Рис. 25-109. Тайпотрон.

экранами позволяют получить длительное послесвечение необходимое для создания панорамного изображения, но они. имеют гораздо худшее качество фокусировки (<2ф = 300 [Л. 1]).

Во многих случаях, помимо информации о координатах целей и их скорости, требуется отобразить на экране дополнительные сведения о цели или указать оператору характер его дальнейших действий. Так, на пример, летчику истребителя-перехватчика в процессе наведения на цель, кроме текущих координат цели, необходимо иметь на экране отметки о государственной принадлежности, о зоне захвата цели системами автоматического сопровождения по дальности и угловым координатам, отметки о переходе РЛС из режима обзора в режим автосопровождения, отметки дальности, оставшейся до пуска ракеты или до момента открытия огня, отметки (или сигналы) опасной дальности сближения и начала выхода из атаки и т. д. Конечно, не все эти отметки и сигналы могут и должны отображаться на экране единственного индикатора, но это весьма желательно, если оператор должен выполнять не менее важные, как в описанном случае, функции управления самолетом.

Такое повышение информативности изображения на экране индикатора в настоящее время достигается применением специальных трубок - тайпотронов и характроиов, относящихся к классу потенциалоскопов.

Потенциалоскоп представляет собой электроннолучевую трубку, в которой информация первоначально отображается не в виде яркостного изображения на экране, а на специальном электроде в виде изменяющегося потенциала его поверхности. Этот электрод называется мишенью. Мишень состоит нз. металлической пластины - подложки, изолирующей прокладки и нанесенного на ней проводящего вещества. Электронный луч (называемый записывающим), плот-, ность тока в котором модулируется входным сигналом, пробегая по мишени как по экрану обычной трубки, заряжает до разного уровня многочисленные микроскопические конденсаторы, образованные проводящим слоем, изолирующей прокладкой и металлической пластиной. Таким образом, на ми-29-1248

шени записывается потенциальный рельеф, отображающий входную информацию. Эта информация может сохраняться весьма долгое время. При необходимости воспроизведения записанной информации производится последовательный разряд мишени вторым, считывающим лучом, по тому или иному закону обегающим всю мишень. При этом ток считывающего луча оказывается промо-дулированным записанным потенциальным рельефом, что и используется в дальнейшем для воспроизведения информации на экране, расположенном за мишенью, или на экране отдельной индикаторной трубки. Для получения на экране дополнительной знаковой информации на пути электронного луча в этих трубках ставят маску с отверстиями в виде знаков, которые надо воспроизвести. Управляя положением луча, можно получить на экране изображение нужного знака. На рис. 25-109 показана схема тайпотрона, поясняющая принцип его работы. Прожектор записывающего луча 1 создает узкий пучок электронов, направляемый пластинами выбора знака 2 в нужное место знаковой матрицы 3 (маски). Отклоняющие пластины 4, магнитная отклоняющая катушка 10 и компенсирующие пластины 11 служат для направления пучка (сечение которого сформировано матрицей) в нужное место экрана. Для получения большой яркости свечения и большой его продолжительности между экраном с люминофором и отклоняющей системой размещается накопительная мишень 5, облучаемая широким пучком медленных электронов 6, создаваемых специальным воспроизводящим прожектором 9. Медленные электроны оседают на мишени, выполненной в виде диэлектрика, нанесенного на металлическую сетку. Напряжение на этой сетке подбирается таким, чтобы коэффициент вторичной эмиссии был несколько меньший единицы. При этом условии мишень будет иметь некоторый равномерно распределенный отрицательный потенциал, образующий тормозящее поле. Записывающий пучок 8, несущий символ матрицы, увеличивает коэффициент вторичной эмиссии мишени в том месте, куда он попадает. В это место мишени стекается большое количество медленных электронов. Благодаря большому ускоряющему напряжению эти

электроны вызывают в нужном месте экрана 7 ярко светящееся изображение выбранного знака. Послесвечение, возникающее вследствие сохранения на некоторое время потенциального рельефа, сформированного на мишени, разрешает наблюдать этот знак после перехода записывающего луча в другое место экрана в течение длительного времени (до 30 сек). Это позволяет при желании отобразить на экране очень большой

Полупрозрачное стекло

♦

Ишдияатав

ния габаритов индикатора до размеров, допускающих его размещение на приборной доске самолета. Примером такого решения являются описанные в современной литературе [Л. I] трубки с плоской колбой.

Другое решение этой проблемы показано на рис. 25-110, где изображение экрана индикатора проектируется на ветровое стек-, ло самолета. Чтобы приблизить изображение на экране к картине, наблюдаемой с самолета непосредственно в условиях оптической видимости, применяют специальное вычислительное устройство, позволяющее созда-дать на экране сетку опорных линий, дающих перспективное изображение земной поверхности (рис. 25-111,а). При снижении самолета вся картина смещается вверх (рис. 25-111,6), изменение ее. при кренах и поворотах показано соответственно на рис. 25-111, в, г. Сигналы целей, видимые на этом фоне, дают весьма наглядное представление о воздушной обстановке [Л. 1].

Рнс. 25-110. Индикация изображений на ветровом стекле.

объем информации за короткое время. Стирание изображения осуществляется подачей на мишень положительного напряжения, выравнивающего потенциальный рельеф. Можно менять также время послесвечения, подавая на мишень импульсы положительной полярности с регулируемой частотой и амплитудой. Описанный принцип получения большой яркости отметки при длительном послесвечении реализуется аналогично в по-тенциалоскопах с видимым изображением. Они находят применение в самолетных индикаторах РЛС перехвата и прицеливания, где при большом уровне внешнего освещения требуется очень большая яркость свечения отметки, которая позволила бы летчику-оператору обходиться без затемняющего тубуса, затрудняющего наблюдение за приборной доской. Недостатком описанных трубок является низкая разрешающая способность по сравнению с обычными.

Желание создать наибольшие удобства летчику-оператору при наблюдении изображения на экране индикатора заставляет конструкторов искать новые пути уменьше-

Преобразование информации РЛС и РНС при сопряжении с ЦВМ-Схема устройства сопряжения. Информация о дальности, угловых координатах целей и их скорости перед вводом в ЦВМ должна быть преобразована в код, принятый в машине (обычно двоичный). Если сигналы, несущие информацию, представляют собой пачку импульсов, как это имеет место в подавляющем большинстве случаев для импульсных РЛС, то возникает еще одна задача - перед преобразованием сигналов в код энергии отдельных импульсов пачки должны быть суммированы. При этом должен быть выделен один импульс, соответствующий центру пачки, в котором сохраняется информация о координатах цели. В соответствии с такими задачами функциональная схема устройства сопряжения в ЦВМ должна иметь вид, показанный на рис. 25-112 Суммирование (интегрирование) сигналов и сопровождающих их шумов осуществляется в накопителе (преселекторе), преобразование в код - в преобразователях. В приведенной схеме показаны два преобразователя - дальности и угловых координат.

Для синхронизации и отсчета координат преселектор и преобразователь связываются с синхронизатором и схемой управления положением антенны РЛС или РНС.

Преселекторы. Известно несколько методов обработки сигналов в преселекторе. Первая группа методов основана на интегрировании всех импульсов цели и напряжения шумов и последующем испытании суммарного напряжения на порог. Вследствие статистических различий интегрирование сигналов ведется более эффективно по сравнению с шумами. Это дает возможность улучшить соотношение энергий сигнала и шума. Такая обработка называется аналоговой (см. т. 1, разд. 3).

Для накопления энергии сигналов могут использоваться п о -тенциалоскопы и магнитные барабаны. В потенциа-лоскопах развертка записывающего луча осуществляется так же, как и в обычных индикаторах типа дальность - азимут (рис. 25-113).

Для синхронизации развертки по времени (дальности) и азимуту преселектор связывают с синхронизатором и приводом вращения антенны. Развертки по дальности следуют настолько быстро по сравнению с разверткой азимута, что импульсы одной цепи практически стью налагаются друг на друга и месте мишеии происходит.

тикали. Сигналы цели после считывания резко отличаются по своей длительности от импульсов шума (рис. 25-114, в). Они подаются на вход узкополосного фильтра, согласованного с сигналом пачки:

От синхронизатора

С выхода приемника

Преселектор -

От прадеда антенны

Рис. 25-112. Функциональная схема устройства, сопрягающего РЛС с ЦВМ.

полно-

Б ЭТОМ

таким образом, накапливание заряда, примерно пропорциональное числу импульсов N в пачке . Хаотические шумы не дают подобного наложения и при интегрировании N разверток по дальности суммируются пропорционально корню квадратному из N. Благодаря этому можно выделить сигнал из шумов. Записанные сигналы считываются лучом, совершающим то же движение, что и при записи, и усиливаются в усилителе с пороговым устройством, имеющим регулируемый порог ограничения, устанавливаемый в соответствии с заданной вероятностью ложной тревоги.

При использовании магнитных барабанов разверткам дальности соответствует вращение барабана, а развертка по азимуту может осуществляться за счет движения записывающей головки по образующей.

. Общим недостатком описанных накопителей является наличие потерь вследствие уменьшения эффективности интегрирования при увеличении N ( насыщения ). В обычных индикаторах потерн возникают при N> 5г20-25, в потенциалоскопах и магнитных барабанах при несколько большем количестве импульсов. Этим недостатком ие обладает схема с использованием потенциал о ско п а и интегрирующего звена, показанная на рис. 25-114, а. Развертки дальности на мишени потенциа-лоскопа располагаются при данном методе настолько редко (рис. 25-114,6), что записанные импульсы не налагаются полностью, и поэтому не интегрируются мишенью. Считывание производится по горизонтали и с большой скоростью, но при медленном перемещении считывающей строки по вер-

Цыгь

Рис. 25-113. Вид развертки на мишеии потенциа-лоскопа.

Выбросы шумов, имеющие малую длительность, дают слабый отклик на выходе фильтра и через пороговое устройство не проходят, а сигнал пачки имеет на выходе большую амплитуду и преодолевает пороговый уровень (рис. 25-114,в, поз. 1 и 2). В описанной схеме обработки потенциало-скоп служит лишь для запоминания, а интегрирующим элементом является фильтр, практически не обладающий насыщением.

Широкое применение находят преселекторы дискретного типа, в которых сигналы и шумы вначале испытыва-ются на порог в первом пороговом устройстве, а затем прошедшие через порог импульсы сигналов и шумов стандартизуются по амплитуде и длительности, интегрируются и подвергаются вторичному испытанию на порог. Одна из возможных блок-схем такого преселектора показана на рис. 25-115. Преселектор состоит из генератора стандартных импульсов с пороговым устройством, линий задержки со временем задержки, кратным периоду повторения импульсов, и суммирующей схемы, в которой напряжением смещения устанавливается второй порог (порог счета k).