飞行器控制 测高方法.ppt

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1、(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/22、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。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

2、。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。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

3、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）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。原理图3原理图65.1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

4、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、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

5、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的关系三、影响LRRA性能的因素1、飞机安装延时（AID）校正飞机停在

6、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。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，

7、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三、影响LRRA性能的因素（续）