调频无线电高度表体制分析
概述
无线电高度表能在各种气候条件下精确测量飞行体离地或海面的实际高度, 它广泛应用航空、航天等领域。如飞机的进场着陆时提供实时高度,军用飞机对 地轰炸攻击、导弹超低空飞行、巡航弹的地形匹配等等都需无线电高度表b ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, (3)
式中A = CT比,当恒定后系数A为常数,公式(3)为一元线性函数。根 4 F
据此公式,只要测出差拍频率的值再乘上系数 A就可计算出飞机飞行高度。
无线电高度表最早采用的是恒定调制频率体制,至今仍被广泛应用。在美国, 调频无线电高度表基本上均采用此体制, 美国Bendix公司生产的ALAl51A是此 体制中较为典型的产品,。
恒定调制周期体制简介
a测高公式简单,因此在高度计算时较别的体制方便,可简化线路。
b不需要搜索电路,不存在其它体制存在抓“假零点”的缺点。
c差拍信号频率与高度成线性关系,高度越高,差拍信号频率越高。
d根据上一条的结论可知测高范围越大,差拍信号频率变化范围越大,需要差 拍信号放大器的带宽就越宽。
e 常量A受Tm和A F稳定度的影响较大,这两项参数的变化直接影响了 A的恒
定,也就是直接影响了测高精度。
f 要提高无线电高度表测高精度,A需要保持不变,由于Tm频率低,稳定度容 易做得很高,但是AF稳定就很难,一般需要“自动频偏校正电路”来保持 AF的 恒定,增加了无线电高度表的复杂性。
g 常量A的大小决定了高度与差拍频率的变化梯度,也就是说 A越小,差拍频 率随高度变化速率越大,对提高测高精度有利。例如,当 AF=123MHz, Tm= ms时A = m/KHz。也就是高度变化1m时,差拍信号频率变化 。
早期的无线电高度表的 AF仅为17MHz , Tm = s ,这时A = m/KHz , 高度变化1m时,。
上述分析是把发射信号频谱单一化得出的, 实际上差拍信号频谱要复杂得多,例如 在三角波调制的起始上升点和下降点差拍信号相位会发生突变, 这两处的信号频率 就明显有偏低的趋势,
有些文章中称这两点处为“零差拍点”,在信号处理时要加以特别处理。
恒定调制周期体制存在的问题
由于恒定调制周期具有以上特点,因此在实际应用中会存在以下一些问题:
® 测高范围受低频放大器带宽的限制
差拍信号频率是随高度增加而线性增加, 当测高范围较大时,差拍信号频率变化也
很大。无线电高度表为了有较好的测高精度, A值取得较小,例如 ala -51a型
无线电高度表, m/KHz ,无线电高度表的测高范围为0m—760m, 剩余高度为5m,则差拍信号频率范围至少为 —200KHz。如果测高高度 进一步提高,差拍信号的频率就会更高。这么宽的频率范围在信号处理时是很困难 的。众所周知,接收放大器的噪声系数与放大器的带宽成正比, 噪声系数变大会严
重影响接收机的灵敏度。另外,差拍信号频率范围变宽后还会降低无线电高度表在 低高度及高高度的测高精度。此体制无线电高度表测高高度一般在 2500英尺
(760m以下,要提高测高高度通常处理的办法有两种:一种是把 Tm值取得较大
或把4F值取得较
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