第五章 无线电测高机.pptVIP

第七章 无线电测高机 内容提要 组成与概况 测高原理 典型无线电高度表 无线电高度表是一种测距导航设备，利用普通雷达工作原理，以地面为反射体在飞机上发射电波，并接受回波以测定飞机到地面的高度。 按测量范围分 大高度表 〉30000FT 小高度表 LRRA 按 测量方法分 脉冲测距原理 频率测距原理 5.1无线电高度表系统概况 1、 功用 测量飞机相对地面的真实高度或叫垂直高度 测高范围为-20～2500英尺，属于低高度无线高度表 主要用于飞机和起飞阶段。 5.1无线电高度表系统概况 2、无线电高度表的测高基础： 测高原理：LRRA天线向地面发射无线电波，经地面反射后，再返回飞机。测高是测量电波往返传播的时间Δt。 式中：H —— 飞机离地高度 c —— 电波传播速度 因此，测高利用无线电的两个特性： 无线电从地面的反射特性 电波传播速度是常数 （3×108米/秒） 原理图1 原理图2 原理图3 原理图4 原理图5 原理图6 5.1无线电高度表系统概况 3、地面对电波的反射的类型： 镜面反射 散射（叫漫反射）。 漫反射的条件：地面不平度〉波长λ 因此，无线电高度表应使地面成漫反射，而不是用镜面反射。 若地面为镜面反射时，飞机倾斜或俯仰时，接受不到地面反射信号 5.1无线电高度表系统概况 4、工作频率： 4300MHz（c波段） 使用较高频率，使地面成漫反射。 5.1无线电高度表系统概况 5、无线电高度表的类型 根据测量电波传播时间Δt的方法不同，可分为： 普通FMCW高度表 属于频率无线电测距系统 等差频FMCW高度表 脉冲式高度表 属于脉冲测距系统 5.1无线电高度表系统概况 6、无线电高度表的组成 LRRA系统包括： 发射天线 宽波束（20～40°）方向性天线 接收天线 收/发机组件 高度指示器 、 5.2测高原理 一、调频连续波（FMCW）高度表 调制器产生一个对称的三角波线性调制电压，对发射机进行调频，发射波是三角波线性调频的连续波 普通FMCW高度表原理块图 一、调频连续波（FMCW）高度表（续） 设：中心频率为4300MHz，调制频率FM为100Hz，频移ΔF为100MHz 普通FMCW高度发射信号 一、调频连续波（FMCW）高度表（续） 测高原理 发射机发射信号一路经宽方向性天线发射到地面，取样部分发射信号直接加到接收机信号混频器（直达信号），与反射信号相混频。 一、调频连续波（FMCW）高度表（续） 差频与高度的关系 若发射频率为 ，电波从地面返回到接收天线时，相对发射信号延时Δt，但接收信号频率 = （不变）。这时经Δt时间后，发射频率变为 因为在调频发射信号中，ΔF、FM是常数，差频Fb与飞机真实高度H成正比。高度越高，差频越大，因此可用差频的大小来测量高度。 一、调频连续波（FMCW）高度表（续） 普通FMCW高度表阶梯误差 是指在一个调制周期内，一个脉冲（差频）所代表的高度 一、调频连续波（FMCW）高度表（续） 例如，发射信号的调制频率为100Hz，频移为100MHz，则： (Hz/米) 即频率刻度为133Hz/米，也就是说高度变1米，差频变化133Hz。 因为1米=3.28英尺，所以频率刻度为40.5Hz/英尺。在整个测高范围0～2500尺内，差频范围是0～101KHz。 二、等差频FMCW高度表方块图 二、等差频FMCW高度表 1、测高原理 在等差频FMCW高度表中，保持差频Fb和频段ΔF不变，而调制周期TM是随飞机高度变化的。由于发射信号是调频连续波，而且差频保持不变，故叫等差频FMCW高度表。 由于当飞机高度增加时电波往返传播时间Δt增加，因此需增大调频波的调制周期TM才能保持差频Fb不变。反之，当飞机高度减小时，电波往返传播时间Δt也减小，因此需减小调频波的调制周期。所以这种高度表实际上是用调制周期TM的大小来测量高度的。 二、等差频FMCW高度表（续） 2、发射信号特性 发射频率是线性锯齿波调频的连续波，发射信号的中心频率是4300MHz，频移是123MHz，发射信号的调制周期随飞机高度变化（250us～50ms）。高度