Радиовысотомеры

Высота полета является одним из основных навигационных параметров, информация о котором необходима на всех этапах полета ВС. Поэтому в состав пилотажно-навигационных комплексов ЛА помимо барометрических входят радиовысотомеры (РВ), обеспечивающие измерение истинной высоты полета (т.е. высота над рельефом земной поверхности) с высокой точностью. Погрешность измерения высоты полета не превышает доли метра.

В зависимости от измеряемой максимальной высоты различают РВ малых и больших высот.

На ВС гражданской авиации используются в основном РВ малых высот (до 1500 м) с изучением непрерывных частотно-модулированных (ЧМ) колебаний вблизи частоты 4300 МГц (рис.2.2).

РВ больших высот (около 30000 м) с изучением импульсных колебаний на частоте 840 МГц применяют на ВС как вспомогательное навигационное средство при аэрофотосъмке местности и для других целей.

Из рис. 2.2, б видно, что информация о высоте полета Н заключена в сдвиге по времени законов ЧМ изучаемого и отраженного сигналов.

Генератор низкой частоты (ГНЧ) вырабатывает напряжение , управляющее частотой зондирующего ЧМ-сигнала, формируемого в генераторе сверх высокой частоты (СВЧ). Антенна служит для изучения сигнала в сторону земной поверхности. При изменении частоты СВЧ-генератора по несимметричному пилообразному закону с периодом модуляции частота излучаемых колебаний

, (2.6)

где -средняя частота излучаемых колебаний (несущая частота); -полоса модуляции (девиация) частоты передатчика.

Рисунок 2.2 –Упрощенная структурная схема радиовысотомера с частотной модуляцией (а) и временные диаграммы (б).

Отраженный сигнал с антенны А2 поступает на балансный смеситель (БС), куда подается часть мощности зондирующего (прямого) сигнала. Частота отраженного сигнала повторяет частоту излученного сигнала с запаздыванием на :

(2.7)

В балансном смесителе выделяется разностная частота (частота биений), значение которой пропорционально , а следовательно и Н:

(2.8)

или (2.9).

Искомое значение высоты при постоянных , с и определяется по формуле , где М –масштабный коэффициент, зависящий от параметров РВ.

Таким образом, для определения Н необходимо измерить . С этой целью сигнал после БС - преобразованный сигнал– усиливается в усилителе низких (разностных) частот и поступает на измеритель частоты (ИЧ), с которого снимается напряжение , пропорциональное высоте полета ВС.