CN1061663A - 雷达设备 - Google Patents

Abstract

一种海用雷达，装配有显示雷达图象的显示屏和 若干个诸如范围、增益及海面杂波设置等不同控制功 能的示图。所述雷达还装配有一个与雷达控制装置 相连接的键或控制器，其上安装三个按键和一个跟踪 球。控制装置在屏幕上产生一个可由所述跟踪球移 动的光标。为改变一个控制功能，移动跟踪球直到光 标进入相应控制功能示图区域。然后所述控制装置 使屏幕上出现三个控制功能之下的方框，用以表示关 于这一功能的不同选择。使用者按压三个按键的相 应的键，来选择所期望的选择项。

Description

本发明涉及一种雷达设备，所述这种雷达设备包含雷达显示屏，用以在所述屏幕上显示雷达图象的显示控制装置和用以选择雷达设备的控制功能的用户输入装置。

为了向使用者提供关于其周围环境的最清楚的信息，要求现代航海雷达设备具有很好的通用性。通常，许多不同的特性都是可以运用的。例如，雷达显示可以采用北点朝上、方位朝上或航向朝上的不同方式来表示。雷达显示的范围通常是可以调整的，因此舰艇进出海港或在狭窄航道上航行时，雷达显示范围相对地小些，而在开阔的海面上航行时，显示范围就大些。舰载雷达显示的航向矢量，表示前进的方位，而余波则表示舰艇的航迹。雷达显示出的有关两支舰艇之间水道最近点的信息，可用来识别与追踪碰撞的危险。雷达显示可在不同的天线间转换，并且通常具有诸如增益，海面杂波，雨点杂波、对比度、亮度等等若干可调参数。诸如存储的航行海域图这类附加信息应该能够叠加在显示画面上。

上面所述的多重特性导致设备非常复杂，为了调整许多不同的功能，雷达设备还需要装有许多的专用键、开关或按钮等的设备。这样就造成设备常常难以使用，操作人员要经过相当长的使用时间，才能熟练地掌握其操作。由于不同厂家制造的设备，其结构布置的不同，以及雷达操作人员往往频繁在舰艇之间调动，这就使得前面提到的问题更为突出。

本发明的目的在于提供一种使用者易于掌握的操作简化了的雷达设备。

根据本发明的一个方面，所提供的前面已限定的这种雷达设备的特征在于，控制装置在屏幕上至少提供设备控制功能的一种示图，以及可移动的光标，其特征还在于用户输入装置含有许多按键和手动变换元件，而所述元件可变换控制光标在屏幕上的位置，因此当所述光标位于控制功能表示区之内时，在控制装置作用下，屏幕上显示出一些选择控制功能的示图，其数目与输入装置上的按键数目相同，这样就使得使用者通过按动适当的按键来选择所希望的控制功能。

用户输入装置最好不超过五个按键，这样便于一只手操作，三个按键最为理想。所述手动变换元件可以是跟踪球。控制装置最好能提供一些表示不同控制功能的示图，借助将光标移动到相应的示图区内来选择各种控制功能。一个或多个或每个控制功能的示图可以包括数值，在输入装置上的按键的作用下，控制装置应能变换数值以对手动变换元件的位移作出反应。可以根据范围、雷达图象的定向、增益、海面杂波和雷达杂波多种组合因素来选择控制功能的表示方法。

根据本发明的另一个方面所提供的对具有显示雷达图象的显示屏的这类雷达设备进行调控方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：在屏幕上提供至少一种雷达设备控制功能的示图和可移动的光标;为使光标移动到控制功能示图区而移动手动变换元件，使屏幕显示出一些用以控制功能的选择项;以及激励一个按键（为了能作出所期望的选择，其按键数目与可供选择的项目数相等）。

运用所述方法，借助跟踪球或类似装置和三个按键，来改变复杂雷达设备的任何不同控制功能是可能的。

下面参照附图和实施例，对本发明的海用舰载雷达及其使用方法加以说明。其中：

图1是雷达设备的框图;

图2是雷达设备显示屏的正面仰视图;和

图3至图5则表示使用过程中的显示屏的不同部分。

首先参照图1和图2。雷达设备包含一个控制装置1，用以控制发送/接收装置2的运行。发送/接收装置2将信号经由线路3施加给微波信号源4，然后，产生的微波脉冲施加给旋转雷达天线5。接收到的脉冲由检测器6检测出，并经由线路3施加给发送/接收装置2。控制装置1以通用的方法对接收到的信号进行处理，再将显示驱动信号经由线路7施加给带有显示雷达图象的屏幕9的光栅扫描彩色阴极射线管CRT8。提供雷达图象的方法可以是常规的方法，这里不加详述。

控制装置1还施加信号给CRT8以便提供图形的、文字的和控制功能的示图。控制功能是按照用户输入装置规定的方式或控制器10来选择的。下面将详细说明控制器10。

阴极射线管CRT8的屏幕9是矩形的，并以便于观察的方式安装，其长边为水平方向。在控制装置1的控制作用下，雷达图象显示在方位刻度圈21圈定的屏幕圆形区域偏左的范围内。在屏幕9上，设备的各种控制功能的设置状态表示在区域20周围的不同位置上。例如，刻度圈左上方标记“N.UP”字样的方框22表明区域20内的雷达图象是按照北点朝上方式显示的。方框23表明增益设置大约是4.5，方框24表明海面杂波设置约为7.5，方框25表明雨点杂波设置约为5.5，方框26表明范围设置是24英里。其它标记的含义对任何熟悉海用雷达的人是很显然的，这里就不必解释了。

键式控制器10大约有手掌那么大，借助挠性电缆线11与控制装置1相连接，便于使用者将其摆放在任何方便的位置上。一个替换的办法是键式控制器也可以安装在相对屏幕9的一个固定的位置上。键式控制器10的底面最好是不滑动的，而其上面装有四个分开的控制装置12至15。其中控制装置12采用跟踪球的形式，使用者可以用手掌或拇指按压使其移动，因此跟踪球能够向前、向后或两侧任何方向转动。所述跟踪球构造是众所周知的。安装在跟踪球12上部的其它三个控制装置13、14、15是手动按键，其位置刚好在手掌或拇指握住跟踪球时食指、中指、无名指能触摸得到的地方。将键式控制器10转换到右边，左手可以操作。虽然，键式控制器可以安置两个或三个以上的键，但是，为了一只手可以操作，最好安置键数不超过五个。实践中发现，安置三个键是最为理想的。

与控制器1连接的跟踪球12控制光标30在屏幕9上的位置，例如，当光标位于区域20内时，呈现十字型，而当移出区域20外面时则可以变换成其它不同的样式，如箭头型。借助跟踪球12的移动，光标可以被移动到屏幕9的任何位置上。至于在屏幕上呈现光标及使其在屏幕上到处移动的技术，都是熟知的。

雷达设备的任一控制功能，都能够通过将光标30移到与控制功能相对应的屏幕上方框之内和激励按键13、14、15中的一个相应的键的方法来变换。

例如，图3表示将光标30移入标记“N.UP”字样的方框22的效果。这样做之后，会自动引起显示的变化，伴随方框22颜色的改变，紧靠着方框22的下面，出现三个附加的方框22A、22B和22C，上述的变化无需使用者激励键13、14、15中的任何一个键。方框22A、22B、22C依次标记“N.UP”、“H.UP”和C.UP”字样，分别表示北点朝上、航向朝上和方位朝上。新出现的方框个数与按键13、14、15的个数相适应，而且每个键都各自与方框22A、22B、22C中的一个相关联。左面的键13与左面的方框22A相关联，中间的键14与中间的方框22B相关联，右面的键15与右面的方框22C相关联。如果使用者相改变雷达图象的显示方式，比如变为按照航向朝上方式来显示，那么他直接按压一下与中间方框22B相对应的中间键14。控制装置1收到来自控制器10的信号，无需使用者任何进一步地干预就会改变显示方式。主方框22改变为“H.UP”状态，表示当前雷达图象是按航向朝上方显示的。当使用者移动跟踪球12，将光标30移出方框22时，那么方框22A、22B、22C就会从屏幕9上消失。如果使用者决定仍然按北点朝上方显示雷达图象，他可以直接地将光标30移出方框22，使其恢复原来的颜色，并继续示以“N.UP”字样。另一种操作方法是使用者按压一下左面的按键13（该键与下面的方框22A相关联），也能取得相同的效果。

在另一个实例中，雷达显示的范围设置是通过将光标移到标记“范围（RANGE）24”字样的方框26来改变。一旦光标进入方框26，该方框颜色变化，而且会如图4所示那样在该主方框下出现方框26A、26B、26C三个下部方框。方框26A、26B、26C各自标记有“2”、“8”和“50”，分别表示对可由使用者设定的搜索范围的不同选择。如果使用者希望增加搜索范围至50英里，他就按压右面的键15，引起显示的范围变为50英里，而主方框26中变换为“RANGE  50”字样。右面的低层方框26C也应该从“50”变化为“24”以便使使用者能重新选择24英里的范围，若是真起这样做的话，那就按压右面的键15。光标移出方框26，引起其恢复原来的颜色，并抹除低层方框26A、26B、26C。

诸如增益、海面杂波和雨点杂波控制功能更是可变的，这些功能的设定则采用稍为不同的方法。例如，如果使用者希望从现有增益值4.5再增大增益，将光标30移到增益方框23，这引起增益方框23变色，且主框下面出现23A、23B、23C三个下部方框，模拟控制器10上三个键13、14、15的排列方式（见图5）。三个方框23A、23B、23C全都标记“SET”相同字样，表示使用者可以按压13、14、15中任一键来改变增益设定值。在激励13、14、15中任何一键之后，使用者可以用跟踪球来增加或减少增益设定值。向前推动跟踪球12，使方框23右侧数字轮向前转动来增加增益值;向后推动跟踪球使数字轮向后转动来减少增益值。当达到所期望的增益设置值时，使用者按压键13、14、15中任一键来设立所选择的增益值。其后跟踪球12的移动只会移动光标30而不改变增益设定值。

不言而喻，尽管屏幕上显示出供使用者挑选的三个分别与各个按键13、14、15相对应的选择项是最为理想的方法，但是对这些彼此不同的选择说来并不是实质性的。在某些情况下，按键只是用来启动或终止一种功能。可同时表示多至四种不同选择，即由主方框表示的一种选择、三个低层方框各表示一种选择。当可供选择的数目超过四个时，则必须激励一个以上的按键。首先激励的键将选择三个不同子级选择组中的一个，随后激励的键则选择该子级选择组的三个选择项中的一个或再选择下一级的子级选择组。然而，一般对大多数雷达功能说来，只是简单地移动跟踪球和激励一个按键，就可以设定。

雷达设备还具有在雷达图象上附加海图的性能，这种海图可以是存储的区域图也可以是使用者自绘的。为此，雷达设备上设有一个插件槽40，存储海图数字化信息的灵活插件或只读存储器ROM41能够插入所述插件槽中。借助跟踪球12，将光标30移到标记“海图（MAPS）”字样的方框42，所述海图就呆以显示出来。当光标移到方框42后，其下面出现标记有“显示（DISPLAY）”、“绘制（CREATE）”和“删除（DELETE）”字样三个方框。使用者激励适当的按键来显示插件41存储的区域图或显示使用者借助光标在屏幕上绘制的海图，或者消除屏幕显示出的任何海图。

已经考虑过，选择不同选择项的替换技术，但是发现这些替换技术有缺陷。例如，一旦光标移入所期望的功能方框之内，可供选择的不同选择项就会自动地出现，而用跟踪球将光标移出就会抹除所要求的选择。但是，这一技术要求使用者在移动光标选择所要求的选择项之前，先按压一个键（否则当光标移出主方框之外时选择项就会立即消失），而且当光标正确地处在所选择的选择项上时还要按压一个键。因此，这种技术要求转动跟踪球两次和按压两次按键，而本发明则只需要转动一次跟踪球和按压一次按键。两相对照，可知本发明的雷达设备容易使用，对设备不熟悉的操作人员很快就会学会操作。这减少了所需要的训练时间，意味着操作人员能够迅速地在不同条件下安全地操作雷达设备。

本发明的雷达设备在夜间使用时更有其优越性。传统的雷达设备必须对各种控制装置加以灯光装饰，以便使使用者知道哪个是哪个。为了使屏幕及各控制装置清楚可见，造成与屏幕亮度相关的灯光控制的复杂性。本发明无需任何照明，因为用户输入装置不用眼看，只是凭手感就能使用。

对本发明的雷达设备的各种改动都是可能的。例如，可以用其它手动变换元件，诸如鼠标器和游戏操纵杆来替代跟踪球。最好采取如下的方案，就是让操作者能够用同一只手而且不改变手的位置来移变换元件和激励按键。

Claims (8)

1、雷达设备包括雷达显示屏、用以在所述屏幕上显示雷达图象的显示控制装置和用以选择雷达设备的控制功能的用户输入装置，其特征在于：控制装置(1)在屏幕(9)上至少提供设备控制功能的一种示图(22至26)，和一可移动的光标(30)，以及用户输入装置(10)，它含有一些按键(13至15)和手动变换元件(12)，所述变换元件用以控制光标(30)在屏幕(9)上的位置，使得当光标位于控制功能表示区域内时，在控制装置(1)作用之下，屏幕(9)上显示出一些控制功能选择项的示图(22A至22C)，其示图数目等于用户输入装置(10)上按键(13至15)的数目，从而使得使用者通过激励适当的按键来选择所希望的控制功能选择项。

2、根据权利要求1所述的雷达设备，其特征在于所述用户输入装置（10）含有不超过五个的按键（13至15），以便于一只手操作。

3、根据权利要求2所述的雷达设备，其特征在于所述用户输入装置带有三个按键（13至15）。

4、根据权利要求1、2、3中任何一个权利要求所述的雷达设备，其特征在于：手动变换元件是跟踪球（12）。

5、根据前述任何一个权利要求所述的雷达设备，其特征在于所述控制装置（1）提供不同控制功能的一些示图（22至26），而控制功能可以借助将光标（30）移至适当表示区域来选择。

6、根据前述任何一个权利要求所述的雷达设备，其特征在于一个或多个或每一个控制功能示图（23至25）含有数值，而控制装置（1）应能在激励一个按键（13至15）后变换数值，以便对手动变换元件（12）的移动作出反应。

7、根据前述任何一个权利要求所述的雷达设备，其特征在于：控制功能的示图（22至26）可以按照范围、雷达图象的定向、增益、海面杂波和雷达杂波多种组合因素来选择。

8、具有显示雷达图象显示屏的这类雷达设备的调控方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：在屏幕（9）上提供至少一种雷达设备控制功能示图（22至26）和一个可移动光标（30）;为使光标（30）移至控制功能示图（22）区域，移动手动变换元件（12）使屏幕（9）显示出控制功能的选择项（22A至22C）;以及激励一个按键（13至15）以作出所期望的选择，其按键数目与可供选择的项目数目相等。

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