飞行器控制 测高方法

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。
原理图3
原理图6
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Δ t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
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）。高度越高，调制周期越长，保持差频等于 25KHz不变（选定差频为25KHz）
高度H（Δt）与调制周期TM的关系
1 AID [ P K (ct c r )] 2
三、影响LRRA性能的因素（续）
2、发射机对接收机泄漏信号的影响
因此，发射功率不能太大，通常小于0.5瓦，接收机灵敏度不能太高，
这就限制了无线高度表的测高范围
三、影响LRRA性能的因素（续）
3、多路径发射干扰 多路径反射的弱信号也会被放大，而产生虚假的高度指示
三、影响LRRA性能的因素（续）
三、影响LRRA性能的因素（续）
5、飞机在倾斜、俯仰时能测到真实高度
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
、 典型 无线电高度 表的组成
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
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Δ t。 2H
(二)无线电高度表
1、简单工作原理
利用电波的等速传播和反射特性来测量高度。
公式：H真 =ct/2 2、测量高度：真高
无线电测高
• 利用电波的等速传播和反射特性来测量高 度。 • 公式：H真 =ct/2
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• 目前使用的无线电高度表有调频式和脉冲 式两种类型。前者发射机发射的是调频式 无线电波,电波的频率随时间周期性地变化, 因此接收机所接收的两束电波时间差,直接 转换成信号的频率差,测量频率差,即可得到 真实高度。而后者发射机发射的是离散脉 冲,需要测量发射脉冲与反射脉冲之间的时 间差。
普通FMCW高度表原理块图
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Δ F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Δ t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Δ t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。
减小多路干扰的方法是： 如等差频FMCW高度表，搜索要从零高度向高高度搜索，保证跟踪 最先到的一次反射信号，就锁定到这个正确高度上（最短距离）。 在普通FMCW高度表中，使用跟踪滤波器（频谱滤波器），跟踪最 低差频，可滤除多路径反射信号产生的差频。
4、多设备安装 干扰：系统1可能接到系统2的信号 系统2 可能接到系统1的信号 解决：天线对之间有间隔 使用不同的调制频率 调制信号频率相位相反
t c
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）
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
•
在高度小于1000米的情况下,无线电高度 表的准确度优于气压式高度表,因此,在飞机 起飞、进场着陆阶段,大部采用无线电高度 测量飞机的离地高度。新设计的无线电高 度表除指示被测高度外,还具有警戒高度的 报警信号(声、光报警)和故障警告旗。
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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
三、影响LRRA性能的因素
• 1、飞机安装延时（AID）校正
飞机停在地面上时，地面反射信号相对发射信号令产生传播延时， 这个延时所产生的高度叫安装延时高度，它决定于收发电缆长度， 收发天线之间距离和飞机停在地面上天线离地高度。安装延时产生 的高度可由下式计算：
• •
式中： P——当飞机在地面上时，发射天线和接收天线到地面的总的最小长度。