飛行器控制測(cè)高方法

1、( (二二) )無線電高度表無線電高度表 1、簡(jiǎn)單工作原理簡(jiǎn)單工作原理 利用電波的等速傳播和反射特性來測(cè)量高度。利用電波的等速傳播和反射特性來測(cè)量高度。 公式：公式：H真真 =ct/2 2、測(cè)量高度：、測(cè)量高度：真高真高無線電測(cè)高 利用電波的等速傳播和反射特性來測(cè)量高度。 公式：H真 =ct/2 目前使用的無線電高度表有調(diào)頻式和脈沖式兩種類型。前者發(fā)射機(jī)發(fā)射的是調(diào)頻式無線電波,電波的頻率隨時(shí)間周期性地變化,因此接收機(jī)所接收的兩束電波時(shí)間差,直接轉(zhuǎn)換成信號(hào)的頻率差,測(cè)量頻率差,即可得到真實(shí)高度。而后者發(fā)射機(jī)發(fā)射的是離散脈沖,需要測(cè)量發(fā)射脈沖與反射脈沖之間的時(shí)間差。 在高度小于1000米的情況下,

2、無線電高度表的準(zhǔn)確度優(yōu)于氣壓式高度表,因此,在飛機(jī)起飛、進(jìn)場(chǎng)著陸階段,大部采用無線電高度測(cè)量飛機(jī)的離地高度。新設(shè)計(jì)的無線電高度表除指示被測(cè)高度外,還具有警戒高度的報(bào)警信號(hào)(聲、光報(bào)警)和故障警告旗。 無線電高度表是一種測(cè)距導(dǎo)航設(shè)備，利用普通雷達(dá)工作原理，以地面為反射體在飛機(jī)上發(fā)射電波，并接受回波以測(cè)定飛機(jī)到地面的高度。 按測(cè)量范圍分 大高度表 30000FT 小高度表 LRRA 按 測(cè)量方法分 脈沖測(cè)距原理 頻率測(cè)距原理5.1無線電高度表無線電高度表系統(tǒng)概況 1 1、 功用功用測(cè)量飛機(jī)相對(duì)地面的真實(shí)高度或叫垂直高度測(cè)高范圍為-202500英尺，屬于低高度無線高度表主要用于飛機(jī)和起飛階段。5.1

3、無線電高度表系統(tǒng)概況無線電高度表系統(tǒng)概況2 2、無線電高度表的測(cè)高基礎(chǔ)：測(cè)高原理：LRRA天線向地面發(fā)射無線電波，經(jīng)地面反射后，再返回飛機(jī)。測(cè)高是測(cè)量電波往返傳播的時(shí)間t。式中：H 飛機(jī)離地高度 c 電波傳播速度因此，測(cè)高利用無線電的兩個(gè)特性： 無線電從地面的反射特性 電波傳播速度是常數(shù) （3108米/秒）cHt25.1無線電高度表系統(tǒng)概況無線電高度表系統(tǒng)概況3 3、地面對(duì)電波的反射的類型、地面對(duì)電波的反射的類型： 鏡面反射 散射（叫漫反射）。 漫反射的條件：地面不平度波長(zhǎng)因此，無線電高度表應(yīng)使地面成漫反射，而不是用鏡面反射。若地面為鏡面反射時(shí)，飛機(jī)傾斜或俯仰時(shí)，接受不到地面反射信號(hào)5.1無線

4、電高度表系統(tǒng)概況無線電高度表系統(tǒng)概況 4、工作頻率：4300MHz（c波段） 使用較高頻率，使地面成漫反射。原理圖3原理圖65.1無線電高度表系統(tǒng)概況無線電高度表系統(tǒng)概況5 5、無線電高度表的類型、無線電高度表的類型根據(jù)測(cè)量電波傳播時(shí)間t的方法不同，可分為： 普通FMCW高度表 屬于頻率無線電測(cè)距系統(tǒng) 等差頻FMCW高度表 脈沖式高度表 屬于脈沖測(cè)距系統(tǒng)5.1無線電高度表系統(tǒng)概況無線電高度表系統(tǒng)概況 6、無線電高度表的組成、無線電高度表的組成LRRA系統(tǒng)包括：發(fā)射天線 寬波束（2040）方向性天線接收天線收/發(fā)機(jī)組件高度指示器、典型無線電高度表的組成 一、調(diào)頻連續(xù)波（一、調(diào)頻連續(xù)波（FMCW）

5、高度表）高度表 調(diào)制器產(chǎn)生一個(gè)對(duì)稱的三角波線性調(diào)制電壓，對(duì)發(fā)射機(jī)進(jìn)行調(diào)頻，發(fā)射波是三角波線性調(diào)頻的連續(xù)波普通FMCW高度表原理塊圖 二、二、等差頻等差頻FMCW高度表高度表 1、測(cè)高原理 在等差頻FMCW高度表中，保持差頻Fb和頻段F不變，而調(diào)制周期TM是隨飛機(jī)高度變化的。由于發(fā)射信號(hào)是調(diào)頻連續(xù)波，而且差頻保持不變，故叫等差頻FMCW高度表。 由于當(dāng)飛機(jī)高度增加時(shí)電波往返傳播時(shí)間t增加，因此需增大調(diào)頻波的調(diào)制周期TM才能保持差頻Fb不變。反之，當(dāng)飛機(jī)高度減小時(shí)，電波往返傳播時(shí)間t也減小，因此需減小調(diào)頻波的調(diào)制周期。所以這種高度表實(shí)際上是用調(diào)制周期TM的大小來測(cè)量高度的。二、二、等差頻等差頻FM

6、CW高度表（續(xù)）高度表（續(xù)） 2 2、發(fā)射信號(hào)特性、發(fā)射信號(hào)特性 發(fā)射頻率是線性鋸齒波調(diào)頻的連續(xù)波，發(fā)射信號(hào)的中心頻率是4300MHz，頻移是123MHz，發(fā)射信號(hào)的調(diào)制周期隨飛機(jī)高度變化（250us50ms）。高度越高，調(diào)制周期越長(zhǎng)，保持差頻等于25KHz不變（選定差頻為25KHz） 高度H（t）與調(diào)制周期TM的關(guān)系 三、影響、影響LRRA性能的因素性能的因素 1、飛機(jī)安裝延時(shí)（、飛機(jī)安裝延時(shí)（AID）校正）校正 飛機(jī)停在地面上時(shí)，地面反射信號(hào)相對(duì)發(fā)射信號(hào)令產(chǎn)生傳播延時(shí)，這個(gè)延時(shí)所產(chǎn)生的高度叫安裝延時(shí)高度，它決定于收發(fā)電纜長(zhǎng)度，收發(fā)天線之間距離和飛機(jī)停在地面上天線離地高度。安裝延時(shí)產(chǎn)生的高度

7、可由下式計(jì)算：式中：P當(dāng)飛機(jī)在地面上時(shí)，發(fā)射天線和接收天線到地面的總的最小長(zhǎng)度。)(21rtccKPAID三、影響、影響LRRA性能的因素（續(xù)）性能的因素（續(xù)）2、發(fā)射機(jī)對(duì)接收機(jī)泄漏信號(hào)的影響 因此，發(fā)射功率不能太大，通常小于0.5瓦，接收機(jī)靈敏度不能太高，這就限制了無線高度表的測(cè)高范圍 三、影響、影響LRRA性能的因素（續(xù)）性能的因素（續(xù)）3、多路徑發(fā)射干擾多路徑反射的弱信號(hào)也會(huì)被放大，而產(chǎn)生虛假的高度指示 減小多路干擾的方法是：如等差頻FMCW高度表，搜索要從零高度向高高度搜索，保證跟蹤最先到的一次反射信號(hào)，就鎖定到這個(gè)正確高度上（最短距離）。在普通FMCW高度表中，使用跟蹤濾波器（頻譜濾波器），跟蹤最低差頻，可濾除多路徑反射信號(hào)產(chǎn)生的差頻。4、多設(shè)備安裝干擾：系統(tǒng)1可能接到系統(tǒng)2的信號(hào) 系統(tǒng)2 可能接到系統(tǒng)