民机通信导航与雷达 第八章 测距机.ppt

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1、第八章测距机本章学习要点①了解测距机系统；②理解测距机基本工作原理；③理解询问信号的产生原理；④理解应答信号的接收与处理原理；⑤理解距离计算原理；⑥了解一些新型测距机；课时分配4学时本章主要内容第一节测距机系统第二节基本工作原理第三节询问信号的产生第四节应答信号的接收与处理第五节距离计算原理第六节应用微处理器的新型测距机第一节测距机系统测距机是在第二次世界大战期间开始发展起来的脉冲二次雷达系统。机载测距机和地面测距信标台配合工作，可连续地向飞行员提供飞机到测距台的实时距离信息。测距机系统的工作方式和空中交通管制雷达信标系统（ATCRBS）具有某些相似之处,以

2、空地设备之间的问答方式工作，采用工作在1000MHz左右的Ｌ波段脉冲射频信号。机载测距机通过测量脉冲的往返延迟时间，计算出飞机到测距台之间的视线距离，这种测量距离的原理是和气象雷达相似的。一、测距机的功用民用:测距机用于测量飞机与地面测距信标台之间的斜距ρ-θ定位ρ-ρ或ρ-ρ-ρ定位DME使用方案：DME/DME、DME/VOR、DME/ILS、VORTAC军用:军用塔康（TACAN）系统是可以同时向飞机提供距离和方位信息的Ｌ波段近程导航系统。二、测距机系统的工作概况（一）工作方式测距机系统是通过询问应答方式来测量距离的。询问频率范围为1025—1150M

3、Hz，地面测距台的应答频率范围为962—1213MHz。（二）机载测距机的询问测距机所产生的询问脉冲信号的重复频率是变化的。搜索状态:40——150对/s；跟踪状态:10——30次之间。（三）测距信标台的内容询问应答与断续发射:测距信标台在接收到询问信号后，经过50的延迟，便产生相应的应答信号发射，以供机载测距机计算距离，这就是询问应答信号。用接收机噪声来触发发射机产生脉冲对信号发射的方法，使测距台发射机在询问飞机很少的情况下也维持规定的发射重复频率，以使测距机系统正常发挥其功能。由于噪声所触发的脉冲信号是断续的，可以把测距信标台的这种发射脉冲称为断续发射脉

4、冲，或者称为噪声填充脉冲。应答抑制：所谓抑制，是指测距信标台在接收到一次询问脉冲后，使信标接收机抑制一段时间，抑制的时间一般为60μs，特殊情况下可达150μs。测距信标台的识别信号：信标台以莫尔斯电码发射三个字母的识别信号。识别信号由点、划组成，点持续0.1-0.125s，划持续0.3-0.375ｓ。三、机载设备机载测距机系统由测距机（询问器）、天线、显示器和控制盒（控制盒是和甚高频控制盒共用的）等组成的，见下图。飞机上通常装备两套相同的测距机。四、信号与技术参数（一）频率及XY波道在962—1213MHz范围中，共有252个测距波道，波道间隔为1MHz。

5、询问频率：1025—1150MHz；回答频率：962—1213MHz；XY波道：采用的脉冲对的时间间隔有两种，分别称为Ｘ波道和Ｙ波道。频率安排:在1025——1150MHz范围中，波道间隔为1MHz，共可安排126个询问频率。采用X、Y的波道安排，则共有252个应答波道，分别称为1Ｘ—126Ｘ和1Ｙ—126Ｙ波道。测距机与甚高频导航系统的频率配对关系：测距机的200个波道与VOR和ILS的频率配对甚高频导航频率波道分配DME信道编号DME询问DME应答108.00VOR17X1041978108.05VOR17Y10411104108.10ILS18X104

6、2979…………………………112.30VOR70X10941157112.35VOR70Y10941031（二）脉冲波形测距机的射频脉冲波形为钟形、见下图。采用钟形脉冲可压缩信号频谱宽度，减少邻道干扰，脉冲参数为：上升时间：下降时间：脉冲宽度：脉冲对之间的间隔误差为正负0.5。第二节基本工作原理一、信号产生与处理工程测距机的电路可以分成发射电路、接收电路和距离计算电路三个基本组成部分，分别用于完成产生射频脉冲询问信号、接收处理应答信号和进行距离计算三项基本任务。二、距离测量与状态转换测距机在进入正常的距离测量状态，跟踪飞机距离的变化提供距离读数之前，需经历

7、自动等待、搜索、预跟踪等进程。在距离测量过程中，同样也会因信号状态的变化进入记忆或者回到搜索状态。所以，测距机的实际工作状态可能是上述自动等待、搜索、预跟踪、跟踪或者记忆状态中的一种。三、应答识别——闪频原理概念：所谓闪频，就是在测距机中设法使询问脉冲信号的重复频率围绕一个平均值随机颤抖而不是固定不变。功能：让测距机从测距台的众多的应答信号中识别出对自己询问的应答信号来。第三节询问信号的产生一、发射电路的组成典型测距机的发射电路由触发脉冲产生及转换电路、编码电路、频率合成电路、调制器和功率放大器等组成，见图二、颤抖脉冲的产生原理（一）单结晶体管的基本概念单结

8、晶体管（UJT）是一种具有负阻特性的半导体器件，常被