多普勒雷达的发展过程

脉冲多普勒雷达于20世纪60年代研制成功并投入使用。20世纪70年代以来，随着大规模集成电路和数字处理技术的发展，脉冲多普勒雷达广泛用于机载预警、导航、导d制导、卫星跟踪、战场侦察、靶场测量、武器火控和气象探测等方面，成为重要的军事装备。装有脉冲多普勒雷达的预警飞机，已成为对付低空轰炸机和巡航导d的有效军事装备。例如，机载火控系统用的主要是脉冲多普勒雷达。如美国战机装备的 A P G－68雷达，代表了机载脉冲多普勒火控雷达的先进水平。它有18种工作方式，可对空中、地面和海上目标边搜索边跟踪，抗干扰性能好，当飞机在低空飞行时，还可引导飞机跟踪地形起伏，以避免与地面相撞。这种雷达体积小，重量轻，可靠性高。
此外，这种雷达还用于气象观测。常规天气雷达的信号测量仅限于气象目标的强度。而多普勒天气雷达除具备常规天气雷达的全部功能外，还能同时提供大气风场的信号。通过对气象回波进行多普勒速度分辨，可获得不同高度大气层中各种空气湍流运动的分布情况。我国多普勒天气雷达技术开发起步较晚，上个世纪80年代末开始进行多普勒天气雷达的研制和在气象业务上的试用。90年代已生产出714CD、714SD型脉间相干。1997年全国第一部进口的WSR88D新一代多普勒天气雷达在上海落户。99年对WSR-88D进行改造,第一部先进的S波段全相干脉冲多普勒雷CINRAD/CC 3824。CINRAD/CC重大改进是利用物理学上的多普勒效应测定降水粒子的径向运动速度，并通过速度信息推断降水云体的风速分布、风场结构特征、垂直气流速度等。 目前已是美国、西欧等发达国家的主导地基气象探测设备。多普勒雷达是目前世界上最先进的雷达系统，有“超级千里眼”之称，最大探测距离半径为460km 。相较于传统天气雷达，多普勒雷达能够监测到位于垂直地面8-12公里的高空中的对流云层的生成和变化，判断云的移动速度，其产品信息达72种，天气预报的精确度比以前将会有较大提高。以提高我国突发暴雨、沿海台风和大江大河强降水预警等灾害性天气预报时效和准确为目的的新一代天气雷达网正在建设。截至2010年底，我国已建成126部新一代天气雷达站，占全国拟建158部计划的73%。分S、C两种波段，S波段内有三种不同型号雷达，（CINRAD/SA、CINRAD/SB、CINRAD/SC）主要分布在长江沿海。C波段型号雷达（CINRAD/CC、CINRAD/CB、CINRAD/CD、CINRAD/CCJ）主要分布在内陆。

雷达（Radio Detection And Ranging [Radar]），意思为"无线电探测和测距"，即用无线电的方法发现目标并测定它们的空间位置。雷达发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标至电磁波发射点的距离、方位等信息。通过对物标船的标绘，可以判断物标船和本船是否存在碰撞危险，更可以求取避让措施，核实避让行动的效果。雷达是独立于其他电子设备的，即当本船GPS/AIS损坏或他船（特别是小型船舶）没有装配AIS设备时，雷达依然也提供具有目标（包括陆地、浮标、其他船员）的独立。

但雷达也存在以下局限性：在恶劣海况下，雷达容易受海浪、雨雪等干扰产生杂波；相同频率的雷达在距离较近时也会产生同频雷达干扰杂波；雷达存在30—50米的固定盲区；受船上大桅等的影响会产生扇形阴影区等。因此，船用雷达需搭配船上其他电子设备，通过信息融合技术，将雷达图像叠加到电子海图系统中，从而直观了解周围船舶动态。

将雷达图像叠加在电子海图系统中，如果图像与AIS等设备数据吻合，则驾驶员会更有信心确定自己走到正确的航线上；反之，驾驶员至少知道其中有问题（具体是什么设备的问题有待进一步的排查）。但雷达数据不像GPS、AIS等有固定且统一的标准，各厂家的雷达二进制数据格式并不统一，并且不对外开放，使得只有相同厂家的雷达与电子海图系统才能完美的整合。而作为电子海图系统开发的独立第三方，大都没有能力研究各个厂家的雷达数据，只能通过视频图像接口把雷达图像以的形式简单的叠加在电子海图系统中。

值得高兴的事是，对于具有ARPA功能的雷达而言，标绘出来的目标是可以通过NMEA格式进行传输的，其设备类型标识为 RA 。

字段1：目标的编号
字段2：目标的标签
字段3，4：第二个目录的编号和标签
字段5：校验和

字段1：目标编号
字段2：纬度
字段3：纬度的方向 N 或 S
字段4：经度
字段5：经度的方向 E 或 W
字段6：目录的名称
字段7：UTC时间
字段8：目标状态 L=丢失；Q=查询；T=标绘中
字段9：参照目标 R=作为参照目标来确定本船位置与速度
字段10：校验和

字段1：目标编号
字段2：目标距离
字段3：与本船的方位
字段4：T=真方位；R=相对方位
字段5：目标速度
字段6：目标航向
字段7：T=真方位；R=相对方位
字段8：DCPA
字段9：TCPA
字段10：速度/距离的单位 K=km/h；N=Knots；S=miles/h
字段11：目标名称
字段12：目标状态
字段13：参照目标
字段14：UTC时间
字段15：获取的类型 A=自动；M=手动；R=据报
字段16：校验和

字段1：船首向
字段2：船首向状态 A=数据有效 V=数据无效
字段3：航向
字段4：航向的参考系
字段5：速度
字段6：速度参考系
字段7：流向（手动输入）
字段8：流速（手动输入）
字段9：速度单位
字段10：校验和

字段1：Origin1 距离
字段2：Origin1 方位
字段3：VRM1
字段4：EBL1
字段5：Origin2 距离
字段6：Origin2 方位
字段7：VRM2
字段8：EBL2
字段9：光标距离
字段10：光标方向
字段11：当前量程
字段12：量程的单位 K=千米；N=海里；S=法定里程
字段13：显示模式 C=航向向上；H=首向上；N=北向上
字段14：校验和

除了船用雷达外，还有气象信息，能动态实时显示当前区域的气象信息。气象信息的获取已超过船舶电子设备的能力范围，需要联网以>雷达是一种神奇的电学器具，它由电磁波往返时间，测得阻波物的距离。假如你问雷达是谁发明的？在芬克的雷达机械中说，“雷达的发明，不能专归于某一位科学家，乃是许多无线电学工程师努力研究，加以调准而成。”在战时，美国麻省理工学院由五百位科学家和工程师致力于雷达的研究。希奇得很，在自然界中，你找得到神为某种动物所豫备的雷达。在一九四七年一月号的英国奋勉杂志上，科学家B Vesey-Fitzgerald 发表了一篇很有趣的文本，给我们解释蝙蝠在黑暗中如何指导自己飞行，不论如何黑暗，如何狭窄的地方，绝不碰壁，这是什么原因？它怎样知道前面有无障碍呢？关于这事有两位美国生物学家格利芬和迦朗包在一九四○年已经证明，蝙蝠能够避免碰撞，是藉一种天然雷达，不过是声波代替电磁波，在原理方面完全相仿。从蝙蝠口中发出一种频率极高的声波，超过人类听觉范围以外，二位科学家藉着一种特制的电力设备，在蝙蝠飞行时，将它所发的高频率声波记录出来。这种声波碰到墙上，必然折回，它的耳膜就能分辨障碍物的距离远近，而向适宜方向飞去。蝙蝠传输声波也像雷达一样，都是相距极短的时间而且极有规则，并且每只蝙蝠，有其固有的频率，这样蝙蝠可分清自己的声音，不至发生扰乱。因这缘故，蝙蝠飞行之时，常是张口，假如你将它口紧闭，它便失去指挥作用，假如堵上它的耳朵，便要撞到墙上，无法飞行。这个有趣的实验，道破了它的秘密。
会飞的“活雷达”
蝙蝠善于在空中飞行，能作圆形转弯、急刹车和快速变换飞行速度等多种“特技飞行”。白犬，隐藏在岩穴、
树洞或屋檐的空隙里；黄昏和夜间，飞翔空中，捕食蚊、蝇、蛾等昆虫。蝙蝠捕食大量的害虫，对人有益，理应得
到保护。
到了夏季，雌蝙蝠生出一只发育相当完全的幼体。初生的幼体长满了绒毛，用爪牢固地挂在母体的胸部吸乳，
在母体飞行的时候也不会掉下来。
蝙蝠有用于飞翔的两翼，翼的结构和鸟翼不相同，是由联系在前肢、后肢和尾之间的皮膜构成的。前肢的第二、
三、四、五指特别长，适于支持皮膜；第一指很小，长在皮膜外，指端有钩爪。后肢短小，足伸出皮膜外，有五趾，
趾端有钩爪。休息时，常用足爪把身体倒挂在洞穴里或屋檐下。在树上或地上爬行时，依靠第一指和足抓住粗糙物
体前进。蝙蝠的骨很轻，胸骨上也有与鸟的龙骨突相似的突起，上面长着牵动两翼活动的肌肉。
蝙蝠的口很宽阔，口内有细小而尖锐的牙齿，适于捕食飞虫。它的视力很弱，但是听觉和触觉却很灵敏。一些
实验证明，蝙蝠主要靠听觉来发现昆虫。蝙蝠在飞行的时候，喉内能够产生超声波，超声波通过口腔发射出来。当
超声波遇到昆虫或障碍物而反射回来时，蝙蝠能够用耳朵接受，并能判断探测目标是昆虫还是障碍物，以及距离它
有多远。人们通常把蝙蝠的这种探测目标的方式，叫做“回声定位”。蝙蝠在寻食、定向和飞行时发出的信号是由
类似语言音素的超声波音素组成。蝙蝠必须在收到回声并分析出这种回声的振幅、频率、信号间隔等的声音特征后，
才能决定下一步采取什么行动。
靠回声测距和定位的蝙蝠只发出一个简单的声音信号，这种信号通常是由一个或二个音素按一定规律反复地出
现而组成。当蝙蝠在飞行时，发出的信号被物体d回，形成了根据物体性质不同而有不同声音特征的回声。然后蝙
蝠在分析回声的频率、音调和声音间隔等声音特征后，决定物体的性质和位置。
蝙蝠大脑的不同部分能截获回声信号的不同成分。蝙蝠大脑中某些神经元对回声频率敏感，而另一些则对二个
连续声音之间的时间间隔敏感。大脑各部分的共同协作使蝙蝠作出对反射物体性状的判断。蝙蝠用回声定位来捕捉
昆虫的灵活性和准确性，是非常惊人的。有人统计，蝙蝠在几秒钟内就能捕捉到一只昆虫，一分钟可以捕捉十几只
昆虫。同时，蝙蝠还有惊人的抗干扰能力，能从杂乱无章的充满噪声的回声中检测出某一特殊的声音，然后很快地
分析和辨别这种声音，以区别反射音波的物体是昆虫还是石块，或者更精确地决定是可食昆虫，还是不可食昆虫。
当2万只蝙蝠生活在同一个洞穴里时，也不会因为空间的超声波太多而互相干扰。蝙蝠回声定位的精确性和抗
干扰能力，对于人们研究提高雷达的灵敏度和抗干扰能力，有重要的参考价值。

日本雷达的起源
当英国德国正在海峡两边开始雷达和早期的电子战时，日本人却在当时秘密发展起自己的雷达系统。
虽然二战中日本的雷达比英国和德国的同类产品性能上要落后，但是日本国内当时并不缺乏一流的技术专家和电子工程师，这些人在1939年就研制成功性能相当可靠的空腔磁电管（10cm波长，英国也才在40年研制成功，但是马上应用于雷达并实战）但是军方领袖们却醉心于传统“武士道”精神，对新式技术不感兴趣，倾向于纪律，盲目的勇气，牺牲精神可以战胜一切。另一方面，岛国的有限的资源在高技术装备投入上也限制了当时日本人的干劲。
日本海军和陆军之间的不良竞争也加剧了这一问题，他们的相互争吵有时比盟友纳粹德国的海空军种的竞争还要激烈。由于日本陆军最初师法德国威廉时代的陆军，而海军开始就师法英国皇家舰队，两者就都有一些各自守旧的传统，而不象新兴起的美国那样重视新式科研技术。
在30年代末，日本军方出于反空需要开始开发一种无线电探测系统，是日本最早的反空雷达的雏形，它工作在75 to 375 m / 40 to 80 MHz。这套系统是固定安装的，只能探测在发射器和接收器之间的狭窄波束内的100多公里内的飞机。这套系统被命名为"IJA Type A"（帝国日本陆军用 typeA 型探测器）在1940－41年间在本岛少量部属，改进后几年内部属了100多部，甚至在中国沿海也有。（就是相距100多公里两端，一端是无线电波发射器，另一端装接收器，飞机在两端间的无线电波束中时，接收器会有异常信号，连飞机距离都测不了，只能知道有飞机在这条线上，比雷达还要原始的多，军用价值很有限）
但是日本在新式的更精确的脉冲雷达方面进展缓慢，于是找到了轴心盟友纳粹德国。在1941初，日军方技术人员访问德国来交流各自技术发展。只得注意的是，日本海军和陆军各自派出自己的技术小组，并且他们的行程安排上也没有一点沟通和合作，德国人分别接待了2次相同目的的访问团。
当这些人到达德国后，德日双方也没有诚恳的态度来交流技术。德国人虽然让日本人考察了Wuerzburg防空预警雷达一段时间，也看到了新式Freya雷达，德国很本不告诉他们Freya雷达来做什么，同样日本人也没告诉德国他们研制成功了微波空腔磁电管。似乎德国人也认为日本人没有什么在他们面前值得一提的东西，日本人也许也是这么想，“德国这方面也许早领先我们了”
到了41年夏季日本人回国了，同时日本海军也收到盟军舰只装备雷达的情报，当专家们回来后，海军开始发展自己的雷达系统。这些专家很快就研制出一台脉冲雷达的原形，工作在42 m/ 714 MHz，在这年秋季，一种编号为"IJN Mark I Model 1"地面安装反空预警雷达开始投产，工作在3 meter / 100 MHz 。脉冲宽冉铣ぃ0微妙－30微秒之间，脉冲重复频率在530 －1250 Hz之间可调， 最大功率5KW，最大距离145km。战争期间一共有80套生产出来。
（每秒种产生的触发脉冲数目，称为脉冲重复频率,以PRF(Pulse-Recurrence-Frequency) 表示。
两个相邻脉冲之间的时间间隔，称为脉冲重复周期，用T表示，它等于脉冲重复频率的倒数）
有点要说明的是，东方和西方命名上的不同，二战日本海军的雷达分类中，"Mark I" 1开头为陆基防空雷达，"Mark II" 2开头为舰载雷达，例如21号，23号是海军，13号原为陆基雷达，后来也在军舰上用了，"Mark IV"4开头为火控雷达，"Mark VI" 6 为机载雷达。
日本海军的Mark I Model 1 型系统开始只是个粗糙的雷达原型，后来改进出舰载防空水面搜索雷达为“IJN Mark II Model 1”21型雷达，大约装备了80套。21型工作在15 m / 200 MHz 脉冲持续宽度10 to 30 ms,脉冲重复频率为500 to 1,100 Hz，最大发射功率5 kW。不走运的是，由于战时的制造工艺问题，21号在舰上使用时可靠性不好，在不良海况时很糟糕，日军 *** 作员对此反映很恼火。
与海军在同一时间里，日本陆军也独立发展了自己的新式雷达，刚开始的原型很不适合野战使用，但紧接着出现了"IJA Tachi 6"对空预警雷达，工作在4 m / 714 MHz，它的发射波束很宽，和英国早期的雷达相似，发射波束扫过几个竖直面，接收器活动在3－4个方向上来接受反射回来的信号。
Tachi 6 的脉冲宽度为25－35ms，最大功率10－50kw，脉冲重复频率为500 －1000 Hz，最远作用距离300km。一共造了大约300台Tachi 6 雷达，1942年开始服役。
日本陆军的雷达编号有点混乱，"Tachi" 是个合成词，“Ta”代表Tama技术所，"chi"来源与日语中的“大地”一词，一起表示为Tama技术所制地基雷达，相应的，"Tase"表示是船载雷达，"Taki" 表示陆军机载雷达，当然陆军没有去专门开发船载雷达，但是陆军却造过自己的战船和潜艇，编号"Tase"就是在这时有了用途
太平洋战争中的日本雷达技术
1941年底珍珠港事件后，日军开始对原英国，荷兰，美国在亚洲和太平洋的殖民地发动全面进攻，随后开始威胁新几内亚和澳大利亚，在这场侵略进攻狂潮中，日军还在新加坡缴获过的英国 GL-type 雷达系统，在菲律宾的美军小岛上缴获了美国的SCR－268，还有一部被破坏的SCR－270雷达。
日本陆军在生产IJA Tachi 3"型雷达时开始使用标准化部件。它工作在375 m / 80 MHz，脉冲宽度1－2ms，功率50kw，PRF（脉冲重复频率）1000－2000Hz，最大距离40km。在Sumitomo造了共150套，1944初开始服役。
Tachi 3雷达系统首次结合了由日本人发明的“八木天线”，发明者Yagi 博士也参与了最早的"IJA Type A"（帝国日本陆军用 typeA 型探测器，前文中介绍，比雷达还要原始的多)的研制。
另一方面，海军利用缴获的美军SCR-268雷达，仿制出"IJN Mark IV Model 1" 41号防空火控雷达系统，工作在15 m/ 200 MHz，脉宽为3ms，功率30kw，PRF为2000hz，作用距离48km，随后改进为"IJN Mark IV Model 2" 42型雷达，性能和前者相似，只是PRF改为1000 Hz。日本一共生产了几白套该型系统。
日本陆军也从缴获的SCR-268派生出自己的一系列雷达分别为"IJA Tachi 1", "IJA Tachi 2", "IJA Tachi 4"，全部工作在15 meter / 200 MHz波段，但是仿制的效果很差，日本人很不满意，仅仅生产了少量。战争后期，陆军终于由"IJA Tachi 4"成功改进出可靠实用的"IJA Tachi 4"。
同时，海军和陆军都从自己的早期的固定的雷达系统派生出新的雷达。海军的Mark I Model 1 都改进为更轻的可移动部署的"IJN Mark I Model 2"工作波段也改为15 meter / 200 MHz，在43初就达到300套的数量。到了1943年生产了更轻的"IJN Mark I Model 3"雷达，当年就生产出上千套该型雷达，工作在15 meter / 200 MHz波段。（13号雷达转动是用手动 *** 作的，天线构造也很简单就是一个“丰”字型架子）
与海军的进度非常一致的陆军也在43年由42年出的“Tachi 6”系统推出自己的可移动部署的“IJA Tachi 7”系统（3 meter / 100 MHz），生产了60多套。在44年就又研制生产出400套更加轻便的"IJA Tachi 18"系统，工作波段与前面型号一致。
这些雷达除了比先前的型号要更轻便外，其实性能上美多大改进。大概相当于英国人在40年使用的“MRU”（"Mobile Radar Unit)"），即盟军方面最早使用的可以移动雷达系统。
然而在日本开发成功磁控管这一点上，却是领先于盟军的，海军方面发展出自己的10cm/3GHz的微波磁电管专门在自己的战舰上使用。"IJN Mark II Model 2" 22号雷达最早在42年就开始试用了。“Kongo 金刚”，“Haruna 榛名”，“Hyuga 日向”在42年10月开始装备，是最早试用22号雷达的日军战舰。
对比先前的21号长波雷达，日军一开始就对22号相当满意。大约有400套22号雷达广泛应用于海军的各种平台上。
22号雷达最大功率为2KW，脉冲宽度2－20微秒，脉冲重复周期PRF为2500HZ，对大型舰船的探测距离可达35KM（22英里）。它有2个喇叭装的发射器和接收器天线，不使用PPI显示器，日本在2战中就没有使用，德军已经研制成功并投产了，但是马上投降了，没有能在21型潜艇上实战。这样子就大大的限制了22号的作用的发挥。
日本人也研制出了轻量型的长波雷达，如海军的“IJN Mark II Model 4”（15 meters / 200 MHz），准备在小型舰只和潜艇上使用，似乎没有大量装备。
在太平洋战争的头一个月里，美国人遭到惨重的失败，以至于非常担心是否日军雷达在其中起到了巨大作用。直到42年7月海军陆战队在瓜达尔卡拉尔岛登陆后才开始慢慢放心了。登陆非常的轻松，让美军对后来的战局发展有了点错觉。陆战队上陆后很快缴获了一步日海军的“IJN Type I Model 1 “ 11型雷达。这个战利品令美军有点惊讶，因为几乎没人提到过日本人已经装备了雷达。拆卸后运到美国本土，NRL(海军实验研究所)的专家发现这部雷达还很粗糙，即使于美军早就装备的SCR-270 和 CXAM 雷达相比也是如此。
被动的无线电接收机马上在美军舰只潜艇飞机上广泛装备来搜索日军的雷达信号。42年3月专门一架改装的B24装备各种信号接收器包括一些还在实验中的新式装备，在日军控制的岛屿和阿留申群岛附近进行搜索活动。结果认为有两种海军11号雷达的信号存在，有一种非常象美军的SCR-270长波雷达。改装过的PBY飞艇开始侦察活动后，更多型号的日军雷达立刻就被发现了。
潜艇的侦察被证明与空中的行动一样的有效，而且由于敌军很少意识到美军潜艇在附近，经常不关掉雷达发射机。但是在43年以前没有发现新的日军雷达信号。虽然有传说日军有机载搜索雷达，但是这时日军航空兵还没有正式装备。
好消息在43年底不断出来，在夸贾林环礁上缴获了第2部日军雷达后，在44年2月美军缴获到有关日军几种雷达性能的文件，美国人这时开始对22号舰微波雷达感兴趣起来。接下来在春季和夏季的作战中得到更多日军雷达的资料，还缴获了几部完好的日军雷达。
2日制313雷达
工作波长2米左右，是日本造的一种木质天线雷达。二战时日本也将这种雷达架于军舰的甲板上，执行对空警戒任务。天线上下四行、左右两排共8个半波振子，每个半波振子后四分之一波长有一不馈电的半坡铜管作反射电波用。这些振子经绝缘子固定在木板做的支架上。用木板做成截面为正三角形的木柱作为天线柱支撑振子振面。最高振子离地约8米，在天钱柱离地08米有3个120度放置的手柄供 *** 纵员转动天线用。手柄下是一沉重框架套在木柱外，起支撑天线不易倒的作用。木柱穿过屋顶或帐篷处有圆环，对内扣住转动的三角木柱，对外连接屋顶或帐篷顶固定天线。各振子间以交叉馈线连接，用平行双馈线从最下一对振子，直接连到发射机与接收机的收发开关上。馈线没有转动交连，天线不能连续360度旋转，只能来回转动。
3四号二型电波探信仪
名称 仮称四号电波探信仪二型改二
目的 陆上用対空射撃用电探
完成 昭和19年10月
波长 150cm
尖头出力 13kw
测定法式 等感度法
送信机発振回路 环状配置平行二线式
受信検波管 UN－954
送信真空管 TA－1054
空中线形式：送信 复合八木･宇田アンテナ2×4
空中线形式：受信 复合八木･宇田アンテナ2×4
最大有効距离：编队 40km
最大有効距离：単机 20km
最小有効距离 0．6km
测距精度 0．05km
测角精度 1．0度
重量 5000kg
制造 住友、日本音响、日立
制造台数 60

虚拟仪器 - 软件就是仪器
虚拟仪器，虚拟示波器，虚拟仪器技术，虚拟仪器软件，虚拟仪器技术的发展，虚拟仪器组成
介绍
多媒体计算机，信息计算机信息科学和计算机网络的发展，高速公路的三个重要方向。它们相互联系，相互促进，共同发展，已经渗透到人们的日常工作生活中，学习娱乐的各个方面，并逐步由办公室，实验室的家庭。
虚拟现实是一个重要的应用领域，多媒体计算机，多媒体技术，虚拟现实技术基础。虚拟现实（虚拟现实）是一个模拟现实的环境中使用多媒体计算机技术生成一个逼真的视觉，听觉，触觉和嗅觉。用户可能会采用自然的技能这个虚拟现实的互动体验，而用户体验的结果的反应与用户体验真正的现实 - 虚拟现实的结果相似或相同的。虚拟现实概念包括三个层次的含义：

1，虚拟现实是利用计算机技术生成逼真的实体，该实体拥有一个真正的立体视觉，立体听觉，质感触觉和嗅觉。
2，人们可以对话，即一个人的头部，眼睛，四肢真实自然的技能与虚拟现实在虚拟现实的各种行动的反应。
3，虚拟现实技术往往必须依靠三维传感设备来完成交互 *** 作，如头戴式立体显示器，数据手套，数据衣服，三维 *** 作等。
虚拟现实技术还处于起步阶段，但在科学计算可视化，CAD，飞机/汽车/外科，虚拟仪器模拟经营及其他方面的应用。具有广阔的应用前景，在航空航天，国防，生物医学，教育，培训，娱乐，游戏，旅游领域。
虚拟仪器（虚拟仪器 - VI）是虚拟现实技术在仪器仪表领域，已经悄然崛起在国际舞台上的一个重要应用。虚拟仪器作为一台多媒体电脑，使用图形界面的编程技术来模拟实际的仪表盘，功能和 *** 作，从而产生特殊的工具，以完成各种任务的基础。

由于高度的科学和技术的发展，导致了各种强大的，日益复杂的金融工具不断涌现，许多电脑微机化仪器的发展趋势，其主要性能为基础的仪器：

1，计算机硬件及接口标准化
2的硬件和软件技术
3，模块化的软件
模块控制
5，系统集成
编程图形
7，科学计算可视化
硬件接口的软件驱动程序
计算机软件和硬件技术的不断发展，再加上实际应用的需求，因此，人们越来越大的兴趣在虚拟仪器，虚拟仪器也已成为一种现实的可能性。开发的虚拟仪器主要是由于以下用途：

1，节约了仪器仪表的开发时间和资金
2，充分利用计算机数据处理和分析功能
3 ，统一仪器的用户界面
提高了仪器的功能和适用范围
5集成的仪器需要
很容易地扩展虚拟仪器的仪器主要由以下几个部分组成：

1接口的控件库
2，数据输入，输出
3，数据处理方法库
资料库
5个数据的存储和管理<BR / 6，任意信号发生器
7，图形界面编程环境

界面控件库，包括一些常用的仪表盘组件，如指标计发光二极管，按钮，刻度盘，刻度盘，滑块等，每个控制，具有可编程的功能和属性。
数据输入和输出从外部设备中获取数据到计算机或输出数据由计算机来控制外部设备，数据采集板，串行和并行通信，以及其他标准的接口（IEEE- 488 GPIB，RS-232，RS-422，SCSI，VXI等），通信驱动软件，，延长仪器适用
应用范围。
数据处理方法库的集中数据处理方法，如FFT计算，过滤，建模，参数估计，并提供编程接口，这些治疗方法，这些方法只是简单的组合完成复杂的各种任务。
数据表示的方式来显示数据和处理结果，包括数字显示，曲线，直方图，散点图，二维图形，三维网格图案，填充图形三维，四维图形，图像甚至是动态的图形或图像，数据表示是非常直观和易于理解。
数据存储和管理主要是指格式的数据存储，数据查询，数据浏览方法。的
的必要性的基础上产生任何信号产生的信号，其中的一些是标准信号可用于仪器测试和自检。
图形化编程环境，用户可以使用任意组合的控制和方法，结合为一个整体，形成专门的仪器工具。虚拟仪器的用户可以快速生成所需的仪器像积木。
一个集成的环境，例如现有的虚拟仪器

1，MATLAB将高性能的数值计算和数据分析软件

MATLAB是由美国MathWorks公司将高性能的数值计算和数据分析软件。它已成为行业标准，工程和科学研究，它有一个独特的用户界面，复杂的数值计算，强大的数据分析，灵活的图形，快速的计算，方便的扩展特性，产量高，创造性科学研究的首选软件。
MATLAB基本功能：
※矩阵运算
※矩阵分解
矩阵的特征值特征向量
※信号卷积
※谱估计
※复杂的 *** 作
一维和二维FFT
※过滤器
※曲线拟合
※三次样条符合
※贝塞尔函数
※非线性滤波器的设计优化
※线性方程组的求解
※微分方程

MATLAB工具箱包括：

※数字信号处理工具箱
控制系统设计工具箱
系统辨识工具箱
自我膨胀的工具箱

MATLAB包括绘图功能：

直方图
※散点图 />的※图
在※三维网格图
在※二维填充图
※等高线地图
※极坐标图形
※XY图<BR / ※图像显示
2，DADiSP：科学家和工程师，数据分析和图形软件

DADiSP软件开发的美国公司的DSP开发公司，主要为科学家和工程师的工具，用于数据分析和图形显示。它包括以下功能：
矩阵运算
※特征值和特征值？
※一维，二维FFT和卷积
两个二维，三维，四维图形显示
※医学图像处理
※卫星遥感图像处理
地震信号处理
※统计分析和处理
> 实验设计
※假设检验
※过滤器的设计
声音娜磊达信号处理
※语音通信信号处理
※振动分析
BR />

MP100：医学信号采集和处理系统

MP100是由美国BIOPAC医学信号采集和处理系统，运行起来它与AcqKnowledge软件，提供了一个灵活的，易于使用的模块化系统，所以你要完成数据收集和分析工作。 AcqKnowledge是一个强大的和非常灵活的包中，使用下拉菜单和对话框，而无需学习另一门编程语言，你可以设计出复杂的数据采集，模拟触发和分析系统。主要包括一个实时数据记录，分析和滤波，离线数据分析和处理，各种的数据和其他功能的图形表示。该系统可以提供可视化图形化编程环境LabVIEW虚拟仪器连接。其主要应用领域：

※运动生理学
肌电图信号记录
※相信，电子记录和分析
※EEG记录和分析
※诱发潜在的记录和分析
※性眼震电图及眼球运动分析
※神经传导分析
※psychophysiologist
※药理学
※遥测监护仪

>

4时，LabVIEW图形化编程的虚拟仪器
LabVIEW虚拟仪器图形化编程系统是由美国国家仪器公司开发的。包括数据采集，控制，数据点，数据表示等功能，它提供了一种新的编程方法，图形化组装软件模块，以产生特殊的仪器。流程框图的LabVIEW面板，图标/连接器面板的用户界面，流程框图是一个虚拟仪器的源代码，被称为图标/连接器接口（调用接口）。流程框图，包括组件和子VI部分的输入/输出（I / O），计算的部分，他们的图标和数据流连接的I / O组件，直接与数据采集板，GPIB板或其他外部物理仪器通信，计算组件来完成数学或其他的算术运算子VI组件调用其他的虚拟仪器。
5 LabWindows / CVI的C语言编程的虚拟仪器

LABWINDOWS使用LabVIEW和类似的功能，由同一家公司，开发的区别是，它可以用在C语言编程的虚拟仪器。
6，LabLinc V：模块化的虚拟仪器系统

模块化的虚拟仪器系统开发的的美国COULBOURN仪器的LabLinc V的基本单元，信号采集和处理，控制模块，主要用于在该领域的生理，生物医学和生物力学数据采集，实时显示和过程控制。
7，HyperSignal：可视化信号处理系统的设计

HyperSignal美国Hyperception视觉信号处理系统设计软件开发，使信号处理系统的设计过程可视化，信号处理和结果可视化。
8，Model900：灵活的数据采集和波形系统

Model900由美国公司开发的应用信号技术，提供高速大大容量数据采集，波形生成功能，使用虚拟环境的仪器，以节省开发时间和金钱。
9，DASP大容量的自动数据采集和处理

DASP，东方学院的噪声和振动分析软件， ，主要是与信号采集和分析的数据记录和分析的科学实验，多功能，自动化的数据采集，显示，阅读，计算，分析，存储，打印，绘图等。
10，LabDoc：集成的仪器包

LabDoc日本康泰克电子科技有限公司，公司开发的，它具有多种测量仪器的功能，通过一个图形化的用户界面和在线帮助， *** 作方便，仪器屏幕上。可用于实验室和生产线的检查，教育和培训等领域的主要测试功能：

※数字滤波
脉冲发生器
※函数发生器
※波形产生
※调谐信号
※FFT分析
※频率计
以上我们列出了10种比较流行的虚拟仪器和系统集成环境，最杰出的作品在这方面，美国和中国在这方面才刚刚起步，目前还没有看到一个完整的虚拟仪器系统。从上面所举的例子可以看出，虚拟仪器具有以下特点：

※涉及更深奥的数值方法
※集成化信号处理和过程控制算法
※软硬件模块，独立的相互
※二次开发的集成编程环境
※多学科的产品
渗透，虚拟医学信号处理设备 BR />
一个非常广泛的医学信号，电力常见的医学信号确定，脑电图，诱发电位，肌电图，眼电图，胃电神经冲动的潜力，血压，呼吸波，脉冲波，温度等信号，其特征在于由每个
是不一样的，各自的频段，取值范围为，干扰源，从而使医疗信号处理变得非常复杂。
无论是医学信号仪器，几乎所有涉及到的信号放大，采集，分析，处理，过滤和其他常见任务，不同的信号有自己的特殊待遇，这些共性和特异性有机结合起来，形成一个集成的环境的基础上的虚拟仪器。
多参数的临床监测和诊断的需要，医学信号的采集和处理仪器融合的趋势，人们从医疗的信号仪器开发由单一功能的多功能综合型仪器的发展，但是，这种整合堆相结合的仪器是不是一个单一的功能，而是从不同的单一功能的仪器识别的相似性和差异性，形成软，硬件模块，计算机化的医学信号处理设备构成医学信号处理仪器的开发环境，这是一个虚拟仪器。
虚拟医学信号处理机器是非常有前途的领域，许多医疗设备公司的市场前景是乐观的，在这方面投入了大量的人力，物力和财力资源，以从事研究和开发，前面提到的MP100医疗数据采集系统和LabLinc的v模块化的虚拟仪器的杰出代表之一。
虚拟医学信号处理仪器的开发和生产的各种医学信号分析仪是一种工具。对于像搭积木一样快速生成一个专用仪器仪表的开发，节省了大量的开发时间和金钱，对于用户来说，可以花更少的钱，买的仪器。虚拟医学信号处理设备为一体的多功能仪表的发展奠定了基础，并尽快的最新研究成果可应用于仪器。的虚拟机可用于医学信号处理研究未知的未知特性的信号和信号，实现更快的结果，取得更大的成就目的。实际上，虚拟医学信号处理的机器发挥作用，助长了当前的热点研究领域，远程医疗，医疗电子图书。
四个虚拟仪器技术

1，数值计算

虚拟仪器，您需要提供一个灵活的数据处理方法，这些方法中，可以根据实际的需要由用户通过编程来实现，为了简化编程的复杂程度，并保存的特定时间的发展，在虚拟仪器应该是尽可能地提供各种数值计算程序，这些数值？计算主要表现在以下几个方面：

矩阵运算（加，减，乘，逆，转置）
特征值和特征向量计算
矩阵分解
※一元，二元插值
※数值积分和微分
※线性代数方程组的求解
※非线性方程组求解
※配件和近似
※※特殊功能
回归和统计
2，数字信号处理

复杂的仪器，拥有数字信号处理的重要地位，从而在虚拟仪器是需要整合各种数字信号处理方法，和数字信号处理方法可分为几类：

信号预处理 BR /> 滤波器设计滤波
※经典谱估计
※现代谱估计
※相关和卷积
※离散变换
※数字特征
※常用的信号信号建模

※※数据压缩
3，计算机图形，图像科学

图形和图直观的大量的数据，如静态和动态脑电地形图，表面温度分布，电磁场分布图等复杂的金融工具，它可以将原来抽象的数据，直观和易于理解的;此外，数据并对其进行分析的结果，人们习惯于曲线，柱状图，3D图形和等高线图。因此，在虚拟仪器，图形，图像，来创建这些数据表明该模块是非常必要的。
4，科学计算可视化

前面所提到的，复杂的，大量的数据图形，图像的虚拟仪器测绘数据是非常重要的图形，但是，是不是一件简单的事情，这是最近开发的可视化科学计算研究课题。
在科学计算可视化的根本目的是将大的实验或数值计算的成人在视觉上能感受到计算机图像获得的数据量。要大一些的有机抽象的数据组织在一起，从而形象生动地显示表示的数据，以及它们之间的关系，帮助人们直接把握的复杂性，全球性，更好地发现和规律的认识，摆脱复杂的抽象数据混乱。虚拟仪器引入的科学可视化，给予无限魅力的人显示仪器，该仪器是大量复杂的数据处理和分析的能力。

5，面向对象的可视化编程

虚拟仪器是一种集成编程环境，其中一个可以快速生成复杂的仪器。虚拟仪器不仅具有可编程性，而且也很容易 *** 作，从而引入面向对象的可视化图形编程技术的虚拟仪器。虚拟仪器集成了许多功能强大的组件，这些部件提供了一个直观的计算机图形，每个组件都具有的的可控属性， *** 作和功能，人只是这些组件的计算机屏幕上的一个很好的布局，设置相应的属性，以及它与其他的连接关系成员，以生成相应的功能构成的仪器。
五，总结

虚拟仪器是一个研究领域，许多高科技公司和研究机构都看好羽翼未丰的家，国内外市场前景都投入了大量的人力，物力和财力资源，加紧开发和研究。虚拟仪器是一台多媒体电脑的应用程序，是多学科交叉，渗透的产品，集中的许多高精确度，锐利的科学和技术。比仪器是高于仪器，虚拟仪器，大大缩短了开发周期的新仪器，新仪器的开发成本节约，它不仅是仪器的开发工具，但也科学研究的有力工具。虚拟仪器微机化仪器，是基础的综合性仪器，仪器行业的一场革命，其研究和发展具有深远的意义。

一体化实现的方式
分时工作。雷达与通信共享天线，但分时工作。这样就不需要研究新的一体化波形，实现较为简单。但是会“争抢”有限的时间资源，并且在通信发送时会造成雷达的探测盲区；雷达发射时也无法接收通信信号。
分波束工作。将相控阵雷达的阵面划分不同区域，同时形成不同波束，分别用以实现雷达和通信的功能，这虽然可以同时实现，但是明显会降低能量的分配，从而降低雷达的探测能力和通信距离。并且由于是同频段，互相之间会有一定的干扰。
同时体制。利用雷达信号进行通信，或者说利用通信信号进行雷达探测。也就是雷达和通信系统采用统一的信号波形或者正交的信号波形合成一个信号波形。这样虽然可以充分利用系统能量，但是互相之间会有一定的限制。例如雷达波束探测不想在某一方向上“待太久”，但存在此时通信内容可能没发送完成等问题。因此，雷达探测和通信一体化信号的波形设计是核心关键技术。
先进多功能射频系统(AMRFS)
AMRFS通过利用宽带射频多功能、共用孔径技术可以大幅缩减了舰船顶部的射频孔径的数量，有效增加了其功能和带宽。
发射和接收孔径分开
在雷达应用的单个收/发孔径中，主要的时间线用于接收，并且对收/发通道的隔离度要求较高，收发在时间上不重叠。而在多功能孔径中，通信功能和电子进攻需要较多的时间，甚至要连续工作，因此将收发孔径分开可以对时间充分利用，可减少孔径数量。
频段划分
AMRFS测试平台采用4部低频段和高频段收发阵列孔径，频率覆盖范围是1~5GHz和4~18GHz二个频段。AMRFS后来进一步发展成为“先进多功能射频概念(AMRFC)”项目，频率覆盖调整为6~18GHz。
发射子系统
每个发射子系统包括发射阵列、RF上变频、波形产生合成、支持同时及分时多功能发射的处理及控制系统。将子阵划分为不同的块，以形成同时多波束。宽带多功能发射阵列包括分布于四个象限中的1024个多极化辐射源、每个象限再分成四个子阵(共16个子阵)，每个子阵(64个阵元)由16个射频输入端中的一个单独驱动。
由于目前一个功率放大器不能同时存在不止一个信号，因此，发射子阵在任一时刻只能用于一项功能。由于每个象限为分配射频发射功能的最小孔径尺寸，因此同时可形成4个发射波束，可以给不同象限的子阵分配雷达、卫星通信、数据链、电子攻击等功能。
接收子系统
每个接收阵列均包括接收阵列子系统、RF下变频子系统、数字接收机、支持同时或分时多功能接收的处理及控制系统。接收天线包括天线阵元、接收模块和为实现同时多波束需要的射频合成器，共9个子阵，每个子阵有128个双极化阵元，共1152个阵元。对于接收阵，可同时存在不止一个信号，因此可以使用接收的全部或一部分来产生同时多功能，同时可形成36个接收波束。
多功能相控阵系统(M-AESA)
M-AESA项目是瑞典和意大利合作研制的，其融合了雷达、通信、电子战等多种功能，能够自动适应动态条件。其主要研发目标就是探索利用宽带共享孔径来集成雷达、通信和电子战的可能性，在降低使用和维护成本的条件下，为决策者提供更丰富的战场态势感知。
项目设计一个共同的射频子系统(EXR + BF +天线+ TRM)的顶层架构为所有系统执行所有接收和发送功能。天线的配置(A1，A1'，A2和A3)给RF子系统的前端部分形成了一定的制约。
M-AESA项目开发的宽带接收机模块的高功率放大器采用了砷化镓技术，实现了不同频率范围的放大。1GHz的瞬时带宽也为合成孔径雷达(SAR)和高距离分辨率(HRR)工作模式提供了03m的高分辨力，同时也为电子战模式提供了宽瞬时频谱的覆盖，也为通信模块提供高的数据率。
荷兰“集成桅杆”(I-MAST)系统
许多国家的海军都希望能得到包含雷达、光电 / 红外传感器、敌我识别、通信和电子战系统在内的集成桅杆解决方案。下面简单介绍下泰雷兹荷兰公司研制的“集成桅杆”（I-MAST）系统。
集成桅杆是舰船设计、电子、电磁兼容、结构、材料等各学科交叉的系统工程项目，其关键技术主要有 ：天线集成、综合射频、新材料、结构设计和电磁兼容等技术。集成桅杆技术是一项系统工程，在国外海军舰船上已得到一定应用，并取得较好的效果。
将各自独立的天线集成为综合的多功能天线，并与上层建筑融为一体的现代舰船设计技术，可有效解决越来越多的天线的布置问题和由此引起的电磁兼容问题。
与舰船共外形的阵面式天线和平板式天线取代了机械旋转天线，把众多奇形怪状的天线利用主流有源相控阵技术或复合天线技术实现阵面化并与舰的上层建筑共形，使舰船隐身性得以提高，雷达散射截面积(RCS)可减少 50% ~ 80%，降低了舰船被敌精确制导武器命中的概率。
我国的055型驱逐舰
在外形上散布在上层结构的各式诸如火控雷达、导航、通信、电子战天线均被整合在了主舰桥以及一体化隐身桅杆之中，这种明显的变化主要得益于综合射频技术在055上的运用，在这种新技术的助益下，可以极大的减少舰船整体所需的天线种类和数量，这是本舰在设计上的重要亮点之一。
位于正面大面积方块应该是S波段346多功能雷达，位于驾驶台上方的是C波段跟踪天线，一体化桅杆上的中间面积方块是X波段多功能火控雷达，位于主船体两侧的突出的方块，是米波相控阵远程警戒雷达。
中国舰艇第一次在单舰上形成米波、X波段、S波段、C波段的全波段雷达覆盖，从有关报道的画面来看，舰艇最右侧还有小阵面，据报道推测可能是电子对抗相关系统的集中阵列；位于一体化桅杆顶端的箭头天线，推测有可能是北斗导航系统天线。
综合射频所涉及的关键技术包括超宽带技术、重构性技术、数字波束合成技术等。多功能综合射频一体化技术己径成为新型舰艇装备的发展趋势，我国海军在综合射频系统的应用上，仍然还有很大的提升空间，通过055型驱逐舰的测试之后，有理由相信今后会在更多类型的水面舰艇上看到综合射频系统的出现。

这个在雷达专业里面叫PPI显示，又叫余辉显示，其实以前雷达显示做成这样是由于采用的随机扫描显示器，现在，这种显示器早就淘汰了，现在使用的都是光栅显示器，但是为了兼顾大家的习惯，现在反而需要在光栅显示器上模拟这种显示，这个过程又叫扫描转换，通行的支持雷达扫描转换的软件包有：快图(>雷达设备的发射机通过天线把电磁波能量射向空间某一方向，处在此方向上的物体反射碰到的电磁波；雷达天线接收此反射波，送至接收设备进行处理，提取有关该物体的某些信息。
雷达，是英文Radar的音译，源于radiodetectionandranging的缩写，意思为“无线电探测和测距”，即用无线电的方法发现目标并测定它们的空间位置。
因此，雷达也被称为“无线电定位”。雷达是利用电磁波探测目标的电子设备。
雷达发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率（径向速度）、方位、高度等信息。

---