民機(jī)通信導(dǎo)航與雷達(dá)第十章無(wú)線電高度表.ppt

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1、本章學(xué)習(xí)要點(diǎn)①理解無(wú)線電高度表組成與工作概況；②理解測(cè)高的原理；③了解典型的無(wú)線電高度表；課時(shí)分配2學(xué)時(shí)第十章無(wú)線電高度表本章主要內(nèi)容第一節(jié)組成與工作概況第二節(jié)測(cè)高原理第三節(jié)典型的無(wú)線電高度表一、系統(tǒng)的功用無(wú)線電高度表是現(xiàn)代飛機(jī)多種電子設(shè)備中的一種，用來(lái)測(cè)量飛機(jī)離開地面的實(shí)際高度，提供預(yù)定高度或決斷高度（DH）聲音和燈光信號(hào)，它是在進(jìn)近和著陸過(guò)程中保證飛行安全的重要設(shè)備。利用無(wú)線電高度表可以在復(fù)雜的氣象條件下飛行，穿云下降，以及在能見度很低的情況下著陸等。還可以同其他導(dǎo)航設(shè)備，如儀表著陸系統(tǒng)（ILS）配合完成儀表著陸任務(wù)；或同自動(dòng)著陸系統(tǒng)（AL

2、S系統(tǒng)）配合工作，完成或類《國(guó)際民航組織規(guī)定的著陸條件》條件下的全自動(dòng)著陸。第一節(jié)組成與工作概況二、系統(tǒng)的組成組成:通常包括收發(fā)機(jī)、指示器和收發(fā)天線。有些老式無(wú)線電高度表還有預(yù)定高度給定器、濾波器和專用的電源等?，F(xiàn)代飛機(jī)典型無(wú)線電高度表系統(tǒng)的組成，見下圖?，F(xiàn)代飛機(jī)上的無(wú)線電高度表的工作范圍通常是0-762m(o一2500ft)或0—600m，稱為低高度無(wú)線電高度表(LRRA)，也有大于0一762m的，但其有效工作范圍還是在低高度范圍內(nèi)，因?yàn)樗饕糜陲w機(jī)的進(jìn)近和著陸。并且要求其輸出的高度信息有高度的準(zhǔn)確性，以便為自動(dòng)駕駛儀或自動(dòng)著陸系統(tǒng)使用。（

3、一）收發(fā)機(jī)高頻部分:收發(fā)機(jī)的高頻部分產(chǎn)生高頻振蕩信號(hào)和處理由地面返回的信號(hào)以產(chǎn)生高度信息。高頻部分也包括監(jiān)控部分，以便監(jiān)視送到指示電路去的高度信息的有效性和準(zhǔn)確性。發(fā)射部分:發(fā)射部分包括超高頻振蕩器、調(diào)制器和發(fā)射調(diào)頻等幅信號(hào)的發(fā)射機(jī)。接收部分:接收部分包括接收返回信號(hào)的接收電路、濾波放大電路和確定返回信號(hào)頻率的計(jì)算電路。（二）低高度無(wú)線電高度表指示器高度指示器指示飛機(jī)離地面的高度，以便駕駛員在近進(jìn)著陸過(guò)程中提供高度信息，下圖分別為指示器為移動(dòng)垂直刻度的和圓形指針式高度指示器。指示器是一個(gè)模擬式儀表，也可以是一個(gè)數(shù)字式儀表。指示器中又把模擬信號(hào)或

4、數(shù)字信號(hào)變?yōu)楣{駛員目視顯示的線路，也包括有顯示決斷高度（DH）和失效警告旗線路。（三）接收天線和發(fā)射天線無(wú)線電高度表系統(tǒng)工作時(shí)需要二部天線。一部用于發(fā)射，一部用于接收。工作于4300MHz時(shí)采用喇叭天線，工作于444MHz時(shí)采用半波偶極子天線，它們一般固定于機(jī)身腹部或水平安定面下部。三、無(wú)線電高度表的工作原理作用原理:無(wú)線電高度表是利用無(wú)線電波從飛機(jī)到地面，再由地面返回飛機(jī)，測(cè)量其所經(jīng)歷的時(shí)間而工作的。因?yàn)闊o(wú)線電波傳播的速度是已知的，所以無(wú)線電波在某一時(shí)間所經(jīng)過(guò)的距離是可以計(jì)算的。作用原理如下圖所示。計(jì)算原理:為了測(cè)量無(wú)線電波經(jīng)歷的時(shí)間，無(wú)線

5、電高度表將等幅波調(diào)頻在一個(gè)固定頻率上，其原理如下圖所示,在時(shí)刻，發(fā)射機(jī)發(fā)射一個(gè)頻率為的信號(hào)，此信號(hào)向下發(fā)射到地面，并在時(shí)刻返回而被接收，設(shè)在時(shí)刻所接收的返回信號(hào)頻率為。因?yàn)檎{(diào)制頻率是固定的，所以在此時(shí)間內(nèi)頻率增加(或減少)，也就是電波經(jīng)歷了至地面和返回的時(shí)間，這個(gè)時(shí)間差就相當(dāng)于頻率變化(即產(chǎn)生差頻＝-)的時(shí)間,無(wú)線電高度表計(jì)算出這個(gè)頻率的變化，并產(chǎn)生一個(gè)模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)，這就代表了飛機(jī)離開地面的高度。無(wú)線電高度表收發(fā)機(jī)主要完成以下三項(xiàng)任務(wù)：發(fā)射一個(gè)調(diào)頻等幅(FMCW)信號(hào)；接收反射回來(lái)的信號(hào)；從接收和發(fā)射信號(hào)中找出不同頻率，確定高度。收發(fā)機(jī)產(chǎn)

6、生一個(gè)頻率從4250—4350MHz的調(diào)頻于100Hz的調(diào)頻等幅波，如下圖。頻率從4250—4350MHz所需發(fā)射的時(shí)間約為0．005s，在這段時(shí)間內(nèi)，有足夠的時(shí)間用于無(wú)線電高度表系統(tǒng)。無(wú)線電波傳播的速度是光的速度，在這段時(shí)間內(nèi)將覆蓋1498km，也就是808nmile．所以，無(wú)線電高度表將指示0—2500ft(0—762m)，足以在0．005s內(nèi)，在一個(gè)地區(qū)高度上計(jì)算幾百次。四、工作概況振蕩器:產(chǎn)生等幅信號(hào)，并調(diào)頻于100Hz低頻。耦合器:耦合器用來(lái)在發(fā)射信號(hào)中取樣。取樣的發(fā)射信號(hào)加于頻率譯碼器上，并與接收信號(hào)比較以確定高度。從耦合器出來(lái)的調(diào)

7、頻等幅信號(hào)，在加于發(fā)射天線之前須經(jīng)過(guò)隔離器。隔離器的作用是防止從天線泄漏回來(lái)的高頻信號(hào)進(jìn)入發(fā)射線路。跟蹤濾波器:允許預(yù)定的信號(hào)通過(guò)，濾去不需要的信號(hào)，以防止在處理過(guò)程中那些多于一次的反射信號(hào)。頻率譯碼電路:可以是一個(gè)頻率計(jì)數(shù)器和比較線路，用來(lái)確定接收信號(hào)和發(fā)射信號(hào)間的不同頻率；也可能是一個(gè)微處理器線路，以便從不同頻率中計(jì)算高度，另一方面，計(jì)算后的高度信號(hào)加于高度變換線路，以便將高度變換成相應(yīng)的模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)。并適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)償了剩余高度(AID)之后，將高度信息輸出并加于相應(yīng)的儀表或飛機(jī)系統(tǒng)中去。剩余高度：剩余高度是根據(jù)不同飛機(jī)的安裝情況選定的，

8、見下圖，它要求無(wú)線電高度表在飛機(jī)接地時(shí)讀數(shù)為0，所以，高度信號(hào)加于指示器之前，必須將起落架與地面存在的距離補(bǔ)償?shù)?，以及在安裝過(guò)程中，由于同軸電纜的長(zhǎng)度