1、v一、系統的功用一、系統的功用 v 無線電高度表是現代飛機多種電子設備中的一種，無線電高度表是現代飛機多種電子設備中的一種，用來丈量飛機分開地面的實踐高度，提供預定高度或用來丈量飛機分開地面的實踐高度，提供預定高度或決斷高度決斷高度DH聲音和燈光信號，它是在進近和著陸聲音和燈光信號，它是在進近和著陸過程中保證飛行平安的重要設備。過程中保證飛行平安的重要設備。v 利用無線電高度表可以在復雜的氣候條件下飛行，利用無線電高度表可以在復雜的氣候條件下飛行，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。還可以同其他導航設備，如儀表著陸系統以同其他導航設備，如儀表

2、著陸系統ILS配合完配合完成儀表著陸義務；或同自動著陸系統成儀表著陸義務；或同自動著陸系統ALS系統配系統配合任務，完成或類合任務，完成或類條條件下的全自動著陸。件下的全自動著陸。v二、系統的組成二、系統的組成 v組成組成:通常包括收發機、指示器和收發天線。有些老通常包括收發機、指示器和收發天線。有些老式無線電高度表還有預定高度給定器、濾波器和公用式無線電高度表還有預定高度給定器、濾波器和公用的電源等。的電源等。 現代飛機典型無線電高度表系統的組成，現代飛機典型無線電高度表系統的組成，見以下圖。見以下圖。 現代飛機上的無線電高度表的任現代飛機上的無線電高度表的任務范圍通常是務范圍通常是0-76

3、2m(o0-762m(o一一2500ft)2500ft)或或0600m0600m，稱為低高度無線電高度表，稱為低高度無線電高度表(LRRA)(LRRA)，也有大于，也有大于0 0一一762m762m的，但其的，但其有效任務范圍還是在低高度范圍內，有效任務范圍還是在低高度范圍內，由于它主要用于飛機的進近和著陸。由于它主要用于飛機的進近和著陸。并且要求其輸出的高度信息有高度的并且要求其輸出的高度信息有高度的準確性，以便為自動駕駛儀或自動著準確性，以便為自動駕駛儀或自動著陸系統運用。陸系統運用。一收發機一收發機高頻部分高頻部分:收發機的高頻部分產生高頻振蕩信號和處置收發機的高頻部分產生高頻振蕩信號和

4、處置由地面前往的信號以產生高度信息。高頻部分也包括由地面前往的信號以產生高度信息。高頻部分也包括監控部分，以便監視送到指示電路去的高度信息的有監控部分，以便監視送到指示電路去的高度信息的有效性和準確性。效性和準確性。發射部分發射部分:發射部分包括超高頻振蕩器、調制器和發射發射部分包括超高頻振蕩器、調制器和發射調頻等幅信號的發射機。調頻等幅信號的發射機。 接納部分接納部分:接納部分包括接納前往信號的接納電路、濾接納部分包括接納前往信號的接納電路、濾波放大電路和確定前往信號頻率的計算電路。波放大電路和確定前往信號頻率的計算電路。 二低高度無線電高度表指示器二低高度無線電高度表指示器 高度指示器指示

5、飛機離地面的高度，以便駕駛員在近高度指示器指示飛機離地面的高度，以便駕駛員在近進著陸過程中提供高度信息，以下圖分別為指示器為挪進著陸過程中提供高度信息，以下圖分別為指示器為挪動垂直刻度的和圓形指針式高度指示器。動垂直刻度的和圓形指針式高度指示器。 指示器是一個模擬式儀表，也可以是一個數字式儀表。指示器是一個模擬式儀表，也可以是一個數字式儀表。指示器中又把模擬信號或數字信號變為供駕駛員目視顯指示器中又把模擬信號或數字信號變為供駕駛員目視顯示的線路，也包括有顯示決斷高度示的線路，也包括有顯示決斷高度DHDH和失效警告和失效警告旗線路。旗線路。三接納天線和發射天線三接納天線和發射天線 無線電高度表系

6、統任務時需求二部天線。一部用無線電高度表系統任務時需求二部天線。一部用于發射，一部用于接納。任務于于發射，一部用于接納。任務于4300MHz4300MHz時采用喇叭天時采用喇叭天線，任務于線，任務于444MHz444MHz時采用半波偶極子天線，它們普通時采用半波偶極子天線，它們普通固定于機身腹部或程度安定面下部。固定于機身腹部或程度安定面下部。 v三三 、無線電高度表的任務原理、無線電高度表的任務原理v作用原理作用原理: : 無線電高度表是利用無線電波從飛機到地無線電高度表是利用無線電波從飛機到地面，再由地面前往飛機，丈量其所閱歷的時間而任務的。面，再由地面前往飛機，丈量其所閱歷的時間而任務的

7、。由于無線電波傳播的速度是知的，所以無線電波在某一由于無線電波傳播的速度是知的，所以無線電波在某一時間所經過的間隔是可以計算的。作用原理如以下圖所時間所經過的間隔是可以計算的。作用原理如以下圖所示。示。 計算原理計算原理: :為了丈量無線電波閱歷的時間，無線電高度表將等幅波為了丈量無線電波閱歷的時間，無線電高度表將等幅波調頻在一個固定頻率上，其原理如以下圖所示調頻在一個固定頻率上，其原理如以下圖所示, ,在在 時辰，發射機發時辰，發射機發射一個頻率為射一個頻率為 的信號，此信號向下發射到地面，并在的信號，此信號向下發射到地面，并在 時辰前往而時辰前往而被接納，設在被接納，設在 時辰所接納的前往

8、信號頻率為時辰所接納的前往信號頻率為 。由于調制頻率是固。由于調制頻率是固定的，所以在此時間內頻率添加定的，所以在此時間內頻率添加( (或減少或減少) )，也就是電波閱歷了至地面，也就是電波閱歷了至地面和前往的時間，這個時間差就相當于頻率變化和前往的時間，這個時間差就相當于頻率變化( (即產生差頻即產生差頻 - )- )的時間的時間, , 無線電高度表計算出這個頻率的變化，并產生一個模擬信號無線電高度表計算出這個頻率的變化，并產生一個模擬信號或數字信號，這就代表了飛機分開地面的高度。或數字信號，這就代表了飛機分開地面的高度。 1t1f2t2t2f2f1f無線電高度表收發機主要完成以下三項義務：

9、無線電高度表收發機主要完成以下三項義務：發射一個調頻等幅發射一個調頻等幅(FMCW)(FMCW)信號；信號； 接納反射回來的信號；接納反射回來的信號； 從接納和發射信號中找出不同頻率，確定高度。從接納和發射信號中找出不同頻率，確定高度。 收發機產生一個頻率從收發機產生一個頻率從42504350MHz42504350MHz的調頻于的調頻于100Hz100Hz的調頻等幅的調頻等幅波，如以下圖。頻率從波，如以下圖。頻率從42504350MHz42504350MHz所需發射的時間約為所需發射的時間約為0 0005s005s，在，在這段時間內，有足夠的時間用于無線電高度表系統。無線電波傳播的速這段時間內

10、，有足夠的時間用于無線電高度表系統。無線電波傳播的速度是光的速度，在這段時間內將覆蓋度是光的速度，在這段時間內將覆蓋1498km1498km，也就是，也就是808 n mile808 n mile所以，所以，無線電高度表將指示無線電高度表將指示02500ft(0762m)02500ft(0762m)，足以在，足以在0 0005s005s內，在一個內，在一個地域高度上計算幾百次。地域高度上計算幾百次。 v四、任務概略四、任務概略振蕩器振蕩器: :產生等幅信號，并調頻于產生等幅信號，并調頻于100Hz100Hz低頻。低頻。 耦合器耦合器: :耦合器用來在發射信號中取樣。取樣耦合器用來在發射信號中取

11、樣。取樣的發射信號加于頻率譯碼器上，并與接納信號比的發射信號加于頻率譯碼器上，并與接納信號比較以確定高度。從耦合器出來的調頻等幅信號，較以確定高度。從耦合器出來的調頻等幅信號，在加于發射天線之前須經過隔離器。隔離器的作在加于發射天線之前須經過隔離器。隔離器的作用是防止從天線走漏回來的高頻信號進入發射線用是防止從天線走漏回來的高頻信號進入發射線路。路。跟蹤濾波器跟蹤濾波器: :允許預定的信號經過，濾去不需允許預定的信號經過，濾去不需求的信號，以防止在處置過程中那些多于一次的求的信號，以防止在處置過程中那些多于一次的反射信號。反射信號。頻率譯碼電路頻率譯碼電路: :可以是一個頻率計數器和比較可以是

12、一個頻率計數器和比較線路，用來確定接納信號和發射信號間的不同頻線路，用來確定接納信號和發射信號間的不同頻率；也能夠是一個微處置器線路，以便從不同頻率；也能夠是一個微處置器線路，以便從不同頻率中計算高度，另一方面，計算后的高度信號加率中計算高度，另一方面，計算后的高度信號加于高度變換線路，以便將高度變換成相應的模擬于高度變換線路，以便將高度變換成相應的模擬信號或數字信號。并適當地補償了剩余高度信號或數字信號。并適當地補償了剩余高度(AID)(AID)之后，將高度信息輸出并加于相應的儀表或飛機之后，將高度信息輸出并加于相應的儀表或飛機系統中去。系統中去。 剩余高度：剩余高度： 剩余高度是根據不同飛

13、機的安裝情況選定的，見以下圖，剩余高度是根據不同飛機的安裝情況選定的，見以下圖，它要求無線電高度表在飛機接地時讀數為它要求無線電高度表在飛機接地時讀數為0 0，所以，高度信號，所以，高度信號加于指示器之前，必需將起落架與地面存在的間隔補償掉，以加于指示器之前，必需將起落架與地面存在的間隔補償掉，以及在安裝過程中，由于同軸電纜的長度引起的高度誤差，也必及在安裝過程中，由于同軸電纜的長度引起的高度誤差，也必需在選定剩余高度時給予補償。需在選定剩余高度時給予補償。 剩余高度剩余高度(AID)(AID)表示了飛機加載之前起落架的高度。剩表示了飛機加載之前起落架的高度。剩余高度是在模擬信號加于指示器之前

14、在收發機的計算線路中自余高度是在模擬信號加于指示器之前在收發機的計算線路中自動減去的動減去的( (指某些先進的無線電高度表系統指某些先進的無線電高度表系統) )。 數字高度信息：數字高度信號是一個數字高度信息：數字高度信號是一個3232位的數據字，它提供的高度信息是位的數據字，它提供的高度信息是以二以二- -十進制編碼十進制編碼(BCD)(BCD)二進制編碼的十進制或二進制編碼的十進制或BNRBNR二進制編碼方式輸至指二進制編碼方式輸至指示器的。這兩種方式的示器的。這兩種方式的“位位BitBit的規定，由以下圖闡明。的規定，由以下圖闡明。決斷高度決斷高度DHDH: : 收發機的輸出電壓也用于觸

15、發其他線路，模擬高度信號收發機的輸出電壓也用于觸發其他線路，模擬高度信號還不斷地與高度預先調定的跳閘點相比較。這個跳閘點可用還不斷地與高度預先調定的跳閘點相比較。這個跳閘點可用來開啟來開啟“系上平安帶信號或飛機下降時到達某個預定高度系上平安帶信號或飛機下降時到達某個預定高度時向駕駛員提出告示信號。高度跳閘點也可以由指示器上的時向駕駛員提出告示信號。高度跳閘點也可以由指示器上的決斷高度決斷高度(DH)(DH)燈來顯示。燈來顯示。 決斷高度決斷高度(DH)(DH)和最低決斷高度和最低決斷高度(MDA)(MDA)是由駕駛員選定的。是由駕駛員選定的。在收發機里調定時相對于高度跳閘點。決斷高度對駕駛員來

16、在收發機里調定時相對于高度跳閘點。決斷高度對駕駛員來說是很有價值的高度。由于駕駛員可以用這個點作為著陸程說是很有價值的高度。由于駕駛員可以用這個點作為著陸程序的起點或下降時檢查下降點的高度。序的起點或下降時檢查下降點的高度。v五、氣壓高度和無線電高度五、氣壓高度和無線電高度v一樣點：氣壓高度表和無線電高度表都是用來丈量一樣點：氣壓高度表和無線電高度表都是用來丈量某種航空器本身離地面的高度。某一航空器到達某一某種航空器本身離地面的高度。某一航空器到達某一基準平面的垂直間隔，這就是飛行高度。通常以基準平面的垂直間隔，這就是飛行高度。通常以mm為單為單位，但在英美制的飛機上還運用位，但在英美制的飛機

17、上還運用ft ft為單位。為單位。v不同點：無線電高度表丈量高度是以無線電波在空不同點：無線電高度表丈量高度是以無線電波在空氣中的傳輸為媒介的，它不受大氣條件變化的影響；氣中的傳輸為媒介的，它不受大氣條件變化的影響；而氣壓高度表丈量的高度是以大氣壓力為媒介的，由而氣壓高度表丈量的高度是以大氣壓力為媒介的，由于覆蓋地面的大氣層容易受大氣條件于覆蓋地面的大氣層容易受大氣條件( (如壓力、溫度和如壓力、溫度和濕度等濕度等) )的影響，所以氣壓是經常變化的，如運用氣壓的影響，所以氣壓是經常變化的，如運用氣壓測定高度，必需經過修正才干運用。無線電高度表確測定高度，必需經過修正才干運用。無線電高度表確定的

18、零高度，是以飛行的飛機向下垂直于地平面為基定的零高度，是以飛行的飛機向下垂直于地平面為基準的零高度；而氣壓高度表那么往往以海平面為基準準的零高度；而氣壓高度表那么往往以海平面為基準的零高度，如以下圖中，氣壓高度表指示的零高度，如以下圖中，氣壓高度表指示5590m(18000ft)5590m(18000ft)；而無線電高度表指示那么為；而無線電高度表指示那么為762m(2500ft)762m(2500ft)。 氣壓高度表的氣壓是按照測定的規范大氣氣壓高度表的氣壓是按照測定的規范大氣( (空氣的壓力、密度和溫度空氣的壓力、密度和溫度經計算后獲得的經計算后獲得的) )確定的，它表示了在規范大氣條件下

19、的海平面高度確定的，它表示了在規范大氣條件下的海平面高度( (氣溫氣溫為為+150+150時為時為760mmHg760mmHg，即，即29.2inHg)29.2inHg)。一切飛機的氣壓高度表都必需校正在。一切飛機的氣壓高度表都必需校正在這個規范基準上。這個規范基準上。 在在5590m5590m高度上，校正高度信息的主要目的，在于保證在同一地域，高度上，校正高度信息的主要目的，在于保證在同一地域，區分飛機與飛機間的垂直間隔，見以下圖。區分飛機與飛機間的垂直間隔，見以下圖。 在在5590m5590m以下的高度上，駕駛員可以利用氣壓高度表，以確定某一地以下的高度上，駕駛員可以利用氣壓高度表，以確定

20、某一地域的飛行高度，假設需求在某個機場著陸或起飛，駕駛員就必需將他的高域的飛行高度，假設需求在某個機場著陸或起飛，駕駛員就必需將他的高度表的氣壓刻度調定在該機場的局面氣壓上。機場平面的海拔高度度表的氣壓刻度調定在該機場的局面氣壓上。機場平面的海拔高度( (標高標高) )可以在飛行地圖上找到。可以在飛行地圖上找到。 由此可見，在不同情況下飛行，需求知道幾種不同含義的高度由此可見，在不同情況下飛行，需求知道幾種不同含義的高度:真實高度或實踐高度真實高度或實踐高度:無線電高度是指以地平面為基準的高度，無線電高度是指以地平面為基準的高度，稱為真實高度或實踐高度；稱為真實高度或實踐高度；氣壓高度在規范大

21、氣條件下，有幾種通用的高度氣壓高度在規范大氣條件下，有幾種通用的高度:絕對高度絕對高度:以海平面為基準的高度，稱為絕對高度，在巡航時運以海平面為基準的高度，稱為絕對高度，在巡航時運用；用；相對高度相對高度:以機場平面為基準的高度，稱為相對高度，在著陸起以機場平面為基準的高度，稱為相對高度，在著陸起飛時運用；飛時運用；真實高度真實高度:以飛機正下方地平面為基準的高度，稱為真實高度，以飛機正下方地平面為基準的高度，稱為真實高度，在飛機進場和著陸時運用。在飛機進場和著陸時運用。 無線電高度表的測高原理由于機件型式不同，有調頻等幅式無線電高度表的測高原理由于機件型式不同，有調頻等幅式(FMCW)、恒定

22、差頻、恒定差頻調頻等幅式和脈沖調頻等幅式和脈沖(PULSE)式式3種，但它們的根本原理是一樣的，都是利用無線電波種，但它們的根本原理是一樣的，都是利用無線電波向下發射再從地面反射回來的效應任務的。向下發射再從地面反射回來的效應任務的。一、一、 調頻式無線電高度表調頻式無線電高度表(一一)測高原理測高原理測高原理測高原理:是將高度表的發射頻率以一定的規律是將高度表的發射頻率以一定的規律(固定調制頻率固定調制頻率)隨時間而變化，而發射隨時間而變化，而發射信號的幅度不變。要確定飛機的飛行高度，就必需測定無線電波從飛機發射到地面，信號的幅度不變。要確定飛機的飛行高度，就必需測定無線電波從飛機發射到地面

23、，再由地面反射回來所閱歷的時間再由地面反射回來所閱歷的時間t。在時間。在時間t內無線電波所經過的間隔內無線電波所經過的間隔s，其關系如，其關系如下下:s=ct。(c無線電波傳播的速度無線電波傳播的速度)任務過程：在多數無線電高度表中采用調頻方法。它的任務任務過程：在多數無線電高度表中采用調頻方法。它的任務過程是這樣的：無線電高度表振蕩電路把調頻后的振蕩信號，過程是這樣的：無線電高度表振蕩電路把調頻后的振蕩信號，經過發射天線發射出去，這個振蕩信號經過從飛機到地面，再經過發射天線發射出去，這個振蕩信號經過從飛機到地面，再從地面反射前往到飛機，由接納天線接納。接納的信號從地面反射前往到飛機，由接納天

24、線接納。接納的信號( (即反即反射信號射信號) )送入平衡檢波器送入平衡檢波器( (或混頻器或混頻器) )。與此同時，在平衡檢波。與此同時，在平衡檢波器中，經過收發機中的饋線，從振蕩器直接輸入信號器中，經過收發機中的饋線，從振蕩器直接輸入信號( (即直接即直接信號信號) )也加于平衡檢波器上。也加于平衡檢波器上。 由于振蕩器的頻率是隨時間變化的，而且反射信號的行由于振蕩器的頻率是隨時間變化的，而且反射信號的行程大大超越直接信號的行程，所以在平衡檢波器中，將輸入兩程大大超越直接信號的行程，所以在平衡檢波器中，將輸入兩種不同頻率的信號，一種是反射信號的頻率信號，另一種是直種不同頻率的信號，一種是反

25、射信號的頻率信號，另一種是直接信號的頻率信號。接信號的頻率信號。 由于這兩種信號重疊的結果，就獲得差拍頻率電壓。由于這兩種信號重疊的結果，就獲得差拍頻率電壓。差拍頻率差拍頻率( )( )等于直接信號和反射信號的頻率之差，其值由下式決議：等于直接信號和反射信號的頻率之差，其值由下式決議：式中式中 差拍頻率差拍頻率(Hz)(Hz)；ff調制頻帶寬度調制頻帶寬度(Hz)(Hz)；HH丈量高度丈量高度(m)(m) 調制頻率調制頻率(Hz)(Hz)；cc無線電波傳播速度無線電波傳播速度(km(kms)s)； 從公式中可以看出，差拍頻率是與飛機飛行高度成正比的。其頻率關系從公式中可以看出，差拍頻率是與飛機

26、飛行高度成正比的。其頻率關系見以下圖。見以下圖。 cHfFFMb4bFbFMF( (二二) ) 作用原理作用原理 調頻等幅式無線調頻等幅式無線電高度表電高度表普通由收發機、高度指示普通由收發機、高度指示器、發射天線、接納天線器、發射天線、接納天線和預定高度給定器等組成。和預定高度給定器等組成。其作用原理見右圖。其作用原理見右圖。 電路包括發射電路、接電路包括發射電路、接納電路、高度計算電路、納電路、高度計算電路、指示器閉鎖電路和預定高指示器閉鎖電路和預定高度信號電路等。度信號電路等。發射電路發射電路組成：發射電路是一個調頻發射機，由超高頻振蕩器和調制器組成。組成：發射電路是一個調頻發射機，由超

27、高頻振蕩器和調制器組成。超高頻振蕩器：產生超高頻延續的調頻信號，其頻率變化范圍為超高頻振蕩器：產生超高頻延續的調頻信號，其頻率變化范圍為435.5435.5一一452.5MHz452.5MHz，調制頻率為，調制頻率為70Hz70Hz。此信號分兩路輸出，一路由發射。此信號分兩路輸出，一路由發射天線發射出去，經地面反射再被接納天線接納，并送入接納放大電路天線發射出去，經地面反射再被接納天線接納，并送入接納放大電路構成反射信號；一路直接輸給接納電路作為直接信號。構成反射信號；一路直接輸給接納電路作為直接信號。調制器：包括音頻振蕩器和音頻功率放大器，它產生并輸出具有一調制器：包括音頻振蕩器和音頻功率放

28、大器，它產生并輸出具有一定功率的音頻信號去驅動調頻電動機，帶動超高頻振蕩器電路中的可定功率的音頻信號去驅動調頻電動機，帶動超高頻振蕩器電路中的可變電容器的動片，使其在超高頻振蕩器的腔體內旋轉，完成頻率調制變電容器的動片，使其在超高頻振蕩器的腔體內旋轉，完成頻率調制造用。造用。接納放大電路接納放大電路組成組成: :接納放大電路由平衡檢波器接納放大電路由平衡檢波器( (混頻器混頻器) )和低頻放大器組成。和低頻放大器組成。平衡檢波器平衡檢波器: :反射信號和直接信號在平衡檢波器中混頻后，得到差頻反射信號和直接信號在平衡檢波器中混頻后，得到差頻電壓，如前所述，這個差頻信號是正比于飛行高度的。電壓，如

29、前所述，這個差頻信號是正比于飛行高度的。低頻放大器低頻放大器: :差頻電壓經低頻放大器放大后，獲得一定的幅度，并加差頻電壓經低頻放大器放大后，獲得一定的幅度，并加于高度計算電路和高度指示器閉鎖電路的輸入端。于高度計算電路和高度指示器閉鎖電路的輸入端。 高度計算電路高度計算電路組成組成:高度計算電路由限幅器、計算器和直流電壓放大器等組成。高度計算電路由限幅器、計算器和直流電壓放大器等組成。功能功能:它的義務是將差頻電壓變成直流電壓。由于差頻電壓的頻率是它的義務是將差頻電壓變成直流電壓。由于差頻電壓的頻率是隨飛行高度的變化而變化的，所以，高度計算電路輸出的直流電壓是隨飛行高度的變化而變化的，所以，

30、高度計算電路輸出的直流電壓是與飛行高度成正比的。這一電壓加到高度指示器時，指示器就可指示與飛行高度成正比的。這一電壓加到高度指示器時，指示器就可指示出飛機的飛行高度。出飛機的飛行高度。限幅器：用來對差頻電壓進展限幅，使計算器計算的結果不受差頻限幅器：用來對差頻電壓進展限幅，使計算器計算的結果不受差頻電壓振幅的影響；電壓振幅的影響； 計算器：用來將差頻的高低變成直流電壓的大小；計算器：用來將差頻的高低變成直流電壓的大小； 直流電壓放大器：用來對計算器輸出的直流電壓進展放大，并把它直流電壓放大器：用來對計算器輸出的直流電壓進展放大，并把它變成直流電流，供指示器指示。變成直流電流，供指示器指示。指示

31、器閉鎖電路：高度指示器的閉鎖電路用來當反射信號微弱時，指示器閉鎖電路：高度指示器的閉鎖電路用來當反射信號微弱時，即飛行高度超越即飛行高度超越600m時，用以消除高度指示器的錯誤指示和預定高時，用以消除高度指示器的錯誤指示和預定高度的錯誤信號。度的錯誤信號。 預定電路預定電路 當飛機的飛行高度降至預定高度轉換開關所指的高度當飛機的飛行高度降至預定高度轉換開關所指的高度(50(50，100m100m等等) )時，預定高度信號電路將發出燈光信號和音響信號。這時，預定高度信號電路將發出燈光信號和音響信號。這個電路由兩個電壓控制：預定高度轉換開關來的電壓和從直流放個電路由兩個電壓控制：預定高度轉換開關來

32、的電壓和從直流放大器來的電壓相比較，當這兩個電壓數值相等時，預定高度信號大器來的電壓相比較，當這兩個電壓數值相等時，預定高度信號電路的繼電器任務，這時在駕駛員的耳機中可以聽到電路的繼電器任務，這時在駕駛員的耳機中可以聽到310s310s，400Hz400Hz延續的音頻信號，同時，預定高度的警告燈亮，當飛機在延續的音頻信號，同時，預定高度的警告燈亮，當飛機在低于預定高度上飛行時，預定高度信號燈不斷是燃亮的。低于預定高度上飛行時，預定高度信號燈不斷是燃亮的。v三、恒定差頻調頻式無線電高度三、恒定差頻調頻式無線電高度v一恒定差頻調頻式測高原理一恒定差頻調頻式測高原理v 恒定差頻調頻式無線電高度表運用

33、跟蹤原理，在測恒定差頻調頻式無線電高度表運用跟蹤原理，在測高范圍內將信號轉換為恒定差頻，而在轉換過程中高范圍內將信號轉換為恒定差頻，而在轉換過程中(調調制行程繼續時間內制行程繼續時間內)提取高度信號。其作用原理如以下提取高度信號。其作用原理如以下圖。圖。 鋸齒波調頻的超高頻信鋸齒波調頻的超高頻信號，由發射機出發經高頻頭號，由發射機出發經高頻頭到發射天線向地面發射，同到發射天線向地面發射，同時，部分功率時，部分功率( (直接信號直接信號) )經經功率分配器進入高頻頭中的功率分配器進入高頻頭中的混頻器，并與從地面反射回混頻器，并與從地面反射回來的信號反射信號相混來的信號反射信號相混頻，構成差頻信號

34、頻，構成差頻信號 。bF差頻信號差頻信號 與高頻信號閱歷的時間與高頻信號閱歷的時間 和調制參數成比例，即：和調制參數成比例，即：式中式中 = =差頻；差頻； 高頻信號閱歷的時間；高頻信號閱歷的時間； 調制范圍頻帶；調制范圍頻帶； 調制行程繼續時間；調制行程繼續時間； 剩余高度；剩余高度； 實踐高度；實踐高度； 延遲線當量高度。延遲線當量高度。 在恒定差頻式無線電高度表中，差頻堅持不變。恒定差頻由穩在恒定差頻式無線電高度表中，差頻堅持不變。恒定差頻由穩定環路保證。穩定環路包括發射機、高頻頭定環路保證。穩定環路包括發射機、高頻頭( (含混頻器含混頻器) )、差頻放大、差頻放大器、鑒頻器、積分器、指

35、數變換電路和調制器構成環路。器、鑒頻器、積分器、指數變換電路和調制器構成環路。bFMbTfFcHHHBHT)( 20fMT0HTHBHH bF( (二二) )作用原理作用原理差頻跟蹤差頻跟蹤( (測高過程測高過程) )：從混頻器：從混頻器( (在高頻頭中在高頻頭中) )輸出的輸出的差頻信號差頻信號 ，由差頻放大器放大，放大后差頻信號的，由差頻放大器放大，放大后差頻信號的頻率進入鑒頻器與鑒頻器中的基準頻率頻率進入鑒頻器與鑒頻器中的基準頻率 相比較，假相比較，假設設 ，那么鑒頻器將輸出一個誤差信號，這個誤，那么鑒頻器將輸出一個誤差信號，這個誤差信號加于頻率穩定環路的積分器上，然后再進入指差信號加于

36、頻率穩定環路的積分器上，然后再進入指數變換器，再到調制器，使調制器構成一個進入發射數變換器，再到調制器，使調制器構成一個進入發射機的調制電壓，這個調制電壓的任務行程機的調制電壓，這個調制電壓的任務行程( (繼續時間內繼續時間內) )最終使誤差信號消逝等于零。即最終使誤差信號消逝等于零。即 ，這，這時時 。式中的調制電壓任務行程繼續時間。式中的調制電壓任務行程繼續時間與丈量高度成比例。與丈量高度成比例。 bF0F0bFF0bFFMbTfF00)(2cFHHHfTBHTM為了減小調制電壓任務行程繼續時間內提取高度信息時調制頻帶為了減小調制電壓任務行程繼續時間內提取高度信息時調制頻帶 不穩定產不穩定

37、產生的誤差，在高度表中采用兩個高質量的諧振腔，一個調在頻率生的誤差，在高度表中采用兩個高質量的諧振腔，一個調在頻率 ，一個調，一個調在頻率在頻率 ，以諧振腔的頻率差，以諧振腔的頻率差 - - 來保證調制頻率在規范頻帶來保證調制頻率在規范頻帶 上，如以上，如以下圖所示。當發射頻率到達或近似諧振回路頻率時，在諧振腔的輸出端產生下圖所示。當發射頻率到達或近似諧振回路頻率時，在諧振腔的輸出端產生一個為構成丈量間隔的信號進入調制器，這時，前式中的一個為構成丈量間隔的信號進入調制器，這時，前式中的 可用替代可用替代 ，得丈量間隔繼續時間的表達式：得丈量間隔繼續時間的表達式： 式中式中 為無線電高度表常數。

38、為無線電高度表常數。 為符合零高度丈量間隔繼續時間；為符合零高度丈量間隔繼續時間； 為符合瞬間高度丈量間隔的繼續時間。堅持等式為符合瞬間高度丈量間隔的繼續時間。堅持等式 為一常數，同為一常數，同時固定的調制頻率規范帶恒定不變，這樣就保證了丈量間隔的繼續時間與不時固定的調制頻率規范帶恒定不變，這樣就保證了丈量間隔的繼續時間與不穩定要素無關。穩定要素無關。f1f2f2f1f3ff3f00)(2cFHHHfTBHTM00()PBTBHTKHHHTT02cFfKPB)(00BHTPBHHHKTTPBTHKT 0bFF搜索過程：搜索過程： 在接通無線電高度表之初，能夠沒有差頻信號輸入差頻放在接通無線電高

39、度表之初，能夠沒有差頻信號輸入差頻放大器，這時由搜索和截獲電路完成搜索和截獲。搜索時，積分大器，這時由搜索和截獲電路完成搜索和截獲。搜索時，積分器構成一個進入指數變換器的電壓送到調制器，使調制器改動器構成一個進入指數變換器的電壓送到調制器，使調制器改動調制電壓的任務行程繼續時間，直到差頻頻率進入差頻放大器調制電壓的任務行程繼續時間，直到差頻頻率進入差頻放大器的通帶截獲內的繼續時間為止。這時差頻信號的振幅高于的通帶截獲內的繼續時間為止。這時差頻信號的振幅高于截獲界限，搜索停頓轉入丈量跟蹤形狀。同時可以延續不斷檢截獲界限，搜索停頓轉入丈量跟蹤形狀。同時可以延續不斷檢查高度表的任務形狀。有效信號的出

40、現和解除決議于無線電高查高度表的任務形狀。有效信號的出現和解除決議于無線電高度表的任務才干。度表的任務才干。 三、三、 脈沖式無線電高度表脈沖式無線電高度表一丈量原理一丈量原理脈沖式無線電高度表的測高原理：發射天線輻射的無線脈沖式無線電高度表的測高原理：發射天線輻射的無線電高頻脈沖信號向地面方向傳輸，無線電波的能量的電高頻脈沖信號向地面方向傳輸，無線電波的能量的一部分被地面吸收，一部分被分散，一部分連同雜波一部分被地面吸收，一部分被分散，一部分連同雜波反射回來被接納天線接納。被接納的高頻脈沖信號經反射回來被接納天線接納。被接納的高頻脈沖信號經放大和檢波后，加于高度丈量線路。高度丈量線路本放大和

41、檢波后，加于高度丈量線路。高度丈量線路本身構成一種搜索脈沖。這種脈沖將在時間上與地面反身構成一種搜索脈沖。這種脈沖將在時間上與地面反射信號重合。這時，電子跟蹤線路搜索并截獲反射信射信號重合。這時，電子跟蹤線路搜索并截獲反射信號，自動地將搜索脈沖堅持在與反射信號重合的位置號，自動地將搜索脈沖堅持在與反射信號重合的位置上。上。 脈沖式無線電高度表的任務，就在于丈量高頻發射脈沖式無線電高度表的任務，就在于丈量高頻發射脈沖與地面反射脈沖之間的時間間隔。發射脈沖與反脈沖與地面反射脈沖之間的時間間隔。發射脈沖與反射脈沖的時間間隔與被測高度成比例。由于在該波長射脈沖的時間間隔與被測高度成比例。由于在該波長和

42、所丈量的高度范圍內，無線電波的傳播速度可以以和所丈量的高度范圍內，無線電波的傳播速度可以以為是不變的，并等于光的傳播速度，所以丈量高度為是不變的，并等于光的傳播速度，所以丈量高度H H，可按以下公式算出：可按以下公式算出： 式中式中HH丈量的高度；丈量的高度； C C無線電波傳播的速度；無線電波傳播的速度； t t所丈量的時間間隔。所丈量的時間間隔。2CtH ( (二二) )脈沖式無線電高度表作用原理脈沖式無線電高度表作用原理組成：脈沖式無線電高度表組成：脈沖式無線電高度表(PB18)(PB18)，普通由收發，普通由收發機，丈量組件，天線，指針式指示器，十進制數碼指機，丈量組件，天線，指針式指

43、示器，十進制數碼指示器，控制盒等組成。收發機里有發射機和接納機的示器，控制盒等組成。收發機里有發射機和接納機的高頻部分。在丈量組件里有中頻放大器，電子跟蹤器，高頻部分。在丈量組件里有中頻放大器，電子跟蹤器，脈沖傳感器、脈沖計數器和檢查部件。脈沖傳感器、脈沖計數器和檢查部件。作用原理：脈沖式無線電高度表的作用原理，見以下作用原理：脈沖式無線電高度表的作用原理，見以下圖。圖。任務形狀：無線電高度表有三種任務形狀，即搜索形狀任務形狀：無線電高度表有三種任務形狀，即搜索形狀( (對反射對反射脈沖脈沖) )，測高形狀，測高形狀( (即跟蹤形狀即跟蹤形狀) )，檢查形狀。以下分別闡明搜索，檢查形狀。以下分

44、別闡明搜索和測高形狀的任務情況。和測高形狀的任務情況。搜索形狀：搜索形狀電壓圖如以下圖所示。搜索形狀：搜索形狀電壓圖如以下圖所示。測高形狀：搜索形狀電壓圖如以下圖所示。測高形狀：搜索形狀電壓圖如以下圖所示。 四四 、無線電高度表的剩余高度、無線電高度表的剩余高度 無線電高度表的剩余高度，即飛機在停放時，接無線電高度表的剩余高度，即飛機在停放時，接通無線電高度表時，其指示器應只是在零高度位置。通無線電高度表時，其指示器應只是在零高度位置。然而，在這種情況下，由于發射信號沿著饋線傳輸，然而，在這種情況下，由于發射信號沿著饋線傳輸，并經空間，由發射天線傳播到地面，再前往至接納天并經空間，由發射天線傳

45、播到地面，再前往至接納天線，因此，產生了直接信號與反射信號的某些行程初線，因此，產生了直接信號與反射信號的某些行程初差。這樣，對于不同類型的飛機，根據無線電高度表差。這樣，對于不同類型的飛機，根據無線電高度表安裝位置的不同，其剩余高度也各有不同，剩余高度安裝位置的不同，其剩余高度也各有不同，剩余高度可按列線圖以下圖或按下式確定：可按列線圖以下圖或按下式確定： 式中式中 剩余高度剩余高度M M； 接納和發射饋線總長度接納和發射饋線總長度m m； 發射天線到地面和由地面到接納天線的發射天線到地面和由地面到接納天線的最短間隔最短間隔m m( (此時此時 飛機停放在地面上飛機停放在地面上) )005

46、. 076. 0DLA0AL0D 無線電高度表有各種不同的類型，它們的測高方法及調制方無線電高度表有各種不同的類型，它們的測高方法及調制方式等也各不一樣，目前較多運用是普通調頻延續波式的無線電測式等也各不一樣，目前較多運用是普通調頻延續波式的無線電測高原理。現就高原理。現就860F-4860F-4型無線電高度表進展簡單的分析闡明。型無線電高度表進展簡單的分析闡明。一一 、系統的組成及測高原理、系統的組成及測高原理 860F4 860F4型無線電高度表是美國型無線電高度表是美國70807080年代的產品，由美國年代的產品，由美國柯林斯公司消費。整機采用集成電路、印刷電路板和微處置器，柯林斯公司消

47、費。整機采用集成電路、印刷電路板和微處置器，因此體積小、分量輕，運用壽命長，可靠性高。因此體積小、分量輕，運用壽命長，可靠性高。860F4860F4型無線型無線電高度表是屬于低高度無線電高度表，主要是由收發機、高度表電高度表是屬于低高度無線電高度表，主要是由收發機、高度表指示器和收發機天線等組成，其高度信息還送入指示器和收發機天線等組成，其高度信息還送入ADIADI姿態指引儀。姿態指引儀。第三節第三節 典型的無線電高度表典型的無線電高度表( (一一) ) 收發機收發機功能：用來丈量飛機離地面的實踐高度，它發射和接功能：用來丈量飛機離地面的實踐高度，它發射和接納從地面前往的信號，并給予計算和處置

48、。納從地面前往的信號，并給予計算和處置。任務原理：收發機產生并輸出中心頻率為任務原理：收發機產生并輸出中心頻率為4300MHz4300MHz的調的調頻等幅頻等幅(FMCW)(FMCW)信號；接納機接納反射回來的信號，并信號；接納機接納反射回來的信號，并與發射頻率比較，產生相當于實踐飛行高度的差頻信與發射頻率比較，產生相當于實踐飛行高度的差頻信號，此信號由收發機的二個微型計算機處置。一個微號，此信號由收發機的二個微型計算機處置。一個微型計算機完成高度信息的處置，并輸出模擬的和數字型計算機完成高度信息的處置，并輸出模擬的和數字的高度信號；另一個完成對系統任務的監控作用。收的高度信號；另一個完成對系

49、統任務的監控作用。收發機的高度信息也提供應自動駕駛儀和其他飛行控制發機的高度信息也提供應自動駕駛儀和其他飛行控制系統。系統。任務形狀：收發機設有自檢安裝，在收發機的面板上任務形狀：收發機設有自檢安裝，在收發機的面板上有一個有一個“測試形狀按鈕燈，系統正常任務時按鈕測試形狀按鈕燈，系統正常任務時按鈕燈不亮，當按壓按鈕燈時，收發機進展自檢，如收發燈不亮，當按壓按鈕燈時，收發機進展自檢，如收發機任務正常，機任務正常，“測試形狀燈測試形狀燈( (按鈕燈按鈕燈) )亮，并使高亮，并使高度指示器的指針指到度指示器的指針指到40ft(12.2m)40ft(12.2m)。電源：收發機運用電源：收發機運用115

50、v115v，400Hz400Hz的單向交流電。的單向交流電。( (二二) ) 天線天線 無線電高度表的天線有二個，一個用于發射，一個無線電高度表的天線有二個，一個用于發射，一個用于接納高頻電能。用于接納高頻電能。( (三三) ) 高度指示器高度指示器 無線電高度表指示器指示的高度范圍從無線電高度表指示器指示的高度范圍從-20-202500ft2500ft。從指示器上可以看出系統的任務形狀，也就。從指示器上可以看出系統的任務形狀，也就是系統在實驗時，其指針指到相應的基準點上的數值是系統在實驗時，其指針指到相應的基準點上的數值( (波音波音737737型飛機為型飛機為40ft40ft上上) )。指

51、示器的刻度從一指示器的刻度從一20500ft20500ft是線性的，是線性的，5002500ft5002500ft是對數的。是對數的。 指針遮罩在某種情況下指針遮罩在某種情況下( (如超越丈量范圍時如超越丈量范圍時) )隱蔽隱蔽高度指針，警告旗的出現闡明指示的高度無效。高度指針，警告旗的出現闡明指示的高度無效。 決斷高度決斷高度(DH)(DH)游標游標( (三角標志三角標志) )由決斷高度控制旋由決斷高度控制旋鈕控制，將游標放在預定的基準高度上，就調定了預鈕控制，將游標放在預定的基準高度上，就調定了預定高度。定高度。 自檢開關用來引發整個系統、指示器和收發機的自檢開關用來引發整個系統、指示器和

52、收發機的實驗。實驗。指示器的任務情況：從收發機輸出的信號，使指示器的指針指到相應高度指示器的任務情況：從收發機輸出的信號，使指示器的指針指到相應高度值的刻度上，如丈量高度超越值的刻度上，如丈量高度超越2500ft2500ft，指示器指針將隱藏在指針遮罩后面。，指示器指針將隱藏在指針遮罩后面。決斷高度決斷高度(DH)(DH)或最低決斷高度或最低決斷高度(MDA)(MDA)是由決斷高度控制旋鈕，旋轉指示器是由決斷高度控制旋鈕，旋轉指示器中的游標沿指示器周圍調定的，當丈量的高度等于或低于決斷高度時，駕駛中的游標沿指示器周圍調定的，當丈量的高度等于或低于決斷高度時，駕駛員儀表板上的警告燈亮。員儀表板上

53、的警告燈亮。 監控器在指示器中用來監控收發機和指示器任務線路的有效性，當任監控器在指示器中用來監控收發機和指示器任務線路的有效性，當任一部分失效時，出現警告旗，指針也將隱藏在指針遮罩后面。當封鎖無線電一部分失效時，出現警告旗，指針也將隱藏在指針遮罩后面。當封鎖無線電高度表電源或系統在測試中，警告旗也將在指示器上出現。系統測試完好，高度表電源或系統在測試中，警告旗也將在指示器上出現。系統測試完好，指示器指示指示器指示40ft40ft，同時出現警告旗。指示器見以下圖。，同時出現警告旗。指示器見以下圖。電源：指示器運用電源：指示器運用115V115V，400Hz400Hz交流和交流和30V30V直流

54、。指示器指示燈需直流。指示器指示燈需5V5V，400Hz400Hz交流電。交流電。( (四四) ) 姿態指引儀姿態指引儀(ADI)(ADI)中的跑道升起標志中的跑道升起標志 姿態指引儀姿態指引儀ADIADI中的跑道升起標志用于飛機在起飛中的跑道升起標志用于飛機在起飛和著陸階段中向駕駛員提供代表飛機同跑道中心線二和著陸階段中向駕駛員提供代表飛機同跑道中心線二者空間位置的關系。者空間位置的關系。 跑道標志的程度位移由儀表著陸系統跑道標志的程度位移由儀表著陸系統ILSILS中的航向中的航向偏移信號控制，垂直位移由無線電高度表測得的高度偏移信號控制，垂直位移由無線電高度表測得的高度信號挪動。信號挪動。

55、 跑道標志只需在甚高頻導航跑道標志只需在甚高頻導航(VHF NAV)(VHF NAV)系統波道上系統波道上任務，并調到儀表著陸系統頻率上時，才干看到，并任務，并調到儀表著陸系統頻率上時，才干看到，并且在且在200ft200ft無線電高度上，有航向信息的指引下，航向無線電高度上，有航向信息的指引下，航向刻度上才有跑道標志顯示。當飛機進近下降到刻度上才有跑道標志顯示。當飛機進近下降到200ft200ft以以下時，跑道標志垂直上升，相當于飛機高于跑道的高下時，跑道標志垂直上升，相當于飛機高于跑道的高度。接地時，跑道標志必需在固定飛機標志的下線。度。接地時，跑道標志必需在固定飛機標志的下線。如以下圖所

56、示。如以下圖所示。 ( (五五) ) 系統測高原理系統測高原理 系統發射一個等幅變化的調頻信號系統發射一個等幅變化的調頻信號(FM)(FM)，在接納時，在接納時，為地面往返閱歷的時間所滯后，它同部分發射信號相為地面往返閱歷的時間所滯后，它同部分發射信號相混合，產生差頻，這個差頻相當于飛機離地的高度。混合，產生差頻，這個差頻相當于飛機離地的高度。 發射信號的頻率為發射信號的頻率為4300MHz4300MHzAMHz(AMHz(柯林斯的柯林斯的A A為為50MHz50MHz；本迪克斯的；本迪克斯的A A為為70MHz)70MHz)。設在。設在 時間內向地面時間內向地面發射的頻率為發射的頻率為 ，在

57、接納機混頻器接納的反射信號的，在接納機混頻器接納的反射信號的時間為時間為 ，那么，在，那么，在 時間內，發射頻率添加到一時間內，發射頻率添加到一個新的頻率個新的頻率 。在。在 時辰時時辰時 和和 在混頻器中混頻，在混頻器中混頻，在其輸出端的頻率差為在其輸出端的頻率差為 ，它相當于當時的飛行高度，它相當于當時的飛行高度，經過適當處置，這個頻率差變為直流電壓，并送到內經過適當處置，這個頻率差變為直流電壓，并送到內部其他系統上。其作用原理如以下圖所示。部其他系統上。其作用原理如以下圖所示。 1F2t21tt1t1F2F2t2Ff二、電路任務原理二、電路任務原理 收發機線路任務原理，見以下圖。收發機線

58、路任務原理，見以下圖。 收發機由三角收發機由三角波產生器，高頻振蕩器，高頻發射機，混頻器，噪聲波產生器，高頻振蕩器，高頻發射機，混頻器，噪聲限制器，信號監視器，高度處置器，監控處置器，比限制器，信號監視器，高度處置器，監控處置器，比較器，跳閘線路，相互關擾監測器和電流監控器等線較器，跳閘線路，相互關擾監測器和電流監控器等線路組成。路組成。 ( (一一) ) 發射信號發射信號( (低于低于2500ft2500ft高度高度) ) 當收發機接通電源，發射機就開場向發射天線當收發機接通電源，發射機就開場向發射天線發送高頻信號。發射信號頻率調制于發送高頻信號。發射信號頻率調制于100Hz,100Hz,于于42504350MHz42504350MHz之間調頻，頻帶寬度為之間調頻，頻帶寬度為100MHz100MHz。( (二二) ) 接納信號接納信號( (低于低于2500ft2500ft高度高度) ) 發射信號從地面反射回來，經混頻器提供相當發射信號從地面反射回來，經混頻器