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號電壓所形成的脈沖個數只能一個一個的跳變（脈沖不能
為小數），因而出現測高誤差。
• 階梯誤差是指在一個調制周期內，一個脈沖（差頻）所代
表的高度，即：
• 從上式可知，增加頻移，在高度不變的情況，頻率刻度增
大，即一個脈沖代表的高度減小，階梯誤差減小。
• P372 圖2.5-6
8
h c
F
減小階梯誤差的方法
• 調幅調頻法(AM/FM)
在電路設計上,設法使Δf周期性擺動,即對調制信號電
壓首先用一個比Fm更低的頻率FT進行調幅,再調頻,發
射信號頻率為:
差頻信號相位為:
差頻信號的平均頻率為:
單位時間內差頻信號電壓所產生的脈沖數可寫為:
單位時間內差頻信號電壓所產生的脈沖數按FT而不是Fm
階跳(P373圖2.5-7）
f1 f0 f 1 mcosT t cosmt
0 1 cos cos b T m m t t
1
ba TT T TT
T
f N F N
T
1
1
ba Tm m Tm T TT
m
N f N F N F N
T
二次調頻法
• 對調制三角波的斜率進行周期地擺動，先
用一個比調制頻率Fm低3~5倍的低頻信號
FT對調制信號調頻，再用此信號對發射載波
進行調頻。
• 單位時間內差頻信號電壓所產生的脈沖數
按FT而不是Fm階跳，可減小階梯誤差。
等差頻FMCW高度表
1、測高原理
• 在等差頻FMCW高度表中，保持差頻Fb和頻段ΔF不
變，而調制周期TM是隨飛機高度變化的。由于發射
信號是調頻連續波，而且差頻保持不變，故叫等差
頻FMCW高度表。
• 由于當飛機高度增加時電波往返傳播時間Δt增加，
因此需增大調頻波的調制周期TM才能保持差頻Fb不
變。反之，當飛機高度減小時，電波往返傳播時間
Δt也減小，因此需減小調頻波的調制周期。所以這
種高度表實際上是用調制周期TM的大小來測量高度
的。
等差頻FMCW高度表
2、發射信號特性
發射頻率是線性鋸齒波調頻的連續波，發射信號的中心頻率
是4300MHz，頻移是123MHz，發射信號的調制周期隨飛機高度
變化（250us～50ms）。高度越高，調制周期越長，保持差頻
等于25KHz不變（選定差頻為25KHz）
高度H（Δt）與調制周期TM的關系
等差頻FMCW高度表
• 在某一時刻如果發射頻率是f1，當電波到地面再反射回到
接收機，此時發射頻已變為f2，兩者的差頻Fb= f2- f1。
• 對鋸齒波調頻信號來說，差頻
• 式中， 為調頻信號頻率變化率， 為電波從飛機到
地面再反射到飛機往返傳播時間。
• 所以：
• 為了保持差頻Fb不變，調制周期TM必須隨飛機高度增加而
增加。
t
T
F F
M
b
M T
F
C
t 2H
H
CT
F
C
H
T
F F
M M
b
2 2
等差頻
FMCW高度
表方塊圖
跟蹤鑒別器工作特性
等差頻FMCW高度表
等差頻FMCW高度表有二種工作狀態，即搜索狀態和跟
蹤狀態。
1、搜索狀態
當收發機所測得的差頻偏離25KHz較遠時，系統
處于搜索狀態。此時積分器輸出一個變化的電壓，
經指數變換器變換后，使調制鋸齒波的周期由小到
大變化著。由于調制鋸齒波的周期由小到大變
化，調頻發射信號的頻率由快到慢變化，所測差頻
頻率也隨之改變，當差頻接近25KHz時，系統就進
入跟蹤狀態。
2、跟蹤狀態
當飛機保持一定高度飛行時，收發機所測
得的差頻保持25KHz，跟蹤鑒別器輸出的誤差
信號為零。積分器輸出不變，調制鋸齒波周
期不變，高度處理器輸出的高度電壓不變。
當飛機高度升高時，電波往返傳播時間Δt增
大，差頻頻率Fb( )高于25KHz，此時跟
蹤鑒別器輸出一個正的誤差電壓，加到積分
器，使鋸齒波控制電壓增加，調制鋸齒波周
期增長，調頻波的頻率變化率（ ）減小，
差頻頻率減小。直到差頻加到25KHz。這時高
度處理器輸出的高度電壓也增加。同理，當
飛機高度下降時，調制鋸齒波的周期減小，
高度電壓也減小。
t
T
F
M
M T
F
脈沖式高度表
發射信號：
PRF=8KHZ(125μS)
脈寬：60 μs
頻率：4300MHZ
P377圖2.5-11
脈沖式高度表原理圖
脈沖式高度表
• 跟蹤狀態
• 搜索狀態
• P379圖2.5-13
三、影響LRRA性能的因素
• 1、飛機安裝延時（AID）校正
飛機停在地面上時，地面反射信號相對發射信號令產生傳播延
時，這個延時所產生的高度叫安裝延時高度，它決定于收發電纜
長度，收發天線之間距離和飛機停在地面上天線離地高度。安裝
延時產生的高度可由下式計算：
• 式中：
• P——當飛機在地面上時，發射天線和接收天線到地面的總的最小長度。
[ ( )]
2
1
t r AID P K c c
高度表輸出
• 輸出送顯示器或其他系統
• 高度跳閘信號：特定高度時，接通
特定電路。（如：200ft接通ADI跑
道符號）
中國航空網 www.k6050.com
航空翻譯 www.aviation.cn
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