无线电频率导航系统

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1、第3章无线电频率导航系统可与导航参量相联系的频率有：载波频率调制频率脉冲重复频率信号的差拍频率多普勒频率可与这些频率相联系的导航参量：距离、距离差速度、角度等参量电信号的频率导航参量无线电频率导航系统目前应用比较广泛的频率导航系统3.1频率式无线电高度表3.2多普勒导航系统无线电频率导航系统高度表气压式高度表无线电高度表低高度表高高度表频率调制脉冲调制3.1频率式无线电高度表无线电频率导航系统>频率式无线电高度表3.1.1频率测高（距）原理3.1.2直接调频式高度表3.1.3跟踪式高度表3.1频率式无线电高度表无线电

2、频率导航系统>频率式无线电高度表3.1.1频率测高（距）原理频率测高通常利用调频发射信号与反射信号之间的差拍频率进行距离测量无线电频率导航系统>频率式无线电高度表>频率测高（距）原理频率测距设备的工作示意图调频式测距原理示意图差频fb=f2-f1与传播时间τ=b-a有关无线电频率导航系统>频率式无线电高度表>频率测高（距）原理τ=2d/c载体与反射体的距离3.1.1频率测高（距）原理3.1.2直接调频式高度表3.1.3跟踪式高度表3.1频率式无线电高度表无线电频率导航系统>频率式无线电高度表>直接调频式高度表一、工作

3、原理无线电频率导航系统>频率式无线电高度表>直接调频式高度表>工作原理调制信号：VΩ=VmΩcosΩt被调制信号：Vω0=Vmcosω0t调频信号：比直达信号在时间上滞后τ＝2H/c反射信号：令直达与反射信号的合成信号V=Vl＋V2＝Vmcos（ω0t+φ）直达与反射信号的合成信号V=Vl＋V2＝Vmcos（ω0t+φ）无线电频率导航系统>频率式无线电高度表>直接调频式高度表>工作原理合成信号的包络和相位均受反射信号中φ2的影响，即都隐含有高度信息。思路：合成信号接收机的幅度检波器包络波形高度信息无线电频率导航系统>

4、频率式无线电高度表>直接调频式高度表>工作原理将包络表达式写为反射信号的强度远远小于发射信号的强度，即V1m>>V2m幂级数展开忽略高次项将φ1、φ2的表达式代入：无线电频率导航系统>频率式无线电高度表>直接调频式高度表>工作原理令包络的初相位φ0和相位分量的幅度φm中，均含有高度H的信息设：t′＝t－τ/2Vm是合成信号的包络，将合成信号V=Vmcos(ω0t+φ)送入接收机中的差拍检波器最大相对频偏ξVm是合成信号的包络，将合成信号V=Vmcos(ω0t+φ)送入接收机中的差拍检波器无线电频率导航系统>频率式无线

5、电高度表>直接调频式高度表>工作原理在检波器的输出端第一想法：从e2的相位信息φ0中得到高度比较方便，但由于没有基准相位进行比对，很难提取高度信息。实际情况：只能从其包络频率中提取高度信息，并以脉冲计数的方式得到高度值。最大相对频偏ξ无线电频率导航系统>频率式无线电高度表>直接调频式高度表>工作原理高度一定时，初相不影响信号的变化剔除初相φ0携带的信息信号相位取决于高度所影响的φm在一个调制周期内，相位起伏越大，则检波器输出端信号的变化越快，即过零点越多。每一个过零点都可以通过脉冲整形或限幅的方法得到标准脉冲，从而用

6、于计数。若假设奇数过零点为脉冲的开始，偶数过零点为脉冲的结束。在一个调制周期Tm内，φm引起的相位变化范围是2φm无线电频率导航系统>频率式无线电高度表>直接调频式高度表>工作原理又已知：因为：脉冲数（最大相对频偏ξ为己知值）为：每秒钟的平均脉冲数为：由此可以得到：二、性能分析1.临界高度与阶梯误差2.最小可测高度3.最大可测高度无线电频率导航系统>频率式无线电高度表>直接调频式高度表>性能分析无线电频率导航系统>频率式无线电高度表>直接调频式高度表>性能分析高度是以计量脉冲数目来得到的又因为飞行高度的准确度为：在一

7、个低频调制周期Tm内，出现一个脉冲量的变化时（N=1），飞行高度的变化所以所以脉冲计数测量高度的方法，决定了高度的显示是阶梯式的。若运载体的高度变化不超过hcτ时，高度表的显示不变化由此引入的测量误差称为阶梯误差，其值为±hcτ，同时称hcτ为临界高度。1.临界高度与阶梯误差因为1.临界高度与阶梯误差减小阶梯误差可以采取两种措施：其一，尽可能提高工作频率，即降低工作波长λ0；其二，尽可能增加最大频率偏移Δfm。减小阶梯误差是以使线路复杂化为代价的，且受到各种条件的制约，并且这种误差是由高度测量方法引入的原理性误差，因

8、而只能减小，无法彻底消除。无线电频率导航系统>频率式无线电高度表>直接调频式高度表>性能分析2.最小可测高度由于测量飞行高度的准确度不会超过±hcτ，即在0~2hcτ的高度范围内，不可能准确给出飞行的高度，因此最小可测高度为2hcτ。无线电频率导航系统>频率式无线电高度表>直接调频式高度表>性能分析3.最大可测高度无线电频率导航系统>频率式无线