимого в первом блоке 19 постоянной памяти. На первом и втором выходах этого блока появляются координаты выбранного объекта, а на третьем выходе - код идентификации объекта, Устройство готово к следующему циклу.Если блок 16 селекции в результате анализа кода идентификации объекта в очередном цикле выявил принадлежность объекта отображения к элементам графического изображения, указанный блок сигналом с второго выхода разрешает прохождение стробов напервый вход блока 25 выборки адреса объекта, ра збл окир ует пер вый бл ок 20 стробирования и переводит сумматоры 23 и 24 в режим повторения входного кода координат центра объекта отображения. Далее алгоритм работы всех блоков устройства повторяется до момента запуска Формирователя 14 подсвета вторичной информации. По сигналу с первого выхода Формирователя 14 подсвета вторичной информации на выходе первого блока 20 стробирования с частотой опорного сигнала, поступающего с третьего выхода бло - ка 15 опорных сигналов, вырабатывается тактовая последовательность, посту- пающая через блок 17 управления па - мятью на первый вход блока 25 выборки адреса объекта. На выходе последнего последовательно Формируются адреса элементов графического изображения, запр ограммир ованног о в пер вом блоке 19 постоянной памяти. На первом и втором выходах первого блока 25 19 постоянной памяти последовательно выдаются коды, повторяемые первым и вторым сумматорами 23 и 24 и преобразуемые первым и вторым ЦАП 12 и 13 в аналоговые сигналы, перемещаю щие луч ЭЛТ 8 по точкам, формирующим контур сложного графического изображения . При появлений на третьем,выходе первого блока 19 постоянной памяти признака конца графического изображения блок 16 селекции35 на первом выходе вырабатывает сигнал завершения текущего цикла. Этот сигнал, поступая на второй вход блока 17 управления памятью, готовит последний к тому, чтобы, как и в случае отображения символа, устройство было подготовлено к циклу отображения очередного объекта, а воздействуя на третий вход блока 18 запуска, застав-,15 ляет последний снять сигнал разрешения на выходе и завершить текущий цикл отображения.Для шкал дальности радиолокацион. ных систем 16, 32 и 64 мили интервал между ходами основной развертки настолько велик, что допускает обработку двух циклов вывода информации на один интервал, т.е. объем выводимой вторичной информации можно значитель- Фно увеличить.55Принцип реализации данной возможности приведен ниже в описании работы принципиальной схемы блока запуска 18. Блок 18 запуска, показанный на фиг,2, работает следующим образом, С выхода блока 6 синхронизации импульс прямого хода развертки радиолокационной системы по дальности поступает на триггер 1 мидта 27, вход .которого является первым входом описываемого блока, Пара триггеров 27, 28 формирует импульс, который одновременно подается на вход начальной установки К триггера 29, вход В запуска одновибратора 30 и стробирующий вход С триггера 31. В этот момент на П входе триггера 31, являющемся одновременно вторым входом блока 18 запуска, присутствует один из уровней, указывающий, какой из диапазонов дальности выбран на блоке 7 управления, Если выбран диапазон свыше 4 миль, этот уровень "1", который по положительному перепаду импульса на входе С триггера 3 1 записывается в триггер 31 и тут же этот перепад запускает одновибратор 30, на выходе которого вырабатывается импульс, взводящий триггеры 32, 33. На выходах 32, 33 формируются прямой и ин - версный сигналы разрешения цикла (на фиг.1 выходы по знаку сигнала не разделяются), В зависимости от обрабатываемой в цикле информации триггеры 32, 33 сбрасываются по окончании цикла либо командой завершения с первого блока 15 опорных сигналов, либо командой конца графики с третьего выхода блока 16 селекции. Задним фронтом сигнала разрешения с выхода триггера 33 перебрасывается триггер 29 . При этом цепочка из 29, 34 и 30 вырабатывает импульс повтор - ного взвода триггеров 32, 33. Если на 0 входе триггера 29 присутствовал "0" (шкала "4" и менее мили), повторный взвод триггера 32, 33 блокируется триггером 29.На фиг,3 представлен блок 15 опорных сигнапов, который функционирует следующим образом. С появлением на входах К счетчиков 35, 36 сигнала разрешения с выхода блока 18 запуска счетчики начинают работать в режиме деления частоты импульсов, поступающего с задающего генератора 37, 38. На выходах "4" и "8" счетчика 35 формируются тактовые последователь - ности, синхронизирующие работу устройства. Сборки 39, 40 вырабатывают импульсы соответственно запуска фор 1628223 2иирователя 14 подсвета вторичнойинформации и завершения цикла в блок18 запуска по одному на каждый цикл .5На фиг.4 представлена схема блока 17 управления памятью, который работает следующим образом. Передний фронт импульса разрешения с выхода блока 18 запуска разблокирует тригге ры 41, 42, Задний фронт импульса разрешения, проходя через элементы 43 и 44, формирует на выходе последнего сигнал выборки очередного адреса объекта, поступающий на первый вход блока 25 выборки адреса объекта. Если в текущем цикле обрабатывается графика, то на входе С триггера 42, являющемся вторым входом описываемого блока, с второго выхода блока 16 селекции поступает блокирующий перепад. При этом на выходе элемента 44 присутствует тактовая последовательность, поступающая на вход элемента 44, являющийся четвертым входом спи сываемого блока, с выхода первого блока 20 стробирования, По оконча. - нии обработки графики сигнал конца графики с выхода блока 16 селекции разблокирует триггеры 41 и 42 и раз решает прохождение через элемент 43 заднего фронта импульса разрешение,На фиг.5 изображена схема блока 16 селекции, работающего следующим образом. Из поступивших на входы элементов И-НЕ 45, 46 тактовых последовательностей с третьего и четвертого выхоцов блока 15 опорных сигналов формируются стробирующие импульсы, разрешающие запись в триггер 47 сигнала с выхода селектора 48, на вход которого, являющийся четвертым входом описываемого блока, с третьего выхода первого блока 19 постоянной памяти поступает сигнал идентификации объекта. Если на Б входе триггера 47 присутствует сигнал разрешения, то информация с выхода селектора 48 переписывается в триггер 47, Если идет цикл обработки графики, на инверсном выходе триггера 47, являющимся вторым выходом описываемогоблока, появляется перепад, блокирующий работу блока 17 управления памятью и одновременно переводящий сумматоры 23, 24 в режим повторения. По окончании цикла обработки на прямом выходе триггера 47 Формируетсяположительный перепад, запускающий одновибратор 49, на выходе которого, являющемся третьим выходом описываемого блока,1 формируется импульс конца графики. Если сигнал, поступающий на вход селектора 48, является признаком конца массива, то на первом и втором входах элемента И-НЕ 50 появляет 11 11ся 1 , поступающая через элемент И-НЕ 5 1 . Импульс выборки очередного адреса объекта с выхода блока 1 7 упр а вл е ния памятью , задержанный эл емент ом 5 2 на время окончания переходных процессов в первом блоке 1 9 и ост оя ни ой памяти , выца ет третью " 1 " на вход элемента 5 0 и инициирует и оявление на выходе последнего, являющегося третьим выходом описываемого блока, сигнала конца массива, поступающего на второй вход блока 25 выборки адреса объекта, вызывая начальную установку последнего.При встраивании устройства отображения видеоинформации в штатную радиолокационную систему кругового обзора, можно. существенно облегчить оператору решение задач управления движением судов в припортовых акваториях, иден тификации объектов, постоянно находящихся в зоне обзора, и их использования в качестве ориентиров, что в конечном счете способствует повышению безопасности мореплавания, особенно в узостях, проливах и портах.Формула изобр ет енияУстройство отображения видеоинформации в радиолокационных системах, содержащее последовательно соединенные антенный блок, приемопередатчик и блок усиления, а также преобразователь сигнала текущих координат, центральный процессор, блок синхронизации, блок управления, электронно-лучевую трубку (ЭЛТ), блок разверток и блок подсвета луча ЭЛТ, при этом первый выход блока усиления соединен с первым входом центрального процессора, второй выход блока усиления соединен с первым входом блока подсвета луча ЭЛТ, второй и третий входы которого подключены к первому и второму выходам блока синхронизации соответственно, третий выход которого соединен с первым входом блока разверток, четвертый и пятый выходы блока синхронизации соединены с вторым и третьим входа 1628223 чми блока усиления соответственно, шестой и с.едьмой выходы блока синхронизации соединены с первым и вторым входами преобразователя сигнала те -5 кущих координат, третий вход которого соединен с вторым выходом антенного блока, четвертый и пятый входы преобразователя сигнала текущих ко - ординат являются входами опорных сиг налов, первый выход преобразователя сигнала текущих координат соединен с вторым входом блока разверток, два выхода которого соединены с отклоня - ющими катушками ЭЛТ, к катоду и модулятору которой подключены соответственно первый и второй выходы блока подсвета луча ЭЛТ, четвертый вход которого соединен с третьим выходомблока разверток, второй и третий выходы преобразователя сигнала текущих координат подключены соответственно к второму и третьему входам центральног о процессора, п ер вый выход которого соединен с третьим вхо дом блока разверток, четвертый и пятый выходы преобразователя сигнала текущих координат подключены соответственно к первому и второму входам блока управления, первый выход которо- О го соединен с четвертым входом цент - рального процессора, восьмой вьг:од блока синхронизации подключен к третьему входу блока управления, четвертый вход которого соединен с35 вторым выходом центрального процес - сора, третий выход которого подключен к входу блока синхронизации, девятый выход блока синхронизации сое - динен с пятым входом центрального процессора, а второй выход блока уп - равления подключен к второму входу приемопередатчика, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и объема отображаемой информации, введены коммутатор вспомогательной развертки, первый и второй цифроаналоговые преобразователи (ЦАП), формирователь подсвета вторичной информации,-блок опорных сиг 50 налов, блок селекции, блок управления памятью, блок запуска, первый блок постоянной памяти, первый блок стро - бирования, блок выборки элементов строки, второй блок стробирования, первый и второй сумматоры, блок выборки адреса объекта и второй блок постоянной памяти, при этом первМ и второй выходы коммутатора вспомогательной развертки соединены соответственно с четвертым и пятым входамиблока разверток, десятый выход блокасинхронизации подключен к первомувходу блока запуска, второй вход которого соединен с третьим выходомблока управления и первым входомпервого блока постоянной памяти, выход блока запуска соединен с первымвходом блока управления памятью, блока селекции, блока опорных сигналов,формирователя подсвета вторичной информации и коммутатора вспомогательной развертки, второй и третий входы которого подключены к выходу первого ЦАП и второго ЦАП соответственно, первый выход блока управления памятью соединен с вторым входом блокаселекции и первым входом блока выборки адреса объекта, выход которогоподключен к второму входу первогоблока постоянной памяти, первый выходкоторого соединен через первый сумматор с входом первого ЦАП, второй выход первого блока постоянной памятисоединен через второй сумматор с входом второго ЦАП, а третий выход пер -вого блока постоянной памяти подключен к первому входу второго блока постоянной памяти и третьему входу блока селекции, первый выход которого соединен с вторым входом блока управления памятью и третьим входом блоказапуска, четвертый вход которого подключен к первому входу блока опорныхсигналов и второму входу формирователя подсвета вторичной информации, тре-тий вход которого соединен с вторымвыходом блока опорных сигналов, второй вход блока опорных сигналов подключен к первому выходу формирователя подсвета вторичной информации,второй выход которого соединен спервым входом первого блока стробирования, первым входом второго блокастробирования, с пятым входом блокаподсвета луча ЭЛТ и первым входомблока выборки элементов строки, выход которого подключен к второму входу второго блока постоянной памяти,первый и второй выходы которого соединены с вторым входом первого сумматора и вторым входом второго сумматора, второй выход блока селекцииподключен к третьему входу блока управления памятью, к третьему входупервого сумматора, к третьему входувторого сумматора и второму входупервого блока стробирования, к третьему входу которого подключен третийвыход блока опорных сигналов и четвертый вход блока селекции, пятыйвход которого соединен с четвертымвыходом блока опорных сигналов и вторым входом второго блока стробирова-. ния, выход которого подключен к второмувходу блока выборки элементов строки,выход первого блока стробирования;соединен с четвертым входом блока управления памятью, а третий выход блока селекции подключен к второму входу блока выб ор ки адр еса объекта .