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レーダー表示装置は、レーダーデータを操作者に表示する電子機器です。レーダーシステムは、電磁波のパルスまたは連続波を送信します。そのごく一部が、目標物（意図したものか否かを問わず）から後方散乱され、レーダーシステムに戻ってきます。受信機は、受信したすべての電磁波を、電圧が変化する（または振動する）連続的な電子アナログ信号に変換し、それを画面表示に変換します。
現代のシステムでは通常、地図のような画像を生成するために何らかのラスタースキャン方式のディスプレイが用いられる。しかし、レーダー開発の初期段階では、様々な要因によってそのようなディスプレイの生成が困難であった。そのため、人々はいくつかの異なるディスプレイ方式を開発した。
初期のレーダー表示装置は、さまざまな入力を備えた改良型オシロスコープを使用していた。オシロスコープは通常、変化する（または振動する）電圧の3つのチャンネルを入力として受け取り、この情報を陰極線管に表示する。オシロスコープは入力電圧を増幅し、それを2つの偏向磁石と電子銃に送り、画面上にスポットを生成する。一方の磁石はスポットを水平方向に、もう一方の磁石は垂直方向に移動させ、電子銃への入力はスポットの明るさを増減させる。3つのチャンネルそれぞれにバイアス電圧源があり、操作者はゼロ点を設定できる。
レーダー表示では、レーダー受信機からの出力信号がオシロスコープの3つの入力チャンネルのいずれかに入力されます。初期の表示では、この情報をXチャンネルまたはYチャンネルのいずれかに送り、画面上のスポットを移動させて反射波の到来を示していました。より現代的なレーダーでは、回転式またはその他の方法で移動するアンテナを使用してより広い範囲の空をカバーしており、このような場合、アンテナの機械的な動きに連動する電子回路がXチャンネルとYチャンネルを動かし、レーダー信号は輝度チャンネルに入力されます。
初期のレーダー表示装置であるAスコープ（またはAディスプレイ）は、目標までの距離のみを表示し、方向は表示しません。これらは、レンジスコープの略でRスコープと呼ばれることもあります。Aスコープは、第二次世界大戦中の初期のレーダーシステム、特に画期的なチェーンホーム（CH）システムで使用されました。
Aスコープへの主要な入力は、レーダーから受信した増幅された反射信号であり、これはディスプレイのY軸に送られました。反射によりスポットが下方（または一部のモデルでは上方）に偏向し、管上に垂直線が描画されました。これらの線は「ブリップ」（または「ピップ」）として知られていました。X軸入力は、タイムベースジェネレータと呼ばれる鋸歯状電圧発生器に接続されており、レーダーのパルス繰り返し周波数に合わせてスポットをディスプレイ全体に掃引しました。これにより、ブリップは受信された時間に応じてディスプレイ全体に広がりました。信号の反射時間は、目標までの距離の2倍を光速で割った値に相当するため、軸に沿った距離は目標までの距離を直接示します。これは通常、ディスプレイの上にある目盛りで測定されました。[ 1 ]
チェーンホーム信号は通常、直角に配置された一対のアンテナで受信されました。無線測距儀と呼ばれる装置を使用することで、オペレーターは目標の方位を特定でき、距離測定値と方位を組み合わせることで、目標の空間上の位置を特定することができました。このシステムには、受信塔に沿って垂直方向にずらして配置された2組目のアンテナもありました。これらのアンテナのうち、高さの異なる一対のアンテナを選択し、無線測距儀に接続することで、目標の垂直角度を特定し、それによって高度を推定することができました。このシステムは距離と高度の両方を測定できたため、「高さと距離」を意味する「HRスコープ」と呼ばれることもありました。
初期のアメリカ、オランダ、ドイツのレーダーは、Aスコープの円形版に似たJスコープを使用していた。これらは、表示面に沿った直線距離ではなく、表示面の周囲の角度として距離を表示する。この配置により、トレースが水平距離だけでなく全周を使用するため（したがって、時間ベースはπ倍長くなる）、Aスコープと同じサイズのディスプレイで距離を読み取る精度が向上する。たとえば、典型的なでは。[ 1 ] Jスコープ表示の電気機械式バージョンは、1990年代まで消費者のボート用深度計で一般的だった。
WAS Butementは、Jスコープをさらに改良した「螺旋状時間ベース」を開発しました。これは、視認性の指標となる点を、視認面の周囲と中心から外側の両方に移動させるものでした。これにより、長さ7フィート（2.1メートル）の時間ベースが実現し、非常に高精度な距離測定が可能になりました。これは沿岸砲兵部隊で使用され、レーダーを通して小型ボートにも砲を照準することが可能になりました。
角度測定の精度を向上させるため、初期のレーダーではローブ切り替えの概念が一般的になった。このシステムでは、システムの照準線に対して左右または上下にわずかに向けられた2つのアンテナが使用される。受信信号の強度は、2つのアンテナのうちどちらが目標に近づいているかによって異なり、アンテナが適切に調整されているときは等しくなる。これを表示するために、両方のアンテナは機械式スイッチに接続され、2つのアンテナを高速で切り替えることで、ディスプレイに2つの点滅信号が生成される。これらを区別するために、2つの受信機のうち1つには遅延があり、もう1つの受信機よりもわずかに右側に表示される。オペレーターは、両方の点滅信号が同じ高さになるまでアンテナを前後に振る。これはKスコープと呼ばれることもあった。[ 2 ]
Kスコープを少し改良したバージョンは、空対空（AI）レーダーや空対水上艦艇（ASV）レーダーで一般的に使用されていました。これらのシステムでは、Kスコープが90度回転され、より長い距離がスコープの右側ではなく上側に表示されるようになっていました。2つのアンテナのうちの1つの出力は、遅延ではなくインバーターを通して送られました。その結果、2つのブリップは垂直ベースラインの両側にずれて表示され、両方とも同じ指示距離を示しました。これにより、オペレーターはどちらの方向に旋回すべきかを瞬時に確認できました。右側のブリップが短い場合は、右に旋回する必要がありました。これらのタイプのディスプレイは、ASVスコープまたはLスコープと呼ばれることもありましたが、その名称は普遍的なものではありませんでした。[ 1 ]
Aスコープ表示のサイズは様々だが、レーダー表示では5～7インチの対角線サイズがよく用いられた。7JPxシリーズのCRT（7JP1、7JP4、7JP7 ）は、元々Aスコープ表示用CRTとして設計されたものである。
BスコープまたはBスキャンは、空間の2次元「上空から」の表示を提供し、垂直軸は通常、距離、水平軸は方位角（角度）を表します。[ 1 ] Bスコープの表示は、航空機の両側のレーダーの追跡角度までの空域の水平「スライス」を表します。Bスコープ表示は、1950年代と60年代の航空機搭載レーダーで一般的であり、機械的に左右に、場合によっては上下にもスキャンされました。
スポットはAスコープのX軸と同様の方法でY軸方向に掃引され、表示上の「上方向」の距離が広いほど探知距離が長いことを示していた。この信号は、アンテナの現在の水平角度に応じて変化する機械装置によって生成される可変電圧と混合された。結果として、基本的に、距離線軸が表示下部のゼロ点を中心に前後に回転するAスコープが実現した。無線信号は強度チャンネルに送られ、表示上に反射波を示す明るいスポットが生成された。
Eスコープは基本的に、距離と方位角ではなく、距離と仰角を表示するBスコープです。[ 1 ]動作はBスコープと全く同じで、名前は単に「仰角」を示しています。Eスコープは通常、高度測定レーダーで使用されます。高度測定レーダーは、航空機搭載レーダーに似ていますが、水平方向ではなく垂直方向にスキャンするように回転します。アンテナの動きから「ノディングレーダー」と呼ばれることもあります。表示管は通常90度回転して仰角軸を垂直にし、表示と「現実世界」との相関関係をより明確にしました。これらの表示は、レンジ高度指示器、またはRHIとも呼ばれますが、（紛らわしいことに）Bスコープとも呼ばれていました。
HスコープはBスコープの概念を改良したもので、方位角と距離に加えて仰角も表示します。仰角情報は、目標指示器から少しずらした2つ目の「点」を描くことで表示され、 2つの点の間の線の傾きがレーダーに対する仰角を示します。[ 1 ]例えば、点が真右にずれている場合、目標がレーダーと同じ仰角にあることを示します。オフセットは、無線信号を2つに分割し、一方の信号をわずかに遅延させることで作成され、ディスプレイ上でオフセットして表示されます。角度は、遅延によって信号の時間を遅延させることで調整され、遅延の長さはアンテナの垂直位置に応じて変化する電圧によって制御されます。この種の仰角表示は、他のほとんどすべての表示に追加することができ、「ダブルドット」表示と呼ばれることもよくありました。
Cスコープは方位角と仰角の「的」ビューを表示します。「ブリップ」は、レーダーの中心軸からの目標の方向、またはより一般的には、それが取り付けられている航空機や砲の方向を示します。英国では、これらは「移動スポット指示器」または「飛行スポット指示器」とも呼ばれ、移動するスポットが目標のブリップです。これらの場合、距離は通常別々に表示され、多くの場合、Lスコープとして2番目のディスプレイが使用されます。[ 1 ]
Cスコープとほぼ同じのがGスコープで、目標までの距離をグラフィカルに表示します。[ 1 ]これは通常、目標指示器の点滅から「伸びて」翼のような形を形成する水平線で表されます。翼は距離が短いほど長くなり、目標が近いことを示します。これは、目視で航空機の翼を見たときと同じです。「今すぐ撃て」距離指示器もよく提供され、通常はディスプレイの中央の両側に中心がある2本の短い垂直線で構成されています。迎撃するには、パイロットは点滅が中央になるまで航空機を誘導し、次に「翼」が距離マーカー間の領域を埋めるまで接近します。この表示は、パイロットが目標の翼幅をダイヤルで合わせ、翼が視界内の円の内側の領域を埋めたときに発砲するという、銃の照準器で一般的に使用されているシステムを再現したものです。このシステムにより、パイロットは目標までの距離を推定することができました。しかし、この場合、距離はレーダーによって直接測定されており、ディスプレイは両システムの共通性を維持するために光学システムを模倣していた。
PPIディスプレイは、レーダー サイト周辺の空域を 2 次元の「全方位」表示します。ディスプレイの中心からの距離は距離を示し、ディスプレイの周囲の角度は目標への方位角を示します。レーダー アンテナの現在位置は、通常、ディスプレイの中心から外側に伸びる線で示され、この線はアンテナとともにリアルタイムで回転します。[ 1 ]これは基本的に、360 度に拡張された B スコープです。PPI ディスプレイは、一般的に人々がレーダー ディスプレイとして思い浮かべるものであり、 1990 年代にラスター ディスプレイが導入されるまで、航空交通管制で広く使用されていました。
PPI ディスプレイは、動作原理は実際には A スコープと非常によく似ており、レーダーの導入後比較的すぐに登場しました。ほとんどの 2D レーダー ディスプレイと同様に、無線受信機の出力は強度チャンネルに接続され、反射波を示す明るいドットが生成されます。A スコープでは、X 軸に接続された鋸歯状電圧発生器が画面上でスポットを移動させますが、PPI では、そのような発生器 2 台の出力を使用して、画面上でラインを回転させます。初期のシステムの中には、ディスプレイ チューブのネックの周りに回転偏向コイルを使用する機械式のものもありましたが、一対の固定偏向コイルを使用してこれを行うために必要な電子回路はそれほど複雑ではなく、1940 年代初頭には使用されていました。
PPI ディスプレイに使用された7JP4などのレーダー陰極線管は円形スクリーンを持ち、ビームを中央から外側に向かって走査した。偏向ヨークが回転し、ビームが円形に回転した。[ 3 ]スクリーンには、多くの場合 2 色があり、ビームがディスプレイを走査している間だけ現れる明るい短時間残光色と、長時間残光蛍光体の残光があった。ビームが蛍光体に当たると蛍光体が明るく点灯し、ビームが去ると、ビームが蛍光体に当たった場所では、ビームによって「書き込まれた」レーダーターゲットとともに、暗い長時間残光が点灯したままになり、ビームが再び蛍光体に当たるまで点灯し続けた。[ 4 ] [ 5 ]
精密進入レーダーシステムには、専用のベータスキャンスコープが使用されました。これは、同じディスプレイ上に2本の線を表示し、上側の線は（通常）垂直進入（グライドスロープ）、下側の線は水平進入を示します。マーカーは滑走路上の目標着陸地点を示し、多くの場合、この位置を示すために線は画面中央に向かって角度が付けられています。また、それぞれの線の上に、個別のアンテナから生成された信号である航空機の「ブリップ」も表示されます。進入中心線からのずれは視覚的に確認でき、パイロットに容易に伝えることができます。
画像では、ディスプレイの上部が垂直方向の状況、下部が水平方向の状況を示しています。垂直方向では、2本の対角線が目標グライドスロープ（上側）と最低高度進入（下側）を示しています。航空機はグライドスロープより低い位置から進入を開始し、着陸直前にグライドスロープを捕捉しました。適切な着陸地点は、左端の水平線で示されています。下部のディスプレイは、航空機が進入ラインの左側から進入を開始し、その後進入ラインに向かって誘導されている様子を示しています。
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