СПОСОБ ОТОБРАЖЕНИЯ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СИГНАЛОВ Российский патент 2008 года по МПК G01S7/04 

Изобретение относится к области радиолокации, в частности к способам отображения радиолокационной информации на экранах индикаторов радиолокационных станций (РЛС).

Известен способ отображения радиолокационных сигналов, заключающийся в отображении трехкоординатной информации «дальность - азимут - угол места» о воздушных объектах (ВО) на индикаторах кругового обзора (ИКО) в виде яркостной отметки, изменяющейся по цвету в зависимости от углового положения (текущей высоты полета) ВО относительно РЛС (RU 2237260, кл. G01S 7/04, 2004; JP 60200182, кл. G01S 7/12, 1985).

Недостатком известных способов является недостаточная точность отображения координат ВО, обусловленная трудностью идентификации количественных значений координат ВО по изменению цвета метки на экране.

Известны способы отображения радиолокационных сигналов, заключающиеся в отображении двухкоординатной информации о ВО в виде яркостной метки на раздельных прямоугольных одноцветных экранах «дальность - азимут» и «дальность - угол места» (Справочник по радиоэлектронике./Под ред. А.А.Куликовского. М., «Энергия», Т.3, с.441-443; Советская военная энциклопедия. М., Воениздат МО СССР, Т.3, с.525-526; RU 2030756, кл. G01S 7/04, 1995; RU 1754 G01S 7/04, 1996).

Недостатком известных способов является недостаточная наглядность отображения воздушной обстановки, обусловленная невозможностью отображения на одном экране всех трех координат ВО (азимут - дальность - угол места).

Известен способ отображения радиолокационных сигналов (Справочник по радиоэлектронике./Под ред. А.А.Куликовского. М., «Энергия», Т.3, с.448-457), заключающийся в приеме радиосигналов от цели, преобразовании принятых сигналов в цифровую форму, отображение преобразованных сигналов на экране индикатора в виде световых меток в двух взаимно ортогональных системах координат «азимут - дальность» или «угол места - дальность». При этом для отображения полной информации о воздушной обстановке «азимут - дальность - угол места» используют два отдельных индикатора РЛС.

Недостатком данного способа, как и предыдущих, является недостаточная наглядность отображения воздушной обстановки, обусловленная невозможностью отображения на одном экране всех трех координат воздушного объекта (азимут - дальность - угол места). Это в свою очередь приводит к необходимости использования двух операторов для наблюдения и считывания полной координатной информации о ВО в поле зрения РЛС.

Задачей изобретения является повышение наглядности отображения воздушной обстановки. Технический результат - отображение трехкоординатной информации о воздушных объектах на одном общем экране РЛС и возможность визуального наблюдения совпадения углового положения оси биплоскостных антенн РЛС с направлением на воздушный объект.

Решение поставленной задачи и достижение заявленного технического результата достигается тем, что в способе отображения радиолокационных сигналов, включающем прием радиосигналов от ВО в двух взаимно ортогональных системах координат относительно месторасположения РЛС, преобразование принятых сигналов в цифровую форму, отображение преобразованных сигналов на экране индикатора в виде световых меток, согласно изобретению отображение световых меток осуществляют на одном общем экране различными для каждой системы координат цветами, при этом сочетание цветов отображения радиосигналов выбирают из условия обеспечения эффекта визуального изменения цвета меток при совпадении положения меток различных цветов на экране индикатора.

При этом метки от ВО в одной системе координат отображают красным, а в другой ортогональной - зеленым цветом. В качестве одной системы координат отображения меток от ВО выбирают плоскостную систему координат «азимут - дальность», а в качестве другой - «угол места - дальность». Отображение меток от ВО разными цветами в различных системах координат на экране индикатора производят последовательно во времени или одновременно. При раздельном во времени отображении меток разными цветами в различных системах координат смену цветов меток производят с частотой не менее 75 Гц. В случае одновременного во времени отображении меток от ВО разными цветами в различных системах координат отображение меток производят одновременно на двух параллельно расположенных друг над другом прозрачных светодиодных матрицах на органических аморфокремниевых (a-Si) или поликремниевых (LTPS) светодиодах и/или на жидкокристаллических (ЖК) матрицах Twisted Nematic (TN), In-Plane Switching (IPS), Multi-Domain Vertical Alignment (MVA) или TN TFT с общей для ЖК-матриц подсветкой.

Отображение преобразованных сигналов от ВО на одном общем экране различными для каждой системы координат цветами позволяет наглядно представить и оценивать воздушную обстановку в зоне ответственности РЛС на одном экране с помощью одного оператора и, тем самым, в два раза сократить на РЛС штатную численность операторов наведения. Выбор при этом цветов меток различных систем координат из условия обеспечения эффекта визуального изменения цвета меток при совпадении положения меток различных цветов на экране индикатора позволяет визуально определять направление оси биплоскостной антенны РЛС на воздушную цель и наличие автосопровождения последней по измененному цвету ее отметки на экране индикатора. Отображение метки от цели на экране индикатора одной системы координат, например «азимут - дальность» красным цветом, а другой ортогональной системы «угол места - дальность» - зеленым цветом, позволяет фиксировать факт наведения центра равносигнальной зоны РЛС на выбранную цель по образовавшемуся от слияния красного и зеленого цветов желтой отметки от цели. Одновременно превращение одной желтой метки в две пространственно разнесенные на экране метки красного и зеленого цветов показывают оператору о срыве автосопровождения. Последовательное во времени отображение меток от цели разными цветами в различных системах координат на экране индикатора позволяет использовать более простую однослойную конструкцию жидкокристаллического экрана с цветным RGB-фильтром, управляемым синхронно с частотой коммутации азимутального и угломестных каналов РЛС. Смена цветной отметки с красной на зеленую в одной точке экрана индикатора с частотой 75 Гц, превышающей частоту релаксации зрительных нервов глаза человека, позволяет с одной стороны обеспечить восприятие этой точки в желтом цвете за счет эффекта суммирования красного и зеленого цветов сетчаткой глаза и с другой - уменьшить вредный эффект мерцания экрана на психику оператора. Кроме того, использование последних достижений в области жидкокристаллических и светодиодных матриц позволяет улучшить качество отображения радиолокационной информации по предлагаемому способу за счет одновременного во времени отображении меток от ВО разными цветами одновременно на двух параллельно расположенных друг над другом прозрачных светодиодных и/или жидкокристаллических матрицах. При этом практически полностью исключается мерцание меток указанного выше временного разделения отображаемой информации на экране индикатора РЛС.

На фиг.1 и 2 представлены примеры воздушной обстановки в зоне обзора РЛС в горизонтальной и вертикальной плоскостях соответственно, на фиг.3 и 4 - соответствующие примеры отображения меток на раздельных индикаторах «азимут - дальность» и «угол места - дальность», на фиг.5 - пример отображения меток на совмещенном индикаторе «азимут - дальность» - «угол места», а на фиг.6 - чертеж, поясняющий конструкцию совмещенного индикатора на ЖК-матрицах.

Предлагаемый способ отображения радиолокационных сигналов включает прием радиосигналов от ВО 1 и 2 в двух взаимно ортогональных системах координат (фиг.1 и 2) относительно месторасположения РЛС 3, преобразование принятых сигналов (фиг.3 и 4) в цифровую форму и отображение преобразованных сигналов в виде яркостных меток 4 и 5 на одном общем экране (фиг.5) различными для каждой системы (фиг.3 и 4) координат цветами. Сочетание цветов меток 4 и 5 отображения радиосигналов от ВО 1 и ВО 2 во взаимно ортогональных плоскостях сканирования РЛС выбирают из условия обеспечения эффекта визуального изменения цвета меток при совпадении положения указанных меток на общем экране (фиг.5) индикатора, например для координатной системы «азимут α - дальность R» (фиг.3) красным цветом», а координатной системы «угол места β - дальность R» (фиг.4) зеленым. Согласно приведенным примерам, представленным на фиг.3 и 4 воздушный объект 1 представляется на фиг.5 разнесенными по углам меткой 4.1 с координатами (α₁, R₁) и меткой 4.2 с координатами (-β₁, R₁) соответственно красным и зеленым цветами, а воздушный объект 2 с координатами (α=0, β=0, R=R₁) - желтым за счет совмещения азимутальной и угломестной меток с центром 6 равносигнальной зоны (Δα, Δβ) РЛС 3. Это соответствует нахождению воздушного объекта 2 в направлении оси биплоскостных антенн РЛС 3. При выходе ВО 2 из центра 6 равносигнальной зоны РЛС 3 желтый цвет метки 5 превращается на экране (фиг.5) в две пространственно разнесенные метки зеленого 5.1 и красного 5.2 цветов (фиг.6). Оператор, наблюдая изменение цвета отметки 5, может судить о начале срыва автосопровождения и принять ВО 2 на ручное сопровождение. Рассмотрим примеры возможностей осуществления предлагаемого способа.

Пример 1. Возможно последовательное во времени отображение меток 4 и 5 от целей разными цветами в различных системах координат на экране (фиг.5) индикатора на основе однослойной конструкции жидкокристаллического экрана с цветным RGB-фильтром (Карапетян О.Э. и др. Оптическое проектирование RGB-фильтров ЖК-экрана. // Электрон, промышленность. Наука. Технологии. Изделия. 2000. N 4. - С.40-43), управляемым синхронно с частотой коммутации азимутального и угломестных каналов РЛС. Для этого смену визуальной информации на однослойном экране проводят с частотой, превышающей частоту релаксации зрительных органов человека, например 75 Гц. Это позволяет с одной стороны обеспечить восприятие меток различных цветов, следующих с малым интервалом, в желтом цвете за счет эффекта суммирования красного и зеленого цветов сетчаткой глаза и с другой - уменьшить вредный эффект мерцания экрана на психику оператора.

Пример 2. Возможно одновременное во времени отображение меток от ВО разными цветами одновременно на двух параллельно расположенных друг над другом прозрачных светодиодных и/или жидкокристаллических матрицах (фиг.6). При этом потенциальные сигналы с угломестного и азимутального каналов РЛС подают одновременно на горизонтальные электроды 4 и 5 соответственно верхней 9 и нижней 10 прозрачных светодиодных и/или жидкокристаллических матриц. На вертикальные электроды 11 этих матриц подают потенциальные сигналы дальномерных каналов. На пересечениях горизонтальных 7, 8 и вертикальных 11 электродов, на которых одновременно присутствуют разноименные потенциалы, происходит возбуждение ячеек соответствующих матриц 9, 10 с соответствующими цветами и оператор наблюдает координатные метки 4-5 ВО в соответствующем цвете в зависимости от их положения и вида координатной системы отображения воздушной обстановки. При этом практически полностью исключается мерцание меток указанного выше временного разделения отображаемой информации на экране индикатора РЛС. Наиболее перспективными с точки зрения снижения экономических затрат на реализацию предложенного способа являются новые дешевые и простые в производстве светодиодные матрицы на органических аморфокремниевых (a-Si) или поликремниевых (LTPS) светодиодах. Более дорогостоящие жидкокристаллические (ЖК) матрицы Twisted Nematic (TN), In-Plane Switching (IPS), Multi-Domain Vertical Alignment (MVA) или TN TFT. ЖК-матрицы в отличие от светодиодных (активных матриц) требуют дополнительной подсветки и цветных RGB-фильтров. Поэтому, по мнению заявителя, могут использоваться для реализации предложенного способа только на начальном этапе как наиболее широко распространенные в производстве дисплеев для компьютерной и телевизионной техники.

Изобретение разработано на уровне физической модели и технического предложения. Испытания модели и математическое моделирование показали возможность решения поставленной задачи и достижение заявленного технического результата.

Изобретение относится к области радиолокации, в частности к способам отображения радиолокационной информации на экранах индикаторов радиолокационных станций (РЛС). Достигаемым техническим результатом является повышение наглядности отображения воздушной обстановки за счет отображения трехкоординатной информации о воздушных объектах на одном общем экране РЛС и возможность визуального наблюдения совпадения углового положения оси биплоскостной антенны РЛС с направлением на воздушный объект. Указанный технический результат достигается за счет того, что отображение радиолокационных сигналов о воздушных объектах в двух взаимно ортогональных системах координат осуществляют на одном общем экране различными для каждой системы координат цветами, при этом сочетание цветов отображения радиосигналов выбирают из условия обеспечения эффекта визуального изменения цвета меток при совпадении положения меток различных цветов на экране индикатора. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Способ отображения радиолокационных сигналов, включающий прием радиосигналов от воздушных объектов в двух взаимно ортогональных системах координат относительно месторасположения радиолокационной станции (РЛС), преобразование принятых сигналов в цифровую форму, многоцветное отображение преобразованных сигналов на одном общем цветовом экране индикатора в виде световых меток различными для каждой системы координат цветами, отличающийся тем, что отображение световых меток от воздушных объектов в различных системах координат различными цветами производят одновременно на двух параллельно расположенных друг над другом прозрачных и соответствующих по цвету светодиодных и/или жидкокристаллических матрицах экрана индикатора, при этом сочетание цветов отображения радиосигналов в различных системах координат выбирают из условия обеспечения эффекта визуального изменения цвета меток при совпадении их положения на экране индикатора.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что метки от воздушных объектов в одной системе координат отображают красным, а в другой - зеленым цветом.3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве одной системы координат отображения меток от воздушных объектов выбирают плоскостную систему координат «азимут - дальность», а в качестве другой - «угол места - дальность».