레이더 디스플레이

Radar display
레이더 영상과 혼동하지 마십시오.
공항 감시 레이더 디스플레이

레이더 디스플레이는 레이더 데이터를 조작자에게 제공하기 위한 전자 장치입니다.레이더 시스템은 펄스 또는 연속 전자파 방사선을 전송하며, 이 중 일부는 (의도 또는 기타) 표적을 역산하여 레이더 시스템으로 돌아갑니다.수신기는 수신된 모든 전자 방사선을 가변(또는 진동) 전압의 연속적인 전자 아날로그 신호로 변환한 다음 화면 디스플레이로 변환할 수 있습니다.

최신 시스템에서는 일반적으로 일종의 래스터 스캔 디스플레이를 사용하여 지도와 같은 이미지를 생성합니다.그러나 레이더 개발 초기에는 수많은 상황으로 인해 그러한 디스플레이를 제작하기가 어려웠다.사람들은 결국 몇 가지 다른 디스플레이 유형을 개발했다.

오실로스코프

두 개의 사인파 전압 소스에 연결된 오실로스코프로 디스플레이에 원 패턴을 생성합니다.

초기 레이더 디스플레이는 다양한 입력에 적합한 오실로스코프를 사용했습니다.오실로스코프는 일반적으로 가변(또는 진동) 전압의 세 채널을 입력으로 수신하고 이 정보를 음극선 튜브에 표시합니다.오실로스코프는 입력 전압을 증폭하여 두 개의 편향 자석으로 보내고 전자총으로 보내 화면의 스폿을 생성합니다.한쪽 자석은 스팟을 수평으로, 다른 한쪽 자석은 스팟의 밝기를 높이거나 낮춥니다.세 채널 각각에 대한 바이어스 전압원은 오퍼레이터가 제로 포인트를 설정할 수 있도록 합니다.

레이더 디스플레이에서 레이더 수신기로부터의 출력 신호는 오실로스코프의 3개의 입력 채널 중 하나에 공급됩니다.초기 디스플레이는 일반적으로 이 정보를 X 채널 또는 Y 채널로 전송하여 화면상의 스폿을 이동시켜 복귀를 나타냅니다.보다 현대적인 레이더는 일반적으로 하늘의 더 넓은 영역을 커버하기 위해 회전 또는 다른 방식으로 움직이는 안테나를 사용했으며, 이러한 경우 안테나의 기계적 움직임에 따라 일반적으로 X 및 Y 채널을 이동시켜 레이더 신호가 밝기 채널로 공급되었습니다.

A-스코프

체인 홈은 표준 A 스코프 시스템입니다.이 이미지는 스테이션에서 15마일에서 30마일 사이의 범위에 있는 여러 목표물 "깜빡"을 보여 줍니다.맨 왼쪽에 있는 큰 블립은 레이더 자체 송신기에서 남은 신호입니다. 이 영역의 표적을 볼 수 없습니다.측정이 간단하도록 신호가 반전됩니다.

원래 레이더 디스플레이(A-scope 또는 A-display)는 표적에 대한 방향이 아닌 범위만 표시합니다.이것들은 범위 스코프의 R 스코프라고 불리기도 합니다.A 스코프는 제2차 세계 대전 동안 최초의 레이더 시스템, 특히 정련 체인 홈(CH) 시스템에 사용되었다.

A 스코프에 대한 1차 입력은 레이더에서 수신한 증폭된 리턴 신호로, 디스플레이의 Y축으로 전송되었습니다.반환으로 인해 스팟이 아래쪽으로(또는 일부 모델에서는 위쪽으로) 꺾여 튜브에 수직선이 그려졌습니다.이 선들은 '블립'(또는 '핍')이라고 불렸습니다.X축 입력은 시간 기반 발생기로 알려진 톱니 전압 발생기에 연결되었으며, 시간 기반 발생기는 레이더의 펄스 반복 주파수와 일치하도록 타이밍을 조정했습니다.이것에 의해, 블립이 수신 시간에 따라서 디스플레이 전체에 퍼집니다.신호의 복귀 시간은 목표물까지의 거리를 빛의 속도로 나눈 두 배에 해당하기 때문에 축을 따른 거리는 모든 목표물까지의 범위를 직접 나타냅니다.이것은 보통 디스플레이 [1]위의 눈금과 비교하여 측정되었습니다.

체인 홈 신호는 보통 직각으로 배치된 안테나 쌍으로 수신됩니다.방사선고니미터라고 알려진 장치를 사용하여, 작업자는 목표물의 방향을 결정할 수 있었고, 그들의 거리 측정과 방향을 결합함으로써 그들은 우주에서 목표물의 위치를 결정할 수 있었다.이 시스템에는 수신탑을 따라 수직으로 배치된 두 번째 안테나 세트도 있었다.서로 다른 높이에서 이들 안테나를 한 쌍 선택해 방사고니미터에 연결하면 목표물의 수직각을 측정해 고도를 추정할 수 있다.이 시스템은 범위와 고도를 모두 측정할 수 있기 때문에 "높이 범위"에서 HR 스코프라고 불리기도 했습니다.

L 스코프는 기본적으로 나란히 배치되어 수직으로 회전하는 2개의 A 스코프였다.2개의 안테나로부터의 신호 강도를 비교함으로써 블립의 대략적인 방향을 결정할 수 있었다.이 경우 큰 블립과 작은 블립이 두 개 있습니다. 하나는 대략 중앙에 있고 다른 하나는 오른쪽 끝에 있습니다.

초기 미국, 네덜란드, 독일 레이더는 A 스코프의 원형 버전과 비슷한 J 스코프를 사용했다.이러한 표시 범위는 표시면을 따른 선형 거리가 아니라 표시면 주위의 각도로서 표시됩니다.이 배열을 통해 트레이스는 수평 거리가 아닌 전체 둘레를 사용하기 때문에(따라서 타임 베이스가 µ배 더 [1]길기 때문에) A 스코프와 같은 크기의 디스플레이로 범위를 더 정확하게 읽을 수 있습니다.J-스코프 디스플레이의 전자 기계 버전은 1990년대까지 소비자 보트 깊이 측정기에서 일반적이었습니다.

각도 측정의 정확도를 개선하기 위해 초기 레이더에서 로브 전환의 개념이 보편화되었습니다.이 시스템에서는 2개의 안테나가 사용되며, 시스템의 좌우 또는 상하로 약간 가리킵니다.수신신호는 2개의 안테나 중 어느 쪽이 타깃을 보다 가까이 향했느냐에 따라 강도가 달라지며 안테나가 올바르게 정렬되었을 때 동일합니다.이를 표시하기 위해 두 안테나를 기계식 스위치에 연결하면 두 안테나가 빠르게 전환되어 디스플레이에 두 번의 깜박임이 발생합니다.그것들을 구별하기 위해서, 2개의 리시버 중 1개에 지연이 있기 때문에, 다른 리시버의 오른쪽에는 약간 표시되게 됩니다.그 후, 오퍼레이터는 양쪽의 블립의 높이가 같아질 때까지 안테나를 앞뒤로 흔들었습니다.이것은 때때로 [2]K-scope로 알려져 있었다.

K-스코프의 약간 변형된 버전은 공대공 및 지상 탐색 레이더, 특히 AI 레이더와 ASV 레이더 - (공중 표면 선박)에 일반적으로 사용되었다.이러한 시스템에서는 K-스코프가 90도 회전하여 더 긴 거리가 더 오른쪽이 아닌 더 높은 범위로 이동하도록 했다.2개의 안테나 중 하나의 출력이 지연이 아닌 인버터를 통해 송신되었습니다.그 결과 두 개의 블립이 수직 기준선의 양쪽에서 동일한 표시 범위에서 변위되었다.이를 통해 작업자는 즉시 어느 방향으로 방향을 틀어야 하는지 알 수 있었습니다. 오른쪽의 블립이 더 짧으면 오른쪽으로 방향을 틀어야 했습니다.이러한 유형의 디스플레이는 ASV 스코프 또는 L 스코프라고 불리기도 합니다.다만,[1] 이름은 범용은 아닙니다.

A 스코프 디스플레이의 크기는 다양하지만, 레이더 디스플레이에는 대각선 5~7인치가 자주 사용되었습니다.7JPX 시리즈의 CRT(7JP1, 7JP4, 7JP7)는 원래 A 스코프 디스플레이 CRT로 설계되었습니다.

B-스코프

왼쪽은 E-scope, 오른쪽은 B-scope.E-scope는 약간 다른 고도에서 두 번의 블립을 보여주며, 위쪽도 약간 더 가깝습니다.B 스코프는 3개의 블립을 표시합니다.가장 가까운 블립은 정면으로, 두 번째는 오른쪽에서 약간 긴 범위로, 세 번째는 스캔 패턴의 오른쪽 가장자리 부근으로 표시됩니다.

B-scope 또는 b-scan은 일반적으로 수직 축이 범위를 나타내고 수평 축 방위각(각도)[1]이 있는 공간을 2차원 "상하향"으로 표현합니다.B-스코프의 디스플레이는 레이더 추적 각도에 대한 항공기 양쪽 공역의 수평 "슬라이스"를 나타낸다.B 스코프 디스플레이는 1950년대와 60년대 공중 레이더에서 흔히 볼 수 있었으며, 좌우로 기계적으로 스캔되었으며 때로는 위아래로 스캔되기도 했다.

스폿은 A 스코프의 X축과 유사한 방식으로 Y축을 따라 위쪽으로 스윕되었으며 디스플레이에 더 큰 범위가 "위쪽으로" 표시되었습니다.이 신호는 안테나의 현재 수평 각도에 의존하는 기계 장치에 의해 생성되는 다양한 전압과 혼합되었습니다.그 결과 A 스코프는 기본적으로 범위 선 축이 디스플레이 하단의 0점 부근에서 앞뒤로 회전했습니다.무선 신호가 강도 채널로 전송되어 디스플레이에 반환을 나타내는 밝은 점이 생성되었습니다.

E 스코프는 기본적으로 범위 [1]대 방위각이 아니라 범위 대 고도를 표시하는 B 스코프입니다.B-스코프와 작동 방식이 동일하며, 이 이름은 단순히 "고도"를 나타냅니다.E 스코프는 일반적으로 공중 레이더와 유사하지만 수평이 아닌 수직으로 스캔하는 높이 찾기 레이더에 사용된다. 안테나의 움직임 때문에 "노딩 레이더"라고도 불린다.디스플레이 튜브는 일반적으로 90도 회전하여 디스플레이와 "실제 세계" 간의 보다 명확한 상관 관계를 제공하기 위해 수직 상승 축을 맞춥니다.이러한 디스플레이는 Range-Height Indicator(RHI; 범위 높이 표시기)라고도 불리지만 일반적으로 B-scope라고도 불리기도 합니다.

H 스코프는 B 스코프 개념의 또 다른 수정 사항이지만 표고와 방위각 및 범위를 표시합니다.표고 정보는 표적 표시기에서 짧은 거리만큼 두 번째 "깜빡" 오프셋을 그려 표시되며, 두 표고 사이의 선의 기울기는 [1]레이더에 상대적인 표고를 나타냅니다.예를 들어, 블립이 오른쪽으로 바로 이동하면 표적이 레이더와 같은 높이에 있다는 것을 나타냅니다.오프셋은 무선 신호를 두 개로 나눈 다음 디스플레이에 오프셋으로 표시되도록 신호 중 하나를 약간 지연시킴으로써 생성됩니다.각도는 지연을 통해 신호 시간을 지연시킴으로써 조정되었으며, 지연의 길이는 안테나의 수직 위치에 따라 변화하는 전압에 의해 제어되었습니다.이러한 종류의 입면 표시는 다른 거의 모든 표시장치에 추가할 수 있으며, 종종 "이중 점" 표시장치로 언급되었다.

C스코프

C스코프 디스플레이표적이 레이더 위 및 오른쪽에 있지만 범위가 표시되지 않습니다.

C 스코프는 방위각 대 표고의 "불스아이" 뷰를 표시합니다."블립(blip)"은 레이더 중심선 축을 벗어난 목표물의 방향, 또는 더 일반적으로 부착된 항공기 또는 총의 방향을 나타낸다.영국에서는 '이동 지점 표시기' 또는 '비행 지점 표시기'로 불리기도 했는데, 이동 지점이 표적 블립이다.범위는 일반적으로 개별적으로 표시되며, 종종 L 스코프로 [1]두 번째 디스플레이를 사용합니다.

C 스코프와 거의 동일한 것이 G 스코프입니다. G 스코프는 범위의 그래픽 표현을 대상에 [1]겹칩니다.이는 일반적으로 목표 표시기 블립에서 "그랑그랑" 나와 날개와 같은 모양을 형성하는 수평선으로 나타납니다.비행기의 날개는 육안으로 볼 때 비행기의 날개와 같이 목표물이 더 가까이 있다는 것을 나타내기 위해 짧은 거리에서 길이가 늘어났다."지금 바로 발사" 범위 표시기도 종종 제공되며, 일반적으로 디스플레이 중앙의 양쪽에 있는 두 개의 짧은 수직선으로 구성됩니다.요격하기 위해 조종사는 비행이 중앙에 올 때까지 항공기를 유도한 다음 "날개"가 범위 표시 사이의 영역을 채울 때까지 접근합니다.이 디스플레이는 조종사가 목표물의 날개 넓이를 눌러서 시야에 있는 원 안에 날개가 가득 차면 발사하는 총 조준경에서 흔히 사용되는 시스템을 재현했다.이 시스템을 통해 조종사는 목표물까지의 범위를 추정할 수 있었다.단, 이 경우 범위는 레이더에 의해 직접 측정되며 디스플레이는 두 시스템 간의 공통성을 유지하기 위해 광학 시스템을 모방하고 있습니다.

계획 위치 표시기

주요 기사: 계획 위치 표시기
이 이미지는 배를 둘러싼 섬과 지면이 녹색으로 표시된 최신 PPI 디스플레이를 보여줍니다.레이더의 현재 방향은 북서쪽을 가리키는 점선으로 볼 수 있습니다.

PPI 디스플레이는 레이더 사이트 주변의 공역을 2-D로 "전체" 표시합니다.디스플레이 중심에서 벗어난 거리는 범위를 나타내며 디스플레이 주위의 각도는 표적에 대한 방위각입니다.레이더 안테나의 현재 위치는 일반적으로 디스플레이 중앙에서 외부로 뻗은 라인으로 표시됩니다. 라인은 실시간으로 [1]안테나와 함께 회전합니다.기본적으로 360도까지 확장되는 B-scope입니다.PPI 디스플레이는 일반적으로 사람들이 레이더 디스플레이라고 생각하는 것으로 1990년대에 래스터 디스플레이가 도입되기 전까지 항공 교통 제어에 널리 사용되었다.

PPI 디스플레이는 실제로 작동 중인 A 스코프와 매우 유사하며 레이더가 도입된 후 상당히 빠르게 나타났다.대부분의 2D 레이더 디스플레이와 마찬가지로, 라디오 수신기의 출력은 명암 채널에 부착되어 리턴을 나타내는 밝은 점을 생성했습니다.A스코프에서는 X축에 부착된 톱니형 전압 발생기가 스크린을 가로질러 스팟을 이동하는 반면 PPI에서는 이러한 발생기 2대의 출력이 화면 주위의 라인을 회전시키는 데 사용됩니다.일부 초기 시스템은 디스플레이 튜브의 목 주위에 회전 편향 코일을 사용하는 기계식이었지만, 한 쌍의 고정 편향 코일을 사용하는 데 필요한 전자 장치는 특별히 복잡하지 않았고 1940년대 초에 사용되었습니다.

베타 스캔 범위

베타 스캔 디스플레이.

전문가 베타 스캔 스코프는 정밀 접근 레이더 시스템에 사용되었습니다.같은 디스플레이에 2개의 선이 표시됩니다.상단에는 수직접근법(일반적으로 활공법)이 표시되고 하단에는 수평접근법이 표시됩니다.마커는 활주로에서 원하는 터치다운 지점을 나타내며, 대부분의 경우 선이 화면 중앙을 향해 기울어져 이 위치를 나타냅니다.단일 항공기의 "블립"도 표시되며, 두 선에 겹쳐지며, 신호는 별도의 안테나에서 생성됩니다.접근의 중심선으로부터의 편차를 확인할 수 있고 조종사에게 쉽게 전달할 수 있습니다.

이 화상에서 디스플레이 상부는 수직 상황을 나타내고 하부는 수평 상태를 나타낸다.수직에서 두 개의 대각선은 원하는 활공경사(위) 및 최소 고도 접근(아래)을 나타냅니다.그 비행기는 활공기 아래로 접근하기 시작했고 착륙 직전에 그것을 포착했다.적절한 착지점은 왼쪽 끝에 수평선으로 표시됩니다.하단 디스플레이는 항공기가 접근선 왼쪽으로 출발한 후 접근선 방향으로 유도되는 모습을 보여준다.

레퍼런스

  1. ^ a b c d e f g h i "Glossary of Terms". Radar - Operational Characteristics of Radar Classified by Tactical Application. pp. 109–114. Retrieved April 1, 2016.
  2. ^ Army Radar. Tommies Guides. 2014. p. 223. ISBN 9781908336842.
  • Raju, G. S. N. (2008). Radar engineering and fundamentals of navigational aids. New Delhi: I. K. International Publishing House Pvt Ltd. pp. 54, 237, 241, 252–259. ISBN 978-81-906942-1-6.
  • Department of the Army (1985). Radar set AN/TPS-25, AN/TPS-25A, and AN/TPS-25(XE-2).

추가 정보

외부 링크