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后，再返回飛機。測高是測量電波往返傳播的時間
Δt。
式中：H —— 飛機離地高度
c —— 電波傳播速度
因此，測高利用無線電的兩個特性：
無線電從地面的反射特性
電波傳播速度是常數(shù)（3×108米/秒）
c
t 2H
高度表分類
• 相位無線電測距
• 時間無線電測距
– 脈沖雷達高度表
• 頻率無線電測距
– 普通調(diào)頻連續(xù)波無線電高度表
– 等差頻調(diào)頻連續(xù)波無線電高度表
普通調(diào)頻連續(xù)波（FMCW）高度表
• 發(fā)射信號是調(diào)頻連續(xù)波，可以用正弦波調(diào)頻
或用三角波調(diào)頻
普通調(diào)頻連續(xù)波（FMCW）高度表測高原理
普通FMCW高度發(fā)射信號
ΔF
普通調(diào)頻連續(xù)波（FMCW）高度表測高原理
普通調(diào)頻連續(xù)波（FMCW）高度表測高原理
• 差頻與高度的關(guān)系
若發(fā)射頻率為，電波從地面返回到接收天線時，相對發(fā)射信號
延時Δt，接收信號頻率= 。這時經(jīng)Δt時間后，發(fā)射頻率變?yōu)?br />
由于三角波的轉(zhuǎn)折點存在，差頻的平均值
因為在調(diào)頻發(fā)射信號中，ΔF、FM是常數(shù)，差頻Fb與飛機真實高度H成正
比。高度越高，差頻越大，因此可用差頻的大小來測量高度。
1
8 M
b t r r
F f f f df t f FF H
dt c
4 1
4
M
M
df F FF
dt T
1 f fr
1 f
t
dt
f df r
2 2 1
2
b
ba m c b c m b c m
f T t f t f F f t F
正弦波調(diào)制的普通調(diào)頻連續(xù)波高度表
1 0 0
1 0
1 1 0
2 1 0
2
2 0
cos
cos
sin
sin
1 cos
2
m m
m
m
m
c c m c
m
m c
f f f t f f
t
dt t t
t t t t t t
f d f f t t
dt
為調(diào)頻波中心頻率， 頻偏， 調(diào)制頻率
反射信號相位變化規(guī)律：
反射頻率為：
可見，反射信號頻率不變，時間滯后
•P372 圖2.5-5
正弦波調(diào)制的普通調(diào)頻連續(xù)波高度表
1 1 1
2 2 2
1 2 2
0 0
sin
sin
2 sin cos
2 2
cos cos
2 2
1 sin
2 2
m
m
m c c
b m
m
c c
c m b m m c c m
b c
b m m
u U
u U
t t t t
t T t t t t t t
f d f t t t
dt
=
若發(fā)射信號電壓表示為：
反射信號電壓：
二者混頻取差頻：
當時，
差頻信號電壓的頻率變化規(guī)律為：
差頻的
0
1 Tm 8 m
ba b
f f dt fF H
T c
平均值：
正弦波調(diào)制的普通調(diào)頻連續(xù)波高度表
• 從相位曲線可知，差頻信號電壓的相位每變化２
π，差頻信號電壓變一個周期，經(jīng)限幅處理可得
到一個電壓脈沖。因此，一個調(diào)制周期內(nèi)差頻信
號電壓所形成的脈沖個數(shù)為：
• 差頻信號的平均頻率實際上是單位時間內(nèi)差頻信
號電壓所形成的脈沖個數(shù)：
min max
0 max min
1 4
2 2
m
m
T m
T b N f dt d d
1
1
ba Tm m Tm
m
f N N F N
T
階梯誤差
• 由于測高的實質(zhì)是測量單位時間內(nèi)差頻信號電壓所形成的
脈沖個數(shù)，再將脈沖數(shù)轉(zhuǎn)換成直流高度電壓或轉(zhuǎn)換成高度
信息。但當飛機高度連續(xù)變化時（升高或降低），差頻信
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導(dǎo)航系統(tǒng)(10)
