CN111025278A - 一种无线电高度表 - Google Patents

一种无线电高度表 Download PDF

Info

Publication number
CN111025278A
CN111025278A CN201911406206.3A CN201911406206A CN111025278A CN 111025278 A CN111025278 A CN 111025278A CN 201911406206 A CN201911406206 A CN 201911406206A CN 111025278 A CN111025278 A CN 111025278A
Authority
CN
China
Prior art keywords
value
receiving
temperature
signal
altimeter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201911406206.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111025278B (zh
Inventor
贾桂丰
刘玮
侯琳
张园园
王星辉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Zhongke Feihong Technology Co Ltd
Original Assignee
Beijing Zhongke Feihong Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Zhongke Feihong Technology Co Ltd filed Critical Beijing Zhongke Feihong Technology Co Ltd
Priority to CN201911406206.3A priority Critical patent/CN111025278B/zh
Publication of CN111025278A publication Critical patent/CN111025278A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111025278B publication Critical patent/CN111025278B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • G01S13/08—Systems for measuring distance only
    • G01S13/32—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
    • G01S13/34—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of continuous, frequency-modulated waves while heterodyning the received signal, or a signal derived therefrom, with a locally-generated signal related to the contemporaneously transmitted signal
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/882—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for altimeters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/40—Means for monitoring or calibrating
    • G01S7/4052—Means for monitoring or calibrating by simulation of echoes
    • G01S7/4056—Means for monitoring or calibrating by simulation of echoes specially adapted to FMCW
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/40—Means for monitoring or calibrating
    • G01S7/4052—Means for monitoring or calibrating by simulation of echoes
    • G01S7/406—Means for monitoring or calibrating by simulation of echoes using internally generated reference signals, e.g. via delay line, via RF or IF signal injection or via integrated reference reflector or transponder
    • G01S7/4065—Means for monitoring or calibrating by simulation of echoes using internally generated reference signals, e.g. via delay line, via RF or IF signal injection or via integrated reference reflector or transponder involving a delay line
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

本发明公开了一种无线电高度表，包括：收发天线组件、微波收发组件和信号处理模块，所述收发天线组件用于通过天线发射和接收信号；所述微波收发组件用于与所述收发天线组件连接并通过所述收发天线组件进行信号的接收和发送；所述信号处理模块用于通过不同电压值的锯齿波控制信号控制所述微波收发组件进行信号的发送，以及对接收到的微波收发组件发送来的中频信号进行采样数字量化处理，并根据数字量化处理后的数字中频信号进行高度值的测量计算；所述测量计算包括获取当前输出的所述锯齿波控制信号的电压值，并根据预先保存的电压值与高度值的对应关系确定高度值测量结果。本发明的实现可以有效提高高度表的测量精度。

Description

一种无线电高度表
技术领域
本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种无线电高度表。
背景技术
无线电高度表，通常用于测量飞行器等到地面垂直距离用的机载无线电设备，是重要的飞行器仪表之一。
现有的线性调频连续波(FM/CW)无线电高度表，其工作原理如图1所示，由于其中模拟体制下的高度表信号发射采用的VCO(压控振荡器)实现，在接收端又采用鉴频电路、积分电路、指数变换等大量非线性模拟电路，因此存在以下技术上的缺点:
(1)VCO输出频率与控制电压存在非线性，对于测高精度产生较大影响；
(2)鉴频电路无法有效识别由于多径、大气散射造成接收天线多信号输入，严重情况下造成高度测量错误；
(3)积分电路、指数变换器的非线性，导致调制器调频非线性，造成测量误差；
(4)模拟电路存在温度系数，在不同应用环境下造成较大温度漂移，严重影响测量精度；
(5)模拟电路成本过高，经济性差。
总之，现有的无线电高度表产品基本均为采用老旧的模拟体制实现，技术原理落后，产品的精度低、成本高、功耗重量尺寸过大，已经明显不能适应相关的现代军用设备及民用设备的高集成度的需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种无线电高度表，以提高无线电高度表的测量精度，满足现代军用设备及民用设备的需求。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种无线电高度表，包括：收发天线组件、微波收发组件和信号处理模块，其中：
所述收发天线组件用于通过天线发射和接收信号；
所述微波收发组件用于与所述收发天线组件连接并通过所述收发天线组件进行信号的接收和发送；
所述信号处理模块用于通过不同电压值的锯齿波控制信号控制所述微波收发组件进行信号的发送，以及对接收到的微波收发组件发送来的中频信号进行采样数字量化处理，并根据数字量化处理后的数字中频信号进行高度值的测量计算；所述测量计算包括当信号处理模块检测到接收到的中频信号频率为理论频率值，则获取当前输出的所述锯齿波控制信号的电压值，并根据预先保存的电压值与高度值的对应关系确定高度值测量结果。
所述信号处理模块中还包括：在存储器中存储基于温度的调整系数，所述调整系数用于对获得的所述高度值测量结果基于温度进行调整，不同的温度值对应不同的调整系数。
该无线电高度表还包括高度标定处理单元，用于根据延迟线的不同延迟长度分别确定所述高度值与锯齿波控制信号电压值之间的对应关系，并保存。
其中，确定所述高度值与锯齿波控制信号电压值之间的对应关系的过程包括：
在设定的高度值下，当信号处理模块检测到接收到的中频信号频率为理论频率值，则将当前高度值与当前锯齿波控制信号电压值之间建立对应关系。
该无线电高度表还包括温度系数标定处理单元，用于根据不同的温度值分别确定所述基于温度的调整系数，并保存。
其中，确定所述基于温度的调整系数的过程包括：
在设定的特定温度值下，当信号处理模块检测到接收到的中频信号频率为理论频率值时，获取当前的高度值测量结果，并根据当前的高度值测量结果确定所述基于温度的调整系数。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的一种无线电高度表，其具体可以具备以下技术效果：
(1)通过数字化方案，消除原有方案中积分电路、指数变换器模拟电路非线性造成测高精度下降问题；
(2)通过精准延迟线标定方式，将稳态跟踪状态下的高度预存储到存储器中，在实际测高过程中，直接使用稳态参数读取预存储的高度值即可，解决VCO的非线性造成测高精度下降问题；
(3)通过预先温度标定，将高度表的温度系数存储到存储器中，在实际测高过程中，通过产品内部温度传感器采集温度，读取温度系数，在数字域内进行温度补偿，解决温度漂移造成精度下降问题；
(4)通过选用集成电路处理器，采用数字化方案实现，降低产品成本和尺寸重量，提高产品的经济性和适应性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为现有技术中无线电高度表的实现原理示意图；
图2为本发明实施例提供的高度表结构原理示意图；
图3为本发明实施例提供的高度表的工作原理示意图；
图4为本发明实施例提供的高度表中的微波收发组件的原理框图；
图5为本发明实施例提供的信号处理模块的结构原理示意图；
图6为本发明实施例提供的高度表的工作流程示意图。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
随着微波集成电路和数字技术的发展，越来越多的性能优良的产品被广泛地用于民航飞机低空盲着陆及军用飞机着陆系统，导弹及无人驾驶飞机的垂直导引、巡航导弹的地形匹配和地形跟随系统。而且，由于调频连续波技术的发展，特别是SLED(超辐射发光二极管,Super luminescent Light Emitting Diodes)信号处理技术的发展，也为FM/CW系统的进一步发展提供了基础。基于此，本发明实施例提供了相应的无线电高度表的具体实现方案，在该具体实现方案中使得数字技术及单片机在高度表中得以应用，从而促进了无线电高度表智能化的发展，并使其在探测、遥感领域中开拓了广阔的应用前景。与脉冲雷达高度表相比，由于其可与周态发射机兼窑，最佳的抗电子干扰特性，易改变在很精确限制下的距离分辨率以及从差频中提取多种信息，易于智能化处理，因而可在民用和军用中得到广泛应用。
本发明实施例提供的无线电高度表的具体实现方案参照图1所示，可以包括：收发天线组件、微波收发组件和信号处理模块，其中：
所述收发天线组件包括发射天线和接收天线，用于通过天线发射和接收信号；
所述微波收发组件用于与所述收发天线组件连接并通过所述收发天线组件进行信号的接收和发送；
所述信号处理模块用于通过不同电压值的锯齿波控制信号控制所述微波收发组件进行信号的发送，以及对接收到的微波收发组件发送来的中频信号进行采样数字量化处理，并根据数字量化处理后的数字中频信号进行高度值的测量计算；所述测量计算包括当信号处理模块检测到接收到的中频信号频率为理论频率值，则获取当前输出的所述锯齿波控制信号的电压值，并根据预先保存的电压值与高度值的对应关系确定高度值测量结果。
进一步地，所述信号处理模块中还可以包括：在存储器中存储基于温度的调整系数(即温度系数)，所述调整系数用于对获得的所述高度值测量结果基于温度进行调整，不同的温度值对应不同的调整系数，例如，当前温度值对应的温度系数为1.1，则将上述获得的高度值乘以1.1即为最终的高度值测量结果。
本发明实施例中，还可以包括高度标定处理单元，用于根据延迟线的不同延迟长度(即不同的高度值)分别确定所述高度值与锯齿波控制信号电压值之间的对应关系，并保存。其中，确定所述高度值与锯齿波控制信号电压值之间的对应关系的过程可以包括：在设定的高度值下，当信号处理模块检测到接收到的中频信号频率为理论频率值(具体可以为最逼近理论频率值的情况或等于理论频率值的情况)，则将当前高度值与当前锯齿波控制信号电压值之间建立对应关系。
本发明实施例中，还可以包括温度系数标定处理单元，用于根据不同的温度值分别确定所述基于温度的调整系数，并保存。其中，确定所述基于温度的调整系数的过程包括：在设定的特定温度值下，当信号处理模块检测到接收到的中频信号频率为理论频率值时(具体可以为最逼近理论频率值的情况或等于理论频率值的情况)，获取当前的高度值测量结果，并根据当前的高度值测量结果确定所述基于温度的调整系数。
为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图对本发明实施例提供的无线电高度表的具体实现方式进行详细说明。
所述无线电高度表的系统基本组成框图如图1所示，包括：所述系统主要包括接收/发射天线、微波收发组件(简称T/R组件)、信号处理模块及电源组件等部分。
其中，所述微波发射组件内部采用VCO产生线性调频连续波进行发射，VCO的输入电压则由锯齿波发生器产生，锯齿波发生器的控制信号由所述信号处理模块产生。
所述微波发射组件产生的调频连续波的射频信号由发射天线发射后，经过地面反射延迟t时间到达接收天线，在微波收发组件中，由接收微波组件将发射微波组件输出信号直接耦合输出后与通过接收天线进入微波收发组件的信号进行混频处理，经过混频处理后的信号即为差频信号(即图2中的中频信号)。
所述中频信号传送给信号处理模块后，在信号处理模块中由ADC(模数转换器)进行采样数字量化，然后再将数字中频信号送给处理器FPGA(现场可编程逻辑门阵列)，在FPGA里面根据测频结果实时调整锯齿波发射器的控制电压，从而控制VCO的调频周期，使得在当前高度(延迟时间t)下中频信号的频率为固定值25KHz。
对于高度测量结果具体采用的是精准延迟线进行预先标定，也就是将对应锯齿波控制电压下的高度值预先存储到存储器中，在实际测量高度的工作中当所述信号处理模块接收到25KHz中频信号时，根据输出的锯齿波控制信号电压值查找存储器内部预先标定好的高度值，之后再进行必要的精度及温度补偿后就可以直接生成高精度的测量高度结果信息，并上报给主控计算机，完成高度表的高度测量操作。
下面将分别对图2中各个处理部分的实现方式进行说明。
(1)收发天线组件设计
在本发明实施中，收发天线组件包括发射天线组件和接收天线组件两部分：发射天线组件由发射天线、结构件和天线馈线组成；接收天线组件由接收天线、结构件和天线馈线组成。收发天线组件的主要功能就是实现射频信号的发射和接收，发射天线组件将射频信号由高度表主机送出后发射到空间，信号经由地面或海面反射后再到达接收天线，接收天线将信号重新送回到高度表主机进行传输延时计算。
(2)微波收发组件(以下简称TR组件)
本发明实施例提供的调频连续波无线电高度表的工作原理如图3所示，主机输出一个线性调频的连续波，调频带宽为F，调频周期为tm，该线性调频连续波信号经过发射天线发射到空间后，经过地面或海面反射经接收天线送到微波收发组件中的微波接收组件，接收信号的时间点相对发射信号会经过一个τ的时间延时(此延时就是无线电波在空气中经过高度的传输后产生)，在任意一个时刻发射信号与接收信号的频率差为fb，即为图2中的中频信号，也叫做差频信号。恒差频连续波(FM/CW)无线电高度表的工作原理就是在不同高度下，实时调整线性调频的周期，使得差频信号为恒定值，例如，可以令恒定的差频频率为25KHz。
微波收发组件主要完成C波段调频连续波信号的调制和接收信号的混频，具备自检功能，其具体实现原理框图参照图4所示：
在图4中，微波发射组件的主要功能就是通过信号处理模块产生的控制信号给调制信号发生器，调制信号发生器根据控制信号大小产生一个相应周期的锯齿波电压送给压控振荡器(VCO)，压控振荡器输出的线性调频连续波信号经过增益处理后经功率放大后送给发射天线单元进行发射；微波接收组件的主要功能就是将经过空间反射后的线性调频信号与发射信号进行混频，产生一个差频信号经过滤波放大后送给信号处理模块。
(3)信号处理模块
信号处理模块的组成原理框参照图5所示，数字化高度表关键的核心是数字信号处理和核心控制算法，涉及到中频信号频率和功率检测、中频增益自动调整、系统闭环控制核心算法，保证高度表在整个工作高度范围内满足系统性能指标要求。
所述信号处理模块的功能作用主要包括完成锯齿波控制电压的产生、中频信号放大、ADC采样、信号检测、数字滤波、高度捕获、高度信息处理、自检控制(即上电初始化后，将收发信号内部闭环进行功能自检)、通信控制等核心功能。
信号处理模块(即数字信号处理模块或称数字处理单元)在接收到中频信号后，首先进行放大和滤波，具体的放大量可以根据处理器(即信号处理模块自身)检测到的信号幅度由DAC(数模转换器)输出压来控制，整个接收链路上的动态范围为80dB；中频信号经过ADC后完成了数字化，送给FPGA进行频率检测，根据中频信号的频率值与理论值(25KHz)间的差异，实时调整锯齿波控制电压，通过调整线性调频周期来使得中频信号逼近理论值(25KHz)。
在信号处理模块中，作为核心处理部分的高度计算的实现方式包括：在高度表中，需要预先通过精密延迟线模拟不同高度，使得高度表在输出相应锯齿波控制电压下达到中频信号为25KHz的稳态，然后将此锯齿波控制电压对应的高度(延迟线)固化到存储器中，所有的控制电压对应的高度值都固化完成后就完成了标定。在实际工作过程中，当信号处理模块输出某一锯齿波控制电压时中频信号达到25KHz稳态，此时查找对应此控制电压存储的高度信息就是当前的高度值，实现高度信息生成，完成高度的检测。
下面再结合图6对本发明实施提供的无线电高度表的具体出厂标定及工作过程的实现方式进行描述。如图6所示，相应的实现过程包括：
在所述无线电高度表生产加工完成后，则对其进行出厂标定处理，所述出厂标定包括使用精准延迟线进行高度标定及使用高低温箱进行测试系数标定，其中：
(1)使用精准延迟线进行高度标定：
步骤11，将延迟线连接高度表，即将高度表置于已知的高度值位置处；
步骤12，判断当前高度值下的高度表是否达到稳态，并在达到稳态时执行步骤13；具体可以通过调整控制锯齿波控制电压的方式令高度表达到稳态；
步骤13，将当前的高度值写入存储器对应锯齿波控制电压的地址，即建立当前锯齿波控制电压与当前的高度值之间的对应关系；
步骤14，更换延迟长度的延迟线，即更新当前的高度值，并重新执行步骤11，重复上述步骤，直到完成各个高度的标定处理。
(2)使用高低温箱进行测试系数标定：
步骤21，将高度表放入高低温箱，调节到特定温度；
步骤22，判断高度表是否达到稳态，并在达到稳态时执行步骤23；
步骤23，将高度值与初始温度高度值转换成系数(即基于温度的调整系数，简称温度系数)写入存储器，建立温度值与系数的对应关系；例如，在初始温度下确定某锯齿波控制电压对应的高度值为A，在当前温度值下确定的该锯齿波控制电压对应的高度值为B，则可以根据A和B的大小确定所述温度系数；
步骤24，调节更换高低温箱的温度值，并执行步骤21，重复上述步骤，直到完成各个高度的标定处理。
在完成上述出厂标定处理后，便可以利用无线电高度表进行高度测量，测量过程包括：工作在稳态，读取标定值产生高度，即获取一个高度值；之后再读取温度值，利用温度系数对获取的上述高度值进行温度补偿，以获得最终的高度值测量结果。获得的测量结果可以根据需要上报给相应的设备或处理单元。
通过上述本发明实施例的具体应用技术方案可以看出，其采用的技术方案具有以下两方面的技术优势：
(1)数字化处理
采用了数字体制的实现方案，对中频信号的处理采用ADC转换后，直接在数字域里进行信号处理。数字信号处理的最大优势是在线编程更新快、可实时监测，同时数字方案设计复杂速度大大降低，结构简单，成本降低到模拟方案的20％以下。同时由于数字信号处理只存在0和1两个状态，因此对于接收灵敏度、动态范围的关键技术指标实现都降低了提示难度。通过以上论述，数字化方案的采用使得产品在设计开发难度、功耗尺寸、成本经济性等多个方面得以大大降低。
(2)采用预标定的测高技术
参照图6所示，采用预标定测高的技术就是在产品出厂前采用不同的精准延迟线对高度表进行标定，将工作在稳态下的高度表的锯齿波控制电压与高度值生成一个存储器表格，锯齿波控制电压作为地址，延迟线的高度值作为数据内容，将所有地址对应的数据内容都存储到信号处理模块的存储器中，在实际的测高工作中，信号处理模块只需调整锯齿比控制电压使得中频信号频率为25KHz，达到稳态，此时用锯齿波控制电压做地址去查找存储器，相应的内容就是高度值。
本发明实施例中，不仅可以对常温下的高度进行预标定，同时还可以对于不同温度下的温度系数同样也进行标定：使用高低温箱进行温度精准控制，信号处理模块上有温度传感器，在不同温度下，可以将高度相对于常温下的变化转换成系数同样存储到存储器中，在实际工作中从存储器中读取高度后，还要根据当前设备的工作温度，将温度系数读取出，进行补偿后生成当前温度下的高度值。这样的温度标定实现方式有效解决了各部分器件由于温度变化产生漂移的问题。
上述采用了标定技术实现高度测量的实现方案中，由于是根据实际的控制电压和延迟线高度值进行结果标定，跳过了所有电路中器件的非线性问题，也就是说将各部分的非线性都标定到了结果中；另外由于采用了温度标定，因此对于温度漂移问题也进行了根本性的解决，因此采用预标定的测高技术是本方案的核心关键技术。
本发明实施例提供的无线电高度表在具体应用过程中，由于其具备无线电测量对地垂直高度功能；以及具备通过数字接口向上级遥测单元和主控计算机单元实时上报高度功能；故其可以但不限于应用于民航飞机低空盲着陆、军用飞机CATⅡ、CATⅢ类着陆系统，导弹及无人驾驶飞机的垂直导引、巡航导弹的地形匹配和地形跟随系统。
且为满足实际各种应用场景中的使用，在具体应用过程中，本发明实施例提供的无线电高度表的主要可以达到如下各项技术指标：
(1)工作体制：调频连续波恒定差拍闭环自动搜索与跟踪体制；
(2)频率：
工作频率4200MHz～4400MHz；
中心频率4300MHz±15MHz；
调频带宽123MHz±3MHz；
(3)驻波比：≤2.3(中心频率驻波比≤1.7)；
(4)测高范围：0.5m～1500m；
(5)测高精度：
0.5～20m：测量误差≤0.5m；
20～1500m：测量误差≤(0.2+2％H)m；
(注：H为高度表离地面的真实高度)；
(6)灵敏度：≥110dB；
(7)适应姿态角：滚转角±30°，俯仰角±30°。
在具体应用实现过程中，本发明实施例提供的无线电高度表在硬件设计过程中充分考虑了电磁兼容性，可满足各种民航飞机、军用飞机、无人飞机、巡航导弹的使用需求；同时实现了软件模块化，较好的满足用户一定的定制需求；另外模块化的设计还可以满足安装、使用、测试、维修方面的方便性。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种无线电高度表，其特征在于，包括：收发天线组件、微波收发组件和信号处理模块，其中：
所述收发天线组件用于通过天线发射和接收信号；
所述微波收发组件用于与所述收发天线组件连接并通过所述收发天线组件进行信号的接收和发送；
所述信号处理模块用于通过不同电压值的锯齿波控制信号控制所述微波收发组件进行信号的发送，以及对接收到的微波收发组件发送来的中频信号进行采样数字量化处理，并根据数字量化处理后的数字中频信号进行高度值的测量计算；所述测量计算包括当信号处理模块检测到接收到的中频信号频率为理论频率值，则获取当前输出的所述锯齿波控制信号的电压值，并根据预先保存的电压值与高度值的对应关系确定高度值测量结果。
2.根据权利要求1所述的无线电高度表，其特征在于，所述信号处理模块中还包括：在存储器中存储基于温度的调整系数，所述调整系数用于对获得的所述高度值测量结果基于温度进行调整，不同的温度值对应不同的调整系数。
3.根据权利要求1或2所述的无线电高度表，其特征在于，还包括高度标定处理单元，用于根据延迟线的不同延迟长度分别确定所述高度值与锯齿波控制信号电压值之间的对应关系，并保存。
4.根据权利要求3所述的无线高度表，其特征在于，确定所述高度值与锯齿波控制信号电压值之间的对应关系的过程包括：
在设定的高度值下，当信号处理模块检测到接收到的中频信号频率为理论频率值，则将当前高度值与当前锯齿波控制信号电压值之间建立对应关系。
5.根据权利要求3所述的无线高度表，其特征在于，还包括温度系数标定处理单元，用于根据不同的温度值分别确定所述基于温度的调整系数，并保存。
6.根据权利要求5所述的无线高度表，其特征在于，确定所述基于温度的调整系数的过程包括：
在设定的特定温度值下，当信号处理模块检测到接收到的中频信号频率为理论频率值时，获取当前的高度值测量结果，并根据当前的高度值测量结果确定所述基于温度的调整系数。
CN201911406206.3A 2019-12-31 2019-12-31 一种无线电高度表 Active CN111025278B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911406206.3A CN111025278B (zh) 2019-12-31 2019-12-31 一种无线电高度表

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911406206.3A CN111025278B (zh) 2019-12-31 2019-12-31 一种无线电高度表

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111025278A true CN111025278A (zh) 2020-04-17
CN111025278B CN111025278B (zh) 2023-09-01

Family

ID=70199921

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911406206.3A Active CN111025278B (zh) 2019-12-31 2019-12-31 一种无线电高度表

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111025278B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112255597A (zh) * 2020-09-28 2021-01-22 西南电子技术研究所（中国电子科技集团公司第十研究所） 机载雷达高度表辐射功率控制方法
CN113534145A (zh) * 2021-09-16 2021-10-22 北京安达维尔航空设备有限公司 一种基于线性调频连续波体制的高度表测高方法及系统
CN115047767A (zh) * 2022-06-14 2022-09-13 北京中科飞鸿科技股份有限公司 一种考虑高度表使用约束的俯冲弹道优化方法
CN115508818A (zh) * 2022-10-11 2022-12-23 北京中科飞鸿科技股份有限公司 一种无线电高度表模拟测高装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11133144A (ja) * 1997-10-30 1999-05-21 Mitsubishi Electric Corp Ｆｍ−ｃｗレーダ装置
CN2694228Y (zh) * 2004-03-29 2005-04-20 中国电子科技集团公司第五十研究所 无线电高度表的数字信号处理与调制信号数字摆频控制模块
CN102360071A (zh) * 2011-06-23 2012-02-22 北京豪恩科技有限责任公司 无线电数字高度表线性调频连续波校验方法及装置
CN102707275A (zh) * 2012-05-25 2012-10-03 北京航空航天大学 一种线性调频连续波雷达高度表的数字化处理方法
CN104237877A (zh) * 2014-09-19 2014-12-24 陕西长岭电子科技有限责任公司 机载型自主式测速测高雷达系统及测速测高方法
US20190120933A1 (en) * 2016-05-16 2019-04-25 Mitsubishi Electric Corporation Fm-cw radar and method of generating fm-cw signal
CN110632583A (zh) * 2019-08-21 2019-12-31 中电科西北集团有限公司 一种数字无线电高度表

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11133144A (ja) * 1997-10-30 1999-05-21 Mitsubishi Electric Corp Ｆｍ−ｃｗレーダ装置
CN2694228Y (zh) * 2004-03-29 2005-04-20 中国电子科技集团公司第五十研究所 无线电高度表的数字信号处理与调制信号数字摆频控制模块
CN102360071A (zh) * 2011-06-23 2012-02-22 北京豪恩科技有限责任公司 无线电数字高度表线性调频连续波校验方法及装置
CN102707275A (zh) * 2012-05-25 2012-10-03 北京航空航天大学 一种线性调频连续波雷达高度表的数字化处理方法
CN104237877A (zh) * 2014-09-19 2014-12-24 陕西长岭电子科技有限责任公司 机载型自主式测速测高雷达系统及测速测高方法
US20190120933A1 (en) * 2016-05-16 2019-04-25 Mitsubishi Electric Corporation Fm-cw radar and method of generating fm-cw signal
CN110632583A (zh) * 2019-08-21 2019-12-31 中电科西北集团有限公司 一种数字无线电高度表

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112255597A (zh) * 2020-09-28 2021-01-22 西南电子技术研究所（中国电子科技集团公司第十研究所） 机载雷达高度表辐射功率控制方法
CN113534145A (zh) * 2021-09-16 2021-10-22 北京安达维尔航空设备有限公司 一种基于线性调频连续波体制的高度表测高方法及系统
CN115047767A (zh) * 2022-06-14 2022-09-13 北京中科飞鸿科技股份有限公司 一种考虑高度表使用约束的俯冲弹道优化方法
CN115508818A (zh) * 2022-10-11 2022-12-23 北京中科飞鸿科技股份有限公司 一种无线电高度表模拟测高装置
CN115508818B (zh) * 2022-10-11 2024-01-30 北京中科飞鸿科技股份有限公司 一种无线电高度表模拟测高装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN111025278B (zh) 2023-09-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111025278B (zh) 一种无线电高度表
EP2659239B1 (en) Radar level gauging using frequency modulated pulsed wave
US8497799B2 (en) FMCW-type radar level gauge
US11181611B2 (en) Apparatus and method for compensating for return loss of antenna of radar, and radar apparatus using same
US4568938A (en) Radar altimeter nearest return tracking
US9234784B2 (en) Frequency modulated radar level gauging
US20040130482A1 (en) Digital controlled linear sweep frequency mode for FMCW radar altimeter
JPH02140680A (ja) ラジオテオドライトのアンテナ受信システムに用いる方法並びに装置
CN109031338B (zh) 用于汽车的调频连续波激光雷达及其测距方法
CN111551904A (zh) 一种测量雷达散射截面参数现场校准方法及装置
CN109633578A (zh) 一种双通道高精度相位标校系统及方法
CN116087908B (zh) 一种基于协同作业的雷达高精度物位计测量方法
CN110988862A (zh) 一种基于极近距离毫米波雷达感知方法及系统
KR20150132150A (ko) 신호 분리를 통한 레이더 수위 측정 방법
CN110596659B (zh) 一种基于二次雷达单脉冲测角内部校准源回环自校准方法
CN113050055B (zh) 一种有源定标设备等效rcs标定方法及系统
CN107765239A (zh) 一种经济型短距测距雷达的设计和实现方法
CN103954945B (zh) 一种基于光纤延迟线的微波测距雷达全量程标定方法
US20190018105A1 (en) Method for Calibrating an Active Sensor System
US6753806B1 (en) Methods and apparatus to compensate for zero Doppler returns
Vasilyev et al. Realization of a noise immunity algorithm for detecting obstacles on the trajectory of unmanned aerial vehicles
KR20120020890A (ko) 고정밀 거리 측정을 주파수변조연속파 레이더의 측정 장치 및 방법
Jahagirdar A high dynamic range miniature DDS-based FMCW radar
CN112748411A (zh) 一种针对锯齿波雷达的近距离目标回波模拟方法及系统
CN108534655B (zh) 一种架空输电线路导地线覆冰测量系统及方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant