Màn ảnh radar quét mành

Một phần của tài liệu Bài giảng vô tuyến điện hàng hải 1 (Trang 95 - 98)

Loại màn hình radar này sử dụng phương pháp quét thành các dòng và mành

để tạo ảnh trên màn ảnh giống như màn hinh tivi. So với loại màn hình quét tròn radial truyền thống, loại màn hình quét mành có một số nhược điểm, trong đó có nhược điểm quan trọng về độ phân giải của màn ảnh, nhưng nó cũng có rất nhiều ưu điểm, cho phép quan sát màn ảnh thuận tiện trong nhiều điều kiện ánh sáng, quan sát được từ xa hoặc nhiều người có thê quan sát cùng lúc… Vì vậy, loại màn hình này ngày càng được sử dụng phổ biến. Màn hình quét dòng có hai loại, loại cũ sử dụng tín hiệu analog và loại mới sử dụng tín hiệu số hóa lưu ảnh bằng bộ nhớ máy tính và thể hiện trên màn ảnh tivi.

Sự khác biệt cơ bản giữa hai loại màn hình radial quét tròn và màn hình raster quét mành là màn hình hình chữ nhật. Kích thước màn hình được xác định theo chiều dài của đường chéo, tỉ lệ giữa chiều dài và chiều rộng xấp xỉ 4:3. Dòng quét bắt đầu từ góc trên bên trái, quét hết chiều ngang của từng dòng và

chuyển dần xuống dòng tiếp theo ở dưới đến hết chiều cao màn hình. Chấm sáng sẽ được điều chỉnh sáng hay tối tùy theo tín hiệu video của ảnh vật thể. Khi chấm sáng nhảy xuống dòng tiếp theo và chuyển sang đầu dòng thì độ sáng sẽ được điều chỉnh để giảm bớt đi. Khi chấm sáng quét hết các dòng trên màn hình, do tính chất lưu ảnh của màn ảnh sẽ tạo thành một hình ảnh tổng thể của vật thể

trên màn ảnh. Đối với màn ảnh tivi, số lượng các dòng quét phải tuân thủ theo một tiêu chuNn nhất định. Ở châu Âu thì số dòng quét tiêu chuNn trên màn hình

là 625 cho mỗi khung hình. Còn ở Mỹ là 525 dòng cho mỗi khung hình. Các

màn hình có độ phân giải cao có số dòng quét là 1024 mỗi khung hình.

Hình ảnh động của vật thể trên màn ảnh được tạo bởi việc lặp lại liên tiếp các khung hình tĩnh. N ếu các khung hình tĩnh này được lặp lại với tốc độ đủ lớn thì

độ phân giải của mắt người sẽ không nhận biết được sự nhấp nháy của ảnh và sẽ

quan sát thấy được vật thể chuyển động hầu như là liên tục. Với phim ảnh thì tốc

độ này là 25 hình/giây. N hưng đối với vô tuyến truyền hình thì tốc độ này chưa

đạt yêu cầu. N guyên nhân là do trong phim nhựa, các khung hình tĩnh hiện ra tức thời, nhưng trong VTTH, cần mất thời gian quét hết màn hình để thể hiện từng khung hình nên. Kết quả là VTTH đòi hỏi tốc độ khung hình tới khoảng 50 hình/giây. Khi chế tạo, việc quét được 50x625 dòng mỗi giây là rất khó khăn.

Để khắc phục, sử dụng kỹ thuật quét luân phiên hay kết hợp (Interlace).

Dòng quét thứ nhất chỉ quét các dòng lẻ (1,3,5,7…), dòng quét sau quét các

dòng chẵn (2,4,6,8…). N hư vậy mỗi khung hình kế tiếp chỉ cập nhật được một nửa hình ảnh mới và nếu tính toàn bộ thì tốc độ khung hình cũng chỉ là 25 hình/giây. Tuy nhiên hình ảnh vật thể vẫn được cập nhật 50 lần/giây và mắt con người vẫn không nhận biết được sự nhấp nháy của ảnh.

Trong radar hàng hải, kỹ thuật quét luân phiên vẫn tạo ra chớp ảnh làm cho

ảnh không được liên tục khi sử dụng màn hình tivi cho radar hàng hải. N guyên nhân là do ảnh radar phải được chuyển hóa từ ảnh chế độ quét tròn với tốc độ

chậm sang màn hình ma trận chữ nhật. Một số radar vẫn sử dụng chế độ quét luân phiên, một số radar sử dụng chế độ quét toàn bộ 50-60 lần/giây để giảm chớp hình, tránh hiện tượng mỏi mắt cho người quan sát.

Bộ phận quan trọng nhất của màn hình quét mành trong radar là bộ chuyển

đổi tọa độ của một điểm trên màn ảnh từ hệ tọa độ cực (phương vị và khoảng cách tới tâm màn ảnh) sang hệ tọa độ Đề các. N guyên lý chuyển đổi này được mô tả như sau (hình vẽ và sơđồ khối)

Qui đổi từ hệ tọa độ cực sang hệ tọa độĐề các theo công thức:

θ

sin .

R

X = ; Y =R.cosθ

Sau mỗi vòng quay anten, bộ lưu tọa độ Đề các sẽ lưu lại toàn bộ các dữ liệu về hình ảnh radar. Máy tính xử lý các thông số này và đưa các hình này lên màn

ảnh tivi với tốc độ khác với vòng quay của anten. Tốc độ quét khung hình 50-60

hình/giây, tương ứng với 150-180 lần sau mỗi vòng quay anten (khoảng

3giây/vòng) nên cần phải xem xét cân nhắc giữa việc duy trì sự ổn định của ảnh trên màn ảnh và việc cập nhật sự thay đổi của ảnh. Radar quét tròn cập nhật ảnh

sau mỗi vòng quay anten. Radar quét mành hiện ảnh theo từng khung hình

Theo qui định của IMO, màn ảnh radar phải có bán kính hiệu dụng tối thiểu

là 180 mm, 250 mm, 340 mm tùy theo cỡ tàu. Giả sử màn ảnh 340 mm có kích

thước là 940x625 pixel. Mỗi pixel tối thiểu phải có 1 tế bào nhạy cảm để lưu

ảnh. Thực tế, các nhà chế tạo thường tăng số tế bào nhạy cảm cho mỗi pixel để

tăng độ nét màn ảnh. Bộ phận cảm biến này gọi là (memory plane). Khi chế tạo thường chế tạo theo những tiêu chuNn nhất định, ví dụ cảm biến 512, 768, 1024 hay 1360 pixel theo chiều dọc hoặc chiều ngang của màn ảnh. Tiêu chuNn kích thước của màn hình hình chữ nhật là theo tỉ lệ 4:3.

Trong hình vẽ minh họa, bộ nhạy cảm của màn hình thường có kích thước 1024 theo chiều dọc, 1320 theo chiều ngang và có tỉ lệ khoảng 4:3. Phần màn ảnh hiển thị các mục tiêu sẽ có kích thước bán kính là 512 phần tử.

Các radar thường sử dụng chế độ lệch tâm và duy trì chức năng theo dõi tính toán các thông số

của mục tiêu, do đó độ phân giải thực tế của tia quét phải cao hơn giá trị 512, thông thường trong khoảng 1000-1200. X Y x y θ R Bộ lưu tọa độĐề các Bộ tính số học Bộ chuyển đổi góc quay anten Bộ tính khoảng cách Phát tín hiệu quét mành ARPA R X Y θ Vùng hiển thị dữ liệu Màn ảnh 296 pixel 512 pixel 1024 pixel 1320 pixel

Một phần của tài liệu Bài giảng vô tuyến điện hàng hải 1 (Trang 95 - 98)