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专利名称：人工距离跟踪雷达的自动读数装置的制作方法
技术领域：
本实用新型与人工距离跟踪雷达的参数读取装置有关。
背景技术：
雷达测距是由雷达向目标发射一个主波信号，该信号经目标反射后向雷达返回一个回波，测量主波和回波间的时间延迟，就可以测得雷达至目标的距离。跟踪动态目标回波的技术称为距离跟踪技术，其实现方式分为人工和自动两种。采用人工距离跟踪的雷达是将雷达的主波和回波显示在测距显示器上，由雷达操纵员移动一个时标来对准雷达回波的前沿，从而测量出雷达至目标的距离。为了能更大范围地观察雷达回波，就需要雷达显示器显示的的范围要大；而为了更为精确地将时标对准雷达回波的前沿，则需要雷达显示器显示的范围要小。为此，远程手动跟踪测距雷达都是按照距离分档的方式用两个显示器分别完成距离回波的粗显示和精显示。例如粗显示器按每20公里一段分档显示，而精显示器将粗显示器显示的距离段中再按2公里一小段进一步分档加以展宽后显示，并可在精显示器上移动时标使其对准雷达回波前沿，完成对目标距离的人工跟踪，然后根据粗档档位、精档档位和时标移动刻度就可以计算出雷达至目标的距离。例如，假设目标距离雷达131公里，粗显示器档位在120公里，精显示器档位在10公里，则粗显示器和精显示器的显示如图1。如时标移动到雷达回波前沿时其相应的距离刻度盘的读数为1000米，则雷达至目标的距离就为120+10+1.000＝131.000公里。在雷达的系统结构中，粗、粗档位是采用波段开关来实现的，其结构如图2所示。波段开关由固定轴和基座12，开关层13、14，开关层间的固定杆4、5，联动轴2等组成，其中，固定轴和基座12用于将波段开关固定在仪器的操作面板上，开关切换时联动轴2可以相对于固定轴和基座12转动。各开关层的结构完成相同，并通过固定杆4、5与固定轴和基座12固定在一起。在开关层中，档位焊片6、7、8、9、10、11固定在固定环3上，也与固定轴和基座12相对固定。联动的开关切换片1与联动轴2相对固定，并随着联动轴2的转动，其凸出部位依次切换到档位焊片6、7、8、9、10、11的位置，并与之电气连通，如图2中与8电气连通，其中档拉焊片11在开关切换片1转动的过程中始终与之电气相连，没有开关信息，为空档位。多个同轴联动的开关层等效为同步动作、相互隔离、开关信息相同的多刀多掷开关。时标移动的联动结构如图3所示。移动时标是通过手柄16操作一个可以正反向旋转的手轮17来完成的，手轮采用机械联动的方式通过固定在支架19上的传动轴18，齿轮20、21与通过固定在支架25上的传动轴22旋转可调的移相电容23，以在精显示器上产生一个可以跟踪雷达回波的时标信号。这种采用人工距离跟踪的典型雷达如气象部门正在使用的701测风雷达，其详细工作原理可参见《701测风雷达原理和维修》，空军雷达学校气象雷达教学组编，气象出版社，1980年12月。
这种采用工作距离跟踪的雷达的操作员在操作时需要切换距离的粗、精档位并摇动时标手轮以使时标跟踪对准雷达的回波，雷达所测的目标距离需要同时读取这三个参数并计算获得，因此其测距的实时性较差。另外，操作人员的个人素质还将影响到雷达所测参数地准确性、可靠性和数据的读取速度。
实用新型的内容本实用新型的目的是提供一种可自动实时读取人工距离跟踪雷达的粗、精显示器档位和时标移动刻度三个参数，参数读取快速、准确的人工距离跟踪雷达的自动读数装置。
本实用新型是这样实现的本实用新型人工距离跟踪雷达的自动读数装置，包括雷达粗、精显示器的波段开关和时标调节手轮，波段开关为有若干同轴联动的相同开关层的多层开关或多刀多掷开关，手轮(17)通过传动轴(18)与移相电容(23)传动连接，其特征在于多层开关的若干同轴联动的相同开关层中有一个开关层或多刀多掷开关的一刀的挡位焊片与微处理器(28)连接，手轮(17)通过传动轴(18)与角编码器(27)传动连接，角编码器(27)与移相电容(23)同步旋转，其输出与微处理器(28)连接，微处理器(28)与数码管(29)或/和数据传输接口(30)连接。
波段开关的同轴联动的开关层(13、14、15)的挡位焊片(6、7、8、9、10、11)固定于固定环(3)上，固定环(3)通过固定杆(4，5)与波段开关的基座和固定轴(12)连接，波段开关的联动轴(2)与联动开关切换片(1)连接，切换片(1)与接地的空挡位焊片(11)活动连接，切换片(1)上有连接片(31)随着切换片(1)的转动分别与挡位焊片(6、7、8、9、10)连接，开关层(15)的挡位焊片(6、7、8、9、10)与微处理器(28)连接。
传动轴(18)与齿轮(20)固连，齿轮(20)与齿轮(21、24)啮合，齿轮(21)固定于轴(22)一端，移相电容(23)固定于轴(22)另一端，齿轮(24)固定于轴(26)一端，角编码器(27)固定于轴(26)另一端，轴(22，26)支承于支架(25)，轴(18)支承于支架(19)。
微处理器(28)为集成块(U1)AT89C51，数据传输接口(30)为RS232C，传输接口(30)与集成块(U1)之间有转换芯片(U2)MAX232ACPE。
精、粗波段多层开关的开关层(15)的挡位焊片(6、7、8、9、10)分别与微处理器(28)的引脚(39、38、37、36、35、34、33、32、21、22)相连，数码管(29)与微处理器(28)的引脚(1，2，3，4，5，6，7，8，12，13，14，15)相连，转换芯片(U2)与微处理器的引脚(10，11)相连，角编码器(27)的输出信号(A，B，Z)与微处理器的引脚(26，27，28)相连。
粗、精波段多层开关的10个挡位和角编码器的输出所需要的集成块(U1)的13个I/O以及数码管所需要的12个I/O口可以采用集成块(U1)可用的30个I/O口中的任意25个。
本实用新型在已有的人工距离跟踪雷达的基础上，增加自动读数装置，具有以下积极的效果(1)本实用新型的装置安装到原采用人工距离跟踪的雷达上时，两者之间采用的是机械联接，没有电的连接，不改变原有雷达的电气结构，不会影响雷达原有的性能和参数。
(2)本实用新型采用数码管直接显示雷达所测的距离，不需人工换算，可以减轻雷达操作员的劳动强度。
(3)本实用新型采用自动读数方式，不改变原有的人工距离跟踪方式，但可以提高雷达所测距离的实时性和客观性，避免人工因素对雷达所测距离的准确性、可靠性和数据读取速度的影响，数据便于存贮、打印或传输。


图1为手动跟踪测距的示意图。
图2为波段开关的示意图(以6个档位为例)。
图3为时标调节手轮的传动示意图。
图4为档位与时标信息处理的系统框图。
图5为档位与时标信息处理的电原理连接图。
具体实施方式
本实用新型的目的是这样实现的，即在测距量程粗档或精档波段开关的原有开关层13、14上增加一个与之机械联动、档位相同的开关层15。同时，在测距调节时标手轮的联动齿轮20旁安装一个通过齿轮24和传动轴26与手轮17机械联动的角编码器27。另外，角编码器27还可以安装在其他可以和传动轴18联动的位置上。角编码器27是一种将轴角位置转换为电信号的商用传感器，其输出的时标位置信号(如图5中的A、B、Z)和新增开关层15的档位位置信号一并输入到一个微处理器28综合处理后就可获得雷达至目标的精确距离信息。用数码管29可显示出当前时标所对应的距离，用数据传输接口30可将雷达所测距离传送给其它电子设备，器件15、27、28、29、30间的信号连接关系如图5所示。图中芯片U1为微处理器28，其作用是对所输入的距离档位信息和时标信息进行处理与计算等，并控制数码管29的显示和数据传输接口30的数据传输，芯片U2为TTL电平到RS232C电平的转换芯片，其作用就是将微处理器28输出的TTL电平转换为标准的RS232C电平，LED1、LED2、LED3、LED4为距离显示所需的数码管29(以四位为例)，J1为数据传输接口30的插座。信号连接关系为粗、粗档位焊片中的11均和电路的地线相连，6、7、8、9、10分别与微处理器的引脚39、38、37、36、35、34、32、21、22相连，角编码器27的输出信号A、B、Z与微处理器的引脚26、27、28相连，距离显示所需的数码管与微处理的引脚1、2、3、4、5、6、7、8、12、13、14、15相连，RS232C通过标准的转换芯片MAX232与微处理器的引脚10、11相连。在上述的连接关系中，RS232C标准的转换芯片MAX232必须与微处理器的引脚10、11相连，而粗、精档档位信息和角编码器的输出信息所需要13个I/O口以及数码显示所需要的12个I/O口可以采用微处理器可用的30个I/O口(对应引脚1、2、3、4、5、6、7、8、12、13、14、15、16、17、21、22、23、24、25、26、27、28、32、33、34、35、36、37、38、39)中的任意25个。本装置在工作时，粗、精档上分别新增的开关层15能够即时感知雷达操作员所操作的档位，并把档位的变化输入到微处理器28。同时新增的与时标调节手轮联动的角编码器27也把所感知的雷达操作员对手轮的操作信息输入到微处理器28，经微处理器28综合处理、计算后得到雷达操作员所跟踪的距离并通过数码管29显示出来，也可通过数据传输接口30传送给其它电子设备。
本实用新型的角编码器27可采用圆光栅编码器，微处理器28可采用单片机AT89C51，数码管29可采用LED数码管，数据传输接口30可采用RS232C标准，可由单片机经通信接口芯片MAX232转换获得信息。
权利要求1.人工距离跟踪雷达的自动读数装置，包括雷达粗、精显示器的波段开关和时标调节手轮，波段开关为有若干同轴联动的相同开关层的多层开关或多刀多掷开关，手轮(17)通过传动轴(18)与移相电容(23)传动连接，其特征在于多层开关的若干同轴联动的相同开关层中有一个开关层或多刀多掷开关的一刀的挡位焊片与微处理器(28)连接，手轮(17)通过传动轴(18)与角编码器(27)传动连接，角编码器(27)与移相电容(23)同步旋转，其输出与微处理器(28)连接，微处理器(28)与数码管(29)或/和数据传输接口(30)连接。
2.根据权利要求1所述的自动读数装置，其特征在于波段开关的同轴联动的开关层(13、14、15)的挡位焊片(6、7、8、9、10、11)固定于固定环(3)上，固定环(3)通过固定杆(4，5)与波段开关的基座和固定轴(12)连接，波段开关的联动轴(2)与联动开关切换片(1)连接，切换片(1)与接地的空挡位焊片(11)活动连接，切换片(1)上有连接片(31)随着切换片(1)的转动分别与挡位焊片(6、7、8、9、10)连接，开关层(15)的挡位焊片(6、7、8、9、10)与微处理器(28)连接。
3.根据权利要求1所述的自动读数装置，其特征在于传动轴(18)与齿轮(20)固连，齿轮(20)与齿轮(21、24)啮合，齿轮(21)固定于轴(22)一端，移相电容(23)固定于轴(22)另一端，齿轮(24)固定于轴(26)一端，角编码器(27)固定于轴(26)另一端，轴(22，26)支承于支架(25)，轴(18)支承于支架(19)。
4.根据权利要求1所述的自动读数装置，其特征在于微处理器(28)为集成块(U1)AT89C51，数据传输接口(30)为RS232C，传输接口(30)与集成块(U1)之间有转换芯片(U2)MAX232ACPE。
5.根据权利要求4所述的自动读数装置，其特征在于精、粗波段多层开关的开关层(15)的挡位焊片(6、7、8、9、10)分别与微处理器(28)的引脚(39、38、37、36、35、34、33、32、21、22)相连，数码管(29)与微处理器(28)的引脚(1，2，3，4，5，6，7，8，12，13，14，15)相连，转换芯片(U2)与微处理器的引脚(10，11)相连，角编码器(27)的输出信号(A，B，Z)与微处理器的引脚(26，27，28)相连。
6.根据权利要求1或5所述的自动读数装置，其特征在于粗、精波段多层开关的10个挡位和角编码器的输出所需要的集成块(U1)的13个I/O 口以及数码管所需要的12个I/O口可以采用集成块(U1)可用的30个I/O口中的任意25个。
专利摘要本实用新型为人工距离跟踪雷达的自动读数装置，包括雷达粗、精显示器的波段开关和时标调节手轮，波段开关为有若干同轴联动的相同开关层的多层开关或多刀多掷开关，手轮(17)通过传动轴(18)与移相电容(23)传动连接，多层开关的一个开关层或多刀多掷开关的一刀的挡位焊片与微处理器(28)连接，手轮(17)通过传动轴(18)与角编码器(27)传动连接，角编码器(27)与移相电容(23)同步旋转，其输出与微处理器(28)连接，微处理器(28)与数码管(29)或/和数据传输接口(30)连接。可自动读取雷达的三个参数，实时、快速、准确。
文档编号G01S13/70GK2593211SQ03232759
公开日2003年12月17日 申请日期2003年1月10日 优先权日2003年1月10日
发明者彭锡文, 陈祝明, 张瑞庆 申请人:四川信通通信技术开发有限责任公司