无线电高度表
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中国民航大学 CAUC
7.3 典型无线电高度表
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。
Fb
4FFM c
H
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
收/发机组件
高度指示器
中国民航大学 CAUC
7.1 组成与概况
中国民航大学 CAUC
7.2 测高原理
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。
t 2H c
式中：H —— 飞机离地高度 c —— 电波传播速度
Fb
4FFM c
H
Fb '
ຫໍສະໝຸດ Baidu
4FFM c
H TM
4FH c
H
c 4F
Fb
'
HN
c 4F
N
H
N 1
c 4F
N
1
h c 4F
中国民航大学 CAUC
7.3 典型无线电高度表
放大器：宽带放大器，增益随差频频率增加而增大，补 偿由于高度增加而引起的接收信号幅度减小。 限幅器：差频信号电压上下限幅形成技术脉冲
中国民航大学 CAUC
7.1 组成与概况
用来测量飞机离开 地面的实际高度， 提供预定高度和决 断高度的声音和灯 光信号。它是在进 近着陆过程中保证 飞行安全的重要设
备。配合ILS完成着
陆任务。系统的范 围是－20到2500英 尺。
低高度无线电高度表LRRA--Low Range Radio Altimeter
第七章 无线电高度表
7.1 组成与概况 7.2 测高原理 7.3 典型无线电高度表
中国民航大学 CAUC
7.1 组成与概况
1. 概述 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，并接收回波以测定飞机到地面的 高度。
按测量范围分 按测量方法分
大高度表 〉30000FT 小高度表 LRRA 脉冲测距原理 频率测距原理
普通FMCW高度表原理块图
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7.3 典型无线电高度表
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
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7.3 典型无线电高度表
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。 t1时刻，发射频率为f1，经反射在t2时刻被接收。 Δt =t2-t1就是电波往返传播的时间 t2时刻，发射频率为f2, 即在t2-t1时间内，发射频率从f1到f2,从而可 用Fb= f2-f1来测量高度
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7.3 典型无线电高度表
差频与高度的关系 若发射频率为 f1 ，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 f r= f（1 不变）。这时经Δt时间
后，发射频率变为
f2
fr
df dt
t
1
df dt
F 2
1 4
TM
2FFM
因为在调频发射信号中，ΔF、FM是常数，差频Fb与飞机真实高
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7.1 组成与概况
民航上应用的是 LRRA，配合ILS完成着陆任务。 指示随地形而变，与地面的覆盖层大气条件无关。 几个高度概念
中国民航大学 CAUC
7.1 组成与概况
2.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。
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7.3 典型无线电高度表
普通FMCW高度表阶梯误差
测高的实质是测量单位时间内差频信号电压所形成的脉冲个数，再将 脉冲数转换成直流高度电压或高度信息。但当飞机高度连续变化时，差 频信号电压所形成的脉冲个数只能一个一个跳变（脉冲个数不能为小 数），因而出现测高误差。
阶梯误差：一个调制周期内，一个脉冲（差频）所代表的高度
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。
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7.3 典型无线电高度表
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）
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7.1 组成与概况
3、地面对电波的反射的类型： 镜面反射 散射（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，接收不到地 面反射信号
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7.1 组成与概况
4.工作频率：
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。
Fb
ft
fr
f1
df dt
t
fr
4FFM c
H
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7.3 典型无线电高度表
例如，发射信号的调制频率为100Hz，频移为100MHz，则：
Fb
4 100 10 6 100 3 10 8
H
133 H
(Hz/米)
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。
4300MHz（c波段）
使用较高频率，使地面成漫反射。
5. 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 频率无线电测距系统
等差频FMCW高度表 频率无线电测距系统
脉冲式高度表
脉冲测距系统
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7.1 组成与概况
6. 无线电高度表的组成
发射天线 接收天线
宽波束（20～40°）方向性天线
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）
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7.1 组成与概况
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7.3 典型无线电高度表
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
7.3 典型无线电高度表
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。
Fb
4FFM c
H
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
收/发机组件
高度指示器
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7.1 组成与概况
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7.2 测高原理
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。
t 2H c
式中：H —— 飞机离地高度 c —— 电波传播速度
Fb
4FFM c
H
Fb '
ຫໍສະໝຸດ Baidu
4FFM c
H TM
4FH c
H
c 4F
Fb
'
HN
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N
H
N 1
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N
1
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7.3 典型无线电高度表
放大器：宽带放大器，增益随差频频率增加而增大，补 偿由于高度增加而引起的接收信号幅度减小。 限幅器：差频信号电压上下限幅形成技术脉冲
中国民航大学 CAUC
7.1 组成与概况
用来测量飞机离开 地面的实际高度， 提供预定高度和决 断高度的声音和灯 光信号。它是在进 近着陆过程中保证 飞行安全的重要设
备。配合ILS完成着
陆任务。系统的范 围是－20到2500英 尺。
低高度无线电高度表LRRA--Low Range Radio Altimeter
第七章 无线电高度表
7.1 组成与概况 7.2 测高原理 7.3 典型无线电高度表
中国民航大学 CAUC
7.1 组成与概况
1. 概述 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，并接收回波以测定飞机到地面的 高度。
按测量范围分 按测量方法分
大高度表 〉30000FT 小高度表 LRRA 脉冲测距原理 频率测距原理
普通FMCW高度表原理块图
中国民航大学 CAUC
7.3 典型无线电高度表
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
中国民航大学 CAUC
7.3 典型无线电高度表
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。 t1时刻，发射频率为f1，经反射在t2时刻被接收。 Δt =t2-t1就是电波往返传播的时间 t2时刻，发射频率为f2, 即在t2-t1时间内，发射频率从f1到f2,从而可 用Fb= f2-f1来测量高度
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7.3 典型无线电高度表
差频与高度的关系 若发射频率为 f1 ，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 f r= f（1 不变）。这时经Δt时间
后，发射频率变为
f2
fr
df dt
t
1
df dt
F 2
1 4
TM
2FFM
因为在调频发射信号中，ΔF、FM是常数，差频Fb与飞机真实高
中国民航大学 CAUC
7.1 组成与概况
民航上应用的是 LRRA，配合ILS完成着陆任务。 指示随地形而变，与地面的覆盖层大气条件无关。 几个高度概念
中国民航大学 CAUC
7.1 组成与概况
2.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。
中国民航大学 CAUC
7.3 典型无线电高度表
普通FMCW高度表阶梯误差
测高的实质是测量单位时间内差频信号电压所形成的脉冲个数，再将 脉冲数转换成直流高度电压或高度信息。但当飞机高度连续变化时，差 频信号电压所形成的脉冲个数只能一个一个跳变（脉冲个数不能为小 数），因而出现测高误差。
阶梯误差：一个调制周期内，一个脉冲（差频）所代表的高度
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。
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7.3 典型无线电高度表
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）
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7.1 组成与概况
3、地面对电波的反射的类型： 镜面反射 散射（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，接收不到地 面反射信号
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7.1 组成与概况
4.工作频率：
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。
Fb
ft
fr
f1
df dt
t
fr
4FFM c
H
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7.3 典型无线电高度表
例如，发射信号的调制频率为100Hz，频移为100MHz，则：
Fb
4 100 10 6 100 3 10 8
H
133 H
(Hz/米)
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。
4300MHz（c波段）
使用较高频率，使地面成漫反射。
5. 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 频率无线电测距系统
等差频FMCW高度表 频率无线电测距系统
脉冲式高度表
脉冲测距系统
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7.1 组成与概况
6. 无线电高度表的组成
发射天线 接收天线
宽波束（20～40°）方向性天线
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）
中国民航大学 CAUC
7.1 组成与概况
中国民航大学 CAUC
7.3 典型无线电高度表
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