专利名称:高分辨雷达信号记录系统的制作方法本发明是一项将雷达信号记录在磁带上并可以重放的系统。现有技术多用普通电视录像机或大批量生产的普通视频磁带机记录雷达信号。例如美国专利3840874，日本特许昭59-101986都是将雷达视频信号与触发脉冲混合后记入录像机的视频磁迹，重放时再将上述信号分离，恢复视频信号及触发脉冲。由于使用普通录像机作为磁记录部件，所以记录的视频信号带宽受到录像机带宽的限制，一般只有3兆赫，即使使用高级四磁头录像机也不超过8兆赫。雷达视频信号的频带宽一般超过3兆赫，高分辨雷达的视频带宽则可超过10兆赫。记录时高频分量的损失引起重放时分辨力的降低。美国专利3898650提出用普通磁带记录器记录超远程脉冲压缩雷达信号的发明，由于这种雷达的回波经脉冲压缩后宽度很窄，普通磁带记录器因频带宽不足而难以记录，所以该发明提出用一个单稳态电路将回波信号伸长使磁带记录器可以记录。这种方法只是伸长回波的宽度并不伸长整个时间基线的长度，所以在信号被伸长的时间内，或其前后邻近的一定时间内如果有另一回波，则两个回波在重放时合在一起不能分辨。可以证明用这种方法时，重放信号的分辨力与前面两个发明一样都受记录器视频带宽的限制。本发明的任务是用电视录像机或普通视频磁带记录器记录宽带雷达信号，特别是要保留其高频分量不受损失以便重放时得到高分辨的图像。为此采用数字式时域变换频率压缩技术，将雷达视频信号的频带宽压缩到录像机或磁带记录器的视频带宽范围以内再记入磁带。本发明的任务是以如下方式解决的，图1是本发明的总框图，系统可以分为下列几部分将触发脉冲与视频信号记入视频磁迹的视频记录电路;重放上述信号的视频重放电路;如需记录方位信号或其他附加信号还应有将这些信号记入音频磁迹和重放这些信号的接口电路;视频磁带记录器或电视录像机，当使用录像机时还应有保证录像机正常工作的场行信号发生器。视频记录电路包括直接记录通道、时域变换频率压缩记录通道(简称时变记录通道)及时序编组器三部分。雷达视频信号一路送到直接记录通道，该通道由直接记录视频处理器与同步头插入器组成。雷达视频信号经直接记录视频处理器调节幅度和钳位后送同步头插入器，插入同步头信号。视频信号的另一路送到时变记录通道，该通道由时变记录视频处理器、采样与AD变换器、储存器、DA变换器、系统时钟及控制器等部分组成。雷达视频信号经时变记录视频处理器放大与钳位后送到AD变换器采样并变成数字信号。采样与AD变换的频率fS等于或大于雷达视频带宽的两倍。数字信号送到储存器储存，写入储存器的速率为fS。储存完毕后再用等于或小于磁带记录器或录像机视频带宽2倍的频率fM从储存器中读出，fS＞fM。读出的数据送到DA变换器变为模拟信号。经上述时域变换后信号的时间轴伸长为原来的fS/fM倍，其频带宽由fS/2压缩到fM/2。系统时钟提供频率为fS及fM的时钟并向记录控制器提供计数时钟，计数时钟的频率可以是fS或fM或其分频。控制器是一组定时电路，包括一个计数器和若干个时序信号发生器。从雷达触发脉冲的前沿起计数器计数，计数到规定值时各时序信号发生器依次产生视频记录电路各部分所需的控制信号。时序编组器由两个模拟门组成，两个模拟门轮流导通，直接记录通道的信号和时变记录通道的信号通过模拟门组成组合视频信号。视频重放部分由放大电路、视频输出电路，触发脉冲分离电路及分离表示时变记录开始点的标记(简称“标记”)的电路。重放时若以标记为起点，它的后面就是时间基线伸长了的重放视频信号，这时只要将显示器的量程也伸长同样的倍数，即可得高分辨的重放图像。
标记分离电路包括延时电路、窗口产生器、“标记”选出电路等部分组成，由分离出来的触发脉冲前沿触发延时电路，经一段延时后触发窗口产生器产生一个窗口脉冲，在时间上窗口脉冲应套住重放信号的“标记”，标记选出电路选出标记的前沿并形成脉冲输出。
发明的实施例结合如下，图2中同步头的后沿表示雷达触发脉冲的前沿，在同步头之后是直接记录段，记录未经时域变换的雷达视频信号，直接记录段的宽度根据雷达的有效探测距离或有用回波的可能范围设定。紧接直接记录段是一个消隐区，消隐区的后面接“标记”，消隐区是为了在重放时检出标记而设置的。标记之后是时变记录段，其宽度根据需要设定。图中开始采样点是一个可以任意设定的时间位置，通常设在需要精确记录的回波的前沿，也可以触发脉冲的前沿为开始采样点。同步头的宽度最好是组合信号周期的5%-10%，消隐区的宽度最好是直接记录段的10%左右，同步头的最佳幅度是组合信号峰峰值的30%-40%，组合信号的幅度通常为1VPP。组合信号的周期一般是一个雷达脉冲重复周期，如果时变记录段很长也可以是两个以上雷达脉冲重复周期。
图3是控制器的一个实例，图4是图3中各信号的时间关系图。
雷达触发脉冲①送到控制器，经分压后触发RS触发器Ⅱ，RSⅡ的Q输出端产生方波②允许计数器计数。计数时钟来自系统时钟发生器，计数器的输出接ⅠⅡ两组数字比较器。两组比较器的另一数字输入端分别接“开始采样置数开关”和“停止采样置数开关”。当计数器值与“开始采样置数开关的数值相等时，数字比较器Ⅰ输出一个脉冲，脉冲经开关K2到采样及AD变换器作为开始采样脉冲③。当K2断开而K1接通时，以雷达触发脉冲作为开始采样脉冲。当计数值与“停止采样置数开关”的数值相等时，比较器Ⅱ输出脉冲④，脉冲④的一路经或门形成清零脉冲⑨，⑨的一路送到系统时钟使采样脉冲停止输出另一路去储存器地址清零。脉冲④的另一路触发单稳态触发器Ⅰ(单稳Ⅰ)，其
Q端输出负脉冲⑤，⑤送到DA变换器形成消隐区。⑤的后沿触发单稳Ⅱ，单稳Ⅱ输出脉冲⑥，脉冲⑥一路送DA变换器形成“标记”，另一路送系统时钟使系统时钟输出频率为fM的读储存器时钟。脉冲⑤的后沿还触发单稳Ⅲ，单稳Ⅲ产生方波⑦，⑦的宽度就是时变记录段的宽度。⑦的后沿触发单稳Ⅳ，单稳Ⅳ输出脉冲⑧，⑧的一路通过或门形成清零脉冲⑨，清零脉冲去储存器地址清零并去系统时钟停止读时钟输出。脉冲④与⑧分别加到RSI的S端和R端，RSI的Q与
Q分别输出⑩与(11)到时序控制器，当⑩为“低”时使直接记录段通过，(11)为“低”时使时变记录段通过。⑧还加到RSⅡ的R端，使RSⅡ的Q输出②变低，同步计数器清零，RSⅡ的
Q输出同步头信号(12)。
图5是系统时钟的一个实例。晶体的频率为fS，其输出一路送到分频器，分频器的控制端接来自控制器的信号②，当②为“高”时分频器输出频率为fM的时钟，该时钟一路送控制器作为计数时钟。来自控制器的③与⑨分别接RSⅢ的S与R端，从开始采样点到停止采样点RSⅢ输出为高，其他时间输出为低，此信号作为读写信号(13)送到储存器。(13)还送到由与或非门组成的时钟选择器，在(13)为高时选出频率为fS的时钟。来自控制器的信号⑥与⑨分别接RSN的S端与R端，RSN的输出接时钟选择器的另一个与门，从脉冲⑥前沿起到清零脉冲⑨前沿止，时钟选择器选出频率为fM的时钟。选出的时钟(14)送到AD变换器、储存器与DA变换器。
图6是采样及AD变换器的一个具体实例，视频信号及基准信号送到一组并行电压比较器，例如用E1650或E1651，由于1650及1651有输出锁存，因此集中了采样保持与AD变换两种功能。比较器的输出接译码器，译码器输出接数据缓存器，来自系统时钟的(14)送到电压比较器的控制端作为采样时钟，(14)的另一路经延迟后送数据缓存器的CK端作为打入时钟。
图7是采样与AD变换器的另一方案，与前一方案的不同点是在比较器之后加一组并行的D触发器组成的数据锁存器，此方案可以省去电压比较器锁存数据所需时间并可使译码器的工作时间延长到一个时钟周期，所以具有更高的转换速率。
图8是DA变换器的一个具体实例。
由储存器读出的数据D0……Dn送到一组并行D触发器的D输入端，D触发器的GK端接系统时钟的(14)，控制器的脉冲⑥送到各个D触发器的置1端PR，消隐脉冲⑤送到各个D触发器的清零端CL。触发器的输出接高速DA变换器，DA变换器的输出经钳位后送到时序编组器，此电路输出的信号包括图3中的消隐区、标记、时变记录信号。
图9是时序编组器的一个实例。由两个模拟门及两个CC门反向器组成时序编组器，包括同步头信号在内的直接记录信号送到模拟门1，当控制器送来的信号⑩为低时，模拟门1导通。包括消隐区，标记在内的时变记录信号送到模拟门2，当信号(11)为低时模拟门2导通，两个模拟门的输出混合成组合视频信号。
图10是视频重放电路的一个具体实例。
触发脉冲分离电路由同步分离及单稳1组成，放大后的组合信号(20)经同步分离后得到同步头(21)的后沿触发单稳1形成触发脉冲(22)。
视频输出电路包括视频分离与输出调节两部分，(20)经视频分离后得到没有同步头的视频信号(25)，输出调节用来调节输出的幅度。
标记分离电路由延时电路(单稳2)、窗中产生器(单稳3)、标记选出电路(单稳4、与门及RS触发器)组成。(22)的上升沿触发单稳2，产生延时方波(23)，(23)的下降沿触发单稳3产生窗口方波(24)，(24)的前沿应位于(25)的消隐区的中间，(24)的中间则套住(25)的标记，由与门检出标记，经RS触发器形成(26)，(26)的前沿触发单稳4形成标记脉冲(27)。
图11是图10各信号的波形图。
磁带记录器的一个实例是用索尼5630录像机，用一个场行信号发生器产生场行同步信号插入其伺服系统的场行信号输入点，即可保证在记录雷达信号时录像机正常工作。
现有技术因受到磁带记录器本身频带宽的限制，可以记录的雷达视频带宽一般只有3兆赫，分辨力167纳秒(折合空间距离25米)现有技术最高指标可记录的视频带宽8兆赫，分辨力62.6纳秒(折合空间距离9.38米)。本发明的优点是可记录的视频带宽不受磁带记录器本身带宽的限制，而取决于采样与AD变换的频率。本发明的样机使用带宽为3兆的录像机做磁记录器，采样频率42.96兆赫，可以记录的带宽21.48兆赫，分辨力23.3纳秒(折合空间距离3.5米)。重放记录信号得到高分辨的图像。本发明与高分辨雷达配合可以组成完善的先进系统。


本发明是一项将雷达信号记录在磁带上并可以重放的系统。为了使用带宽较窄的普通视频磁带记录器或电视录像机记录宽带雷达信号，系统中有数字式时域变换频率压缩电路，将雷达视频信号的频带宽压缩到磁带记录器或录像机可以记录的范围后再记录在磁带上。由于信号的高频部分不受损失，所以重放信号具有高的分辨力，本发明主要用于高分辨雷达信号的记录与重放。