华盟HM-2032 MARK-2船用雷达设备 运行与维护 《船舶通信导航设备运行与维护》课程讲义4 华盟HM-2032 MARK-2船用雷达设备 运行与维护 九江职业技术学院电子工程系

华盟HM-2032 MARK-2 雷达基本操作二 显示信息的识别及调整操作 《船舶通信导航设备运行与维护》课程讲义4 华盟HM-2032 MARK-2 雷达基本操作二 显示信息的识别及调整操作 一、华盟HM-2032 MARK-2船用导航雷达显示信息的识别 在航行中为了充分运用雷达，要对雷达进行最佳的调整，使雷达荧光屏尽量显示出很多的有用信息，同时从荧光屏上正确地判断出本船当时所处的情况。 从雷达荧光屏确切地获得必要的信息，很象医生从X射线照片看患者的病症，对雷达的显示装置和使用电磁波的特性，必须具有充分的知识和经验，希望读者在实际应用雷达中确认这一点。

《船舶通信导航设备运行与维护》课程讲义4 下面结合下图对雷达通常显示的图像信息作一简要介绍，使读者能够识别一般雷达显示的图像信息。

1．物标回波 在雷达显示的图像中，物标回波是驾驶员应用雷达进行导航的主要判断依据。物标回波是雷达发射的电磁波遇到物体后反射回来后被天线接收，再经过放大、滤波后送到显示器显示在荧光屏上而形成的，是雷达周围的物体（如船舶、小岛、建筑等）在荧光屏上的映像。但雷达不像电视机那样将显示范围内的一切存在物都真实反映出来，而是将本船周围的具有某种强度反射波的物标在荧光屏上显示为明亮的辉点，这与实际的景色是相当不一样的，操作员必须始终牢记这一点。 2．各种指示信息 （1）量程指示：指使当前显示其代表的量程，指示数值随量选择操作而改变。 （2）固定距标圈间距指示：指示固定距标圈之间的距离，数值为量程的六分之 一。固定距标圈的启动和关闭用[固定距标]按钮来实现。 （3）脉冲宽度指示：指示当前发射脉冲的宽度，随量程和[脉冲宽度]按钮（详 见脉冲宽度选择操作和表1-3）改变。

《船舶通信导航设备运行与维护》课程讲义4 （4）“+”游标方位和距离指示：“+”游标功能启动后，指示当前“+”游标 的距离和方位。 （5）游标功能开启指示：指示当前“+”游标功能启动，荧光屏上出现“+” 游标。若游标功能关闭，该符号消失，游标功能的启动和关闭用[功 能切换]按钮来实现。 （6）被测目标方位和距离指示：指示用“+”游标测量目标回波的距离和 方位时，目标回波的距离和方位值（即“+”游标所在位置的距离和 方位值），测量方法详见任务三之03——目标测距及测方位部分。 （7）调谐指示：指示调谐的状态，随[调谐]（手动）旋钮改变。发光条 越长则调谐状态越好，回波越好。 （8）抗干扰指示：指示抗干扰状态，有“抗干扰1、抗干扰2和抗干扰3” 三种选择，随[抗干扰]按钮动作改变，进行抗干扰选择操作时要视 实际干扰情况而加以选择，以抑制干扰杂波又不损失物标回波为好。

《船舶通信导航设备运行与维护》课程讲义4 3．船首线：代表本船船头方向（行进方向）的一根指向固定距标刻度圈0度的较粗的的径向亮线。船首线是判断目标回波和本船的相对方位角的基准线，若无船首线，则目标回波相对本船的方位就不能确定（即分不清前后左右），这在驾驶时是相当危险的。因此，驾驶员要时时注意调校船首线的准确性，该操作可参见任务三之01部分的“菜单操作”。 有时为了观察本船正前方是否有小目标，可以暂时将船首线隐藏，此时长按[船首线]按钮，船首线消失，松开后立即恢复显示。 4．固定刻度圈：固定刻度圈是在荧光屏最外圈显示的一圈固定方位刻度（0~360度）。在雷达显示器安装时，要精确调整其位置，使固定刻度圈的0度正好和船的纵向中轴线重合（若有多部雷达或多个分显示器，至少要保证主显示器重合），这样可以保证船首线准确代表本船行进方向。 有些雷达将固定刻度圈直接刻在荧光屏外的玻璃上，此时一般有专门的刻度照明按钮，以便在夜间观测时可以看清目标回波在固定刻度圈上对应的方位读数（相对方位角）。由于使用不便，目前这种显示器已很少见。

《船舶通信导航设备运行与维护》课程讲义4 5．固定距标圈：固定距标圈是在荧光屏上显示一列等间隔的同心圆。这些圆的间距经过精密仪表校准，可用作活动距标圈的校准依据，还可用于粗测目标距离，其测距误差不超过所用量程的1.5%或70m。 固定距标圈的数目和精度在雷达性能标准中有规定：近量程（1.5海里以下）一般为2个~3个，远量程（1.5海里及以上）一般为6个。固定距标圈的显示或关闭用[固定距标]按钮来实现。 6．活动距标圈：活动距标圈是在荧光屏上显示的一个中心与扫描中心重合、大小可调的虚线（为了区别于固定距标圈）圆圈，其大小由显示器面板上[活动距标]旋钮控制调整，并用“活动距标”指示该圆半径所对应的实际距离。活动距标圈用于精确测定目标回波的距离，将该圈调到被测物标回波内缘处，“活动距标”指示数值即为被测目标回波的实际距离（具体测量方法详见任务三之03——目标测距及测方位部分）。

《船舶通信导航设备运行与维护》课程讲义4 7．电子方位线：电子方位线是一根可绕扫描中心转动的径向亮线（虚线），其方位由显示器面板上[电子方位线]旋钮控制调整，并用“电子方位”指示该线所指向的目标的相对方位角。电子方位线可用来精确测量物标的方位，将该线调到被测物标回波中心处，“电子方位”指示数值即为被测目标回波的相对方位角（具体测量方法详见任务三之03——目标测距及测方位部分）。 8．“+”游标：“+”游标又称电子游标，是在荧光屏上显示的一个十字形光标，其位置可以任意调节（通过[目标展宽]、[抗干扰]、[脉冲展宽]、[亮度]四个按钮的第二功能分别可实现“+”游标的向右、向上、向左、向下移动）。

《船舶通信导航设备运行与维护》课程讲义4 9．菜单：在荧光屏上显示华盟HM-2032 MARK-2雷达的菜单。按[菜单]键显示菜单，选择菜单中“0退出”项，长按[船首线]按键可退出菜单。菜单在任务三之01——雷达基本操作部分已作了较详细的介绍，此处不再重复。 10．杂波：由于干扰或噪声等原因在荧光屏上形成的随机出现小亮点。杂波太多会严重影响观测，要通过调谐、调整增益、调整抗干扰等措施加以抑制。 以上介绍的是雷达最常见和常用的一些显示信息，也是驾驶员应用雷达必须了解的基本信息，因此，具有普遍性和代表性。但由于各厂家生产的雷达在功能和显示方式上均有各自的特色，不同的雷达信息显示方式存在差异，希望读者可以通过各种渠道收集相关信息，不断总结和积累，真正做到对各种雷达的显示信息一目了然，心中有数，为熟练运行和调整雷达打下坚实的基础。 雷达回波还存在一些特殊和异常显示的状况，如雷达示位标回波、雷康回波、假回波、重复回波等，限于篇幅，本书不作具体介绍，读者可自行参阅相关资料。

二、华盟HM-2032 MARK-2船用导航雷达回波图像的调整 《船舶通信导航设备运行与维护》课程讲义4 二、华盟HM-2032 MARK-2船用导航雷达回波图像的调整 高质量的雷达回波图像是使用雷达来导航的基础。华盟雷达的设计保证在各个量程都能获得令人满意的雷达回波图像。但由于使用雷达的气候条件、海况条件、船舶交通状况（港区、狭水道或开阔水域）以及主要关心的区域（近距离或远距离）等等的不同，需要通过增益、海浪抑制及雨雪抑制等旋钮进行雷达回波图像的调整，以获得最佳的雷达回波图像。

《船舶通信导航设备运行与维护》课程讲义4 1、调谐的调整 通过该调整可以使回波显示最多、最强。 该设备有性能卓越的自动调谐功能，建议用户工作在自动调谐状态（参阅子任务01_菜单操作说明中手动或自动调谐的转换），此时雷达显示屏右上角调谐指示方格的左边显示“自动”。在自动调谐状态下，[调谐]旋钮失效。 如果自动调谐不能获得最佳的调谐状况，甚至失效，则切换至手动调谐，此时雷达显示屏右上角调谐指示方格左边显示“手动”。调节[调谐]旋钮，使目标显示最多、最强，同时调谐指示发光条最长。在调节调谐时，通常增益放至最大（[增益]旋钮顺时针到底），海浪抑制及雨雪抑制最小（[海浪干扰抑制]旋钮及[雨雪干扰抑制]旋钮逆时针到底）。

《船舶通信导航设备运行与维护》课程讲义4 2、增益的调整 当回波显示较弱时可进行该项调整。 （1）调整前设置如下： 量程：最大； [海浪干扰抑制]旋钮：逆时针方向到底（最小）； [雨雪干扰抑制]旋钮：逆时针方向到底（最小）； 回波扩展：关闭； 航迹：关闭； 抗干扰：开启（第1级）。 （2）调节[增益]旋钮，使显示器在6海里及以下量程目标最多，而12海里以 上量程出现少许背景噪声。 （3）关闭抗干扰，此时背景噪声应该略有增加。

《船舶通信导航设备运行与维护》课程讲义4 3、海浪抑制的调整（STC） 由于海浪的反射，也会在雷达的画面上反映成回波。这些出现在雷达屏幕的中心附近的随机信号称为“海浪杂波”。天线的安装位置越高，海浪杂波就会越大。海浪杂波虽是一些小的回波，但它能影响雷达的性能，见图3.6（a）。调节[海浪干扰抑制]旋钮以减小杂波。海浪抑制的正确调整应该是：杂波变成一些小点，而小目标变得清晰可见。 需要注意的是：如果控制设置得过低，目标将混在杂波中；如果设置得过高，杂波和目标都将在无风时消失，在有风时只有很少。调整时参照以下步骤：

《船舶通信导航设备运行与维护》课程讲义4 （1）调谐与增益已经调好； （2）调整前设置如下： 量程：3公里（或6公里）； [海浪干扰抑制]旋钮：逆时针方向到底（最小）； [雨雪干扰抑制]旋钮：逆时针方向到底（最小）； 回波扩展：关闭； 航迹：关闭； 抗干扰：开启（第1级）。 发射：开启； 本雷达设计时，每个量程的回波都可以通过调整不同的海浪抑制使回波 目标清晰，直至12海里。故在3海里量程调整好海浪抑制后，在12海里及以 内的任何量程均工作在最佳位置，可能不需要另行调整。

《船舶通信导航设备运行与维护》课程讲义4 （3）调海浪抑制的技巧 通常，用户在调整海浪抑制时会有一个错误的做法，就是调得过大，杂波消失了，但同时屏幕中间的目标也会消失，形成一个无回波区域，这会对驾驶员的观察产生误导，尤其在增益调整得不适当时，这是相当危险的。所以用户在调整海浪抑制时，应该让屏幕上保留一些杂波，以确保弱回波（实物为小目标，如浮筒、小船之类等等）不被抑制掉。如果屏幕上没有杂波，则将旋钮逆时针旋到底，如下图所示： （a）海浪杂波 （b）抑制后的图像

《船舶通信导航设备运行与维护》课程讲义4 4、雨雪抑制的调整（FTC） 天线的垂直波束宽度的设计考虑到即使在船晃动时也能看到目标的表面，但雨、雪、冰雹、大浪等也象正常目标一样被探测到，其杂波呈现大团棉絮状亮斑，当这种类型的干扰在荧光屏上占有很大面积时，会严重影响回波观测，此时要用“抗雨雪干扰”来减少这种干扰。 具体调整方法如下： （1）当屏幕上有少许杂波时，顺时针稍稍旋转[海浪干扰抑制]旋钮， 使杂波中的目标能够辨别出来。 （2）如果在暴风雪或暴雨的情况下，再顺时针方向旋动[雨雪干扰抑 制]旋钮，则可将因雨、雪引起的回波分解成图纹斑点，使得真实 的目标容易被识别。

《船舶通信导航设备运行与维护》课程讲义4 （3）当船在晴朗的天气中行驶在狭窄的水域中，四周目标较复杂，在雷达画面上不易分辨时，也可以顺时针调节[雨雪干扰抑制]旋钮，这样可以清楚地识别实体目标，从而提高目标的分辨能力，使画面清晰。但执行此项操作会降低增益，弱小目标也有可能丢失。因此在实际操作时，须根据目标的具体情况进行调整。 5、偏心显示 显示器中心位置（即本船所在位置）可以在一定区域任意放置（48海里和48公里时不可执行），这样可以增大感兴趣的区域，便于观察，如下图所示：

《船舶通信导航设备运行与维护》课程讲义4 （a）正常图像 （b）将光标移动到 需要偏心的位置 （c）偏心后的图像 将“+”游标移至想偏置的地方，按一下控制面板上的[偏心]按键，随后听到一声“嘀”声，显示器的中心位置就移置“+”游标处，在显示屏左上方显示字符偏心；若超出了偏心区域，则偏心至能偏心的中心点与游标之间方位上的最远位置。 按一下控制面板上的[偏心]按键，随后听到一声“嘀”声，显示器中心位置（即本船所在位置）又回到原来的位置，显示屏上的字符偏心消失。在偏心的情况下，不能再次偏心，必须先回到原来的中心位置上，再重新设置偏心的位置。在区域放大功能有效时，也可直接进入不放大的偏心。

《船舶通信导航设备运行与维护》课程讲义4 6、区域放大 区域放大功能可以对感兴趣的区域进行放大，如下图所示。例如1.5海里（或3公里）放大1倍；48海里以及0.125海里（或0.25公里）不可区域放大。另外，在偏心状态不可直接进行区域放大。 将“＋”游标移至想要放大的地方，按一下控制面板上的[区域放大]按键，随后听到一声“嘀”声，此区域目标就被放大，在显示屏上方字符区域显示放大和偏心；若随后听到连续长“嘀”声，表明超出了可放大的区域。 按一下控制面板上的 ，随后听到一声“嘀”声，区域放大功能消失，显示屏上的字符区域放大和偏心消失。 在放大的情况下，不能再 次放大，量程可以改变为 下一个量程，而回波显示 的位置可能不变。

《船舶通信导航设备运行与维护》课程讲义4 7、抗干扰 为了减少其它雷达的同频干扰及噪声影响，本雷达设有抗干扰功能，如下图所示。雷达初始状态已设定抗干扰1为常用状态。相继按一下[抗干扰]按键，可以选择抗干扰2或抗干扰3功能，在显示器右上角显示相应字符。再按[抗干扰]按键直至面板右上角字符抗干扰显示消失，则抗干扰功能消除。 （a）有干扰的图像 （b）启用抗干扰 1后的图像 （c）启用抗干扰 2后的图像 （d）启用抗干扰 3后的图像

《船舶通信导航设备运行与维护》课程讲义4 8、目标展宽 目标展宽可以增强目标的显示效果，特别是增强小目标的显示效果，如下图所示。但会使分辨力变差，因此操作员应根据实际情况选择使用。 按[目标展宽]按键，随后听到一声“嘀”声，展宽按1级→2级→3级→关→1级……次序改变，在显示屏右上方显示相应字符（关时不显示相应字符）。 注意：0.5海里及以下量程不可展宽。 （a）有干扰的图像 （b）启用抗干扰 1后的图像 （c）启用抗干扰 2后的图像 （d）启用抗干扰 3后的图像

《船舶通信导航设备运行与维护》课程讲义4 9、显示器亮度 用于调整显示器亮度。外界环境亮，则需要调得亮一些；外界环境暗时，则需要调得暗一些。但要注意一点，亮度等级太亮时会降低显像管的寿命。 本雷达设8级亮度。每一次按控制面板上的[亮度]按键，都可以听到“嘀”声，显示屏亮度逐级变化，并正向循环。开机时，初始状态设置为第6级亮度等级。

三、雷达回波图像显示及其调整的相关理论知识 《船舶通信导航设备运行与维护》课程讲义4 三、雷达回波图像显示及其调整的相关理论知识 1．雷达目标显示原理 雷达显示器类型很多，华盟雷达采用阴极射线管（CRT）显示器。下面以动圈式阴极射线管显示器为例来介绍雷达显示物标的原理。 动圈式阴极射线管显示器在CRT的管颈上特殊绕制的线圈，当在线圈中通以直流电时，在线圈中央产生均匀磁场，方向与管轴垂直。 若线圈中没有电流通过时，则电子束打在荧光屏中心O点；若有一稳定直流通过时，转线圈产生的磁场将使电子束偏转打到O1点；而当电流幅度再增加一倍时，磁场也将增强一倍，电子束偏离也将增加一倍而打到O2点。如图3.11所示。

《船舶通信导航设备运行与维护》课程讲义4 当通过偏转线圈的电流随时间成正比例地匀速增加时，光点也将匀速地向外移动，即光点在荧光屏上的移动距离也代表了时间的长短。可见，只要预先设计好电流上升的速度，即设计好光点从屏中心移向屏边缘的速度，就可以根据光点在荧光屏上移动的距离算出它所代表的时间，再根据 算出它所代表的实际距离。这样，当天线往外发射射频脉冲时，屏中心的光点以一定的速度移向屏边缘；当回波到达天线，向阴极射线管的栅极送一个加强信号使电子流加强而在荧光屏上得到一个加强亮点。这是即可以根据这个亮点的的位置算出它所代表的实际距离。 如果光点在荧光屏上移动的速度变慢了，则屏上同样的距离所代表的时间就变长了，也就是所代表的实际距离变大了。比如，如果光点的移动速度减小一半时，则同样的荧光屏上的半径所代表的实际距离就要增加一倍。 换句话说，量程改变了，光点移动的速度要变，也就是说电流上升的速度要变。图3.12形象地说明了上述情况。即量程不同，锯齿电流上升的速度不同，则同样距离的目标在荧光屏上的位置就不同了。

《船舶通信导航设备运行与维护》课程讲义4 阴极射线管显示方位的原理是：套在阴极射线管管颈上特殊绕制的线圈不动时，线圈产生的偏转磁场的方向也是固定的，电子束将沿固定的路径从荧光屏中心往外偏转，形成径向扫描线。当偏转线圈转过一定角度后，其产生的偏转磁场也会旋转相同的角度，使扫描线也旋转相同的角度（最好可以加图说明——记得删除！）。因此，偏转线圈的旋转方向决定了扫描线的旋转方向，而偏转线圈是由同步传向系统带动随天线同向同速转动的，所以扫描线的方向就是天线所指的方向，也就是物标的方向。 一般雷达天线转速为20r/min，即每3秒转一圈，也就是说每转过半度需要4 166.7μs。而一般雷达脉冲重复周期为1 000μs，即每隔1 000μs产生一根扫描线。所以我们只能看到荧光屏上的扫描线在连续地匀速旋转。

《船舶通信导航设备运行与维护》课程讲义4 2．雷达回波调整原理 （1）增益调整 增益调整是通过调整雷达接收机中的中频放大器的放大倍数来进行的。中频放大器的作用是将微弱的中频信号不失真地进行高增益（）放大，然后送去检波。船用雷达接收机的中放还具有低噪声、宽通频带和高稳定性等特点。 中放电路在结构上分为前置中放和主中放两级，前置中放增益不高，主要用于降低噪声和提高稳定性；主中放级数较多，满足高增益、宽通频带及稳定工作的要求；为了扩展主中放电路通频带宽度，放大器调谐回路一般采用三参差调谐回路，为了适应回波信号的带宽变化，中放电路设置了带宽转换电路，随量程转化自动转换中放通频带宽；中放电路还设有自动增益控制电路（AGC）以扩展接收机的动态范围；同时，船用雷达还要求设有手动增益控制电路来手动调节中放增益，以保持屏上回波始终处于最佳状态及适应观测员的观测习惯，该功能一般由操作面板上的“增益控制”旋钮控制开启或关闭。

《船舶通信导航设备运行与维护》课程讲义4 （2）调谐原理 船用雷达的接收机属超外差式接收机，原理框图如下图所示，其工作原理与普通超外差式接收机相同。

《船舶通信导航设备运行与维护》课程讲义4 超外差式接收机最显著的特点之一是中频信号频率是固定的，以利中放电路实现高增益放大和高质量滤波。通常中频频率fI满足 其中，fL和fS分别为本机振荡器输出信号频率和接收信号频率（发射频率）。显然，当由于某种原因使接收信号频率fS或本机振荡器输出信号频率fL发生变化时，中频信号频率fI相应该变，造成中频偏移，使荧光屏上回波质量变差。此时必须调整本机振荡器的振荡频率fL，以保证中频信号频率fI不变，该调整称为“调谐”。

《船舶通信导航设备运行与维护》课程讲义4 （4）雨雪干扰抑制原理。 雨雪干扰抑制是由雨雪干扰抑制电路完成的。雨雪特别是暴雨能在雷达荧光屏上形成较强的干扰杂波，杂波呈现棉絮状回波亮斑，无明显边缘，在其覆盖区目标回波很难被观测到。抗雨雪干扰电路能有效抑制雨雪干扰，但对目标回波也同样抑制，该电路实际是在视频回波放大电路中接入一个快时间常数的微分电路，也称FTC电路，由于雨雪反射的干扰回波脉冲很窄，经微分后仅剩极窄的尖脉冲，因此不能被显示出来，而目标回波较宽，经微分后仍有一定宽度，可以被显示，但会减弱，若是小物标回波则同样会被抑制掉，因此，启用该电路务必加强瞭望。该电路与显示器面板上“雨雪干扰抑制”钮相对应，抑制的程度由该钮来确定，以只去掉雨雪干扰而不丢失物标回波为好。

《船舶通信导航设备运行与维护》课程讲义4 （5）抗（同频）干扰原理 雷达回波干扰产生的原因较多，其中尤其以同频干扰较为突出。所谓同频干扰是指两台近距离同波段雷达同时工作时，相互间的生的干扰图像。干扰图像视两台雷达的脉冲重复频率差异程度而不同：若脉冲重复频率相同，则图像为放射状虚线；若脉冲重复频率相近，图像呈螺旋线状；若脉冲重复频率相差很大，则图像呈散乱光点。由于是有源干扰，所以干扰杂波很强。 抗（同频）干扰电路的作用是抑制这类干扰杂波，该电路受显示器面板上“（同频）干扰抑制”控制而启动（接入视频回波放大电路）或关闭，使用时应注意启动该电路时可能要丢失小目标，尽量不要同时启用FTC电路。