调频式无线电高度表指示误差的理论分析

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某型无线电高度表测试误差分析与解决方法

某型无线电高度表测试误差分析与解决方法
WANG Yunjiao1,XIA Qingpei2,HU Sheng1,ZHOU Yongchao2 (1.Guangzhou Hangxin Aviation Technology Co.,Ltd.,Guangzhou 510663,China;2.Unit 91729,Qingdao 266300,China)
Abstract:Precision measurement is an important index to measure the performance of radio altimeter. In base level and relay level using automatic test equipment (ATE) for performance test,some indexes do not meet the theoretical requirements. In this paper,the actual test error of a radio altimeter is taken as an example,based on the analysis of radio altimeter,on the basis of working principle of the automatic test system,from the altimeter simulator,residual height,radio frequency cable length and the output voltage acquisition and other factors,this paper analyses causes of the ATE test error,put forward to reduce the test error,improve radio altimeter test precision of the automatic test system,to reduce the false alarm rate of the system.

直升机上导致无线电高度表高度跳变的原因及分析

直升机上导致无线电高度表高度跳变的原因及分析

直升机上导致无线电高度表高度跳变的原因及分析摘要:针对直升机上常见的无线电高度跳变现象的原因进行了分析,给出了由于不同原因导致的高度跳变现象的对应解决方案,并通过试验验证了方案的有效性及可行性。

关键词:无线电高度表;跳变;原因分析;解决方案前言无线电高度表作为直升机上必备的无线电导航设备之一,能够在各种气候条件下提供直升机距地面、水面的真实高度信息。

与气压高度表相比,无线电高度表在直升机主飞的低空领域具有测高精度高、数据稳定的优点,因此在直升机起飞、着陆以及其他需要高度信息作为辅助条件的任务中,能够稳定输出可靠高度数据的无线电高度表就显得格外重要。

若无线电高度表出现高度跳变现象,无法准确指示高度,不但影响某些任务的执行,还有可能给飞行安全带来较大影响。

本文以某型直升机在飞行中出现的高度跳变问题为例,针对可能导致直升机上出现的高度跳变现象的几种典型原因进行了分析,给出了对应的解决方案,并通过试验验证了解决方案的有效性及可行性。

1 高度跳变现象高度跳变现象是指无线电高度表在直升机飞行过程中,不能准确指示直升机距地面、水面的实时高度,输出的无线电高度数据存在反复上下波动的情况。

直升机在飞行过程中,如果无线电高度表频繁出现高度跳变情况,飞行员在飞行过程中将无法通过综合显示器实时观察飞机距地面的准确高度,不但使某些需要高度数据作为辅助条件的训练科目无法正常进行,在地面条件复杂时甚至会对飞行安全造成影响。

根据近些年对直升机上出现高度跳变情况的原因进行统计,发现导致高度跳变情况的典型原因多为以下几种:a)高度表抗干扰性能不足;b)天线布局不合理;c)高度表灵敏度设置不合理。

2 无线电高度表工作原理某型直升机选用的无线电高度表为调频连续波恒定差拍体制无线电高度表,这种体制的无线电高度表通过发射天线向地面发送C波段无线电信号,经地面或水面的反射后的回波信号被接收天线接收,发射信号和回波信号的波形如图1所示。

图1 发射信号和回波信号的波形从图1中可以看出,从地面反射回来的回波信号在时间上比发射信号延迟时间τ,τ=2H/c,H为飞机飞行高度。

飞机低无线电高度表系统故障-精品文档

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飞机低无线电高度表系统故障飞机低无线高度表(LRRA系统是飞机仪表中的重要组成部分,对于确保飞机安全飞行意义重大。

然而在飞行过程中,由于机组人员的疏忽,或者其他客观因素的影响,会导致低无线电高度表系统出现故障,甚至还会引发其他故障的出现,严重威胁飞机的安全运行。

因此,加强对飞机低无线电高度表系统故障的研究显得尤为重要。

一、飞机低无线高度表系统原理飞机低无线高度表(LRRA系统是用来检测飞机与地面垂直距离的一种机载无线电设备,它是飞机重要飞行器仪表构成之一,属于调频式无线高度表,测量范围一般在0-2500 英尺之间,通常是在航空器飞行高度降低和准备着陆阶段使用。

B737NG飞机上,一般都会有两套LRRA系统,收发机、发射天线、接收天线以及显示装置共同组成LRRA系统。

发射机的发射天线向地面发射出由三角波调制出的调频波,这是一种较高频的连续波,大约为4300MHZ调频波经过地面反射之后由接受天线来接收,收发机再把接收的调频波及从发射机耦合来的发射波进行混频,由于飞机高度与输出的差频有关,用频率计数器测算出差额,之后再通过相关换算,就可以得到飞机离地面的高度。

二、飞机低无线电高度表系统故障通过上述对B737NG飞机LRRA系统工作原理的简单分析,可以得知当LRRA系统出现故障时,很可能还会引发以下某个单一或者并发故障的发生:首先,两侧无线高度表数值会出现较大差异;其次,相互接近的两个通道自动驾驶方式不能使用;再次,在接近过程中,其中一侧的飞行员飞行指示杆显示出意外丢失,并且无线高度表数值显示错误;最后,当飞机起飞后,在接近或者复飞的过程中,可能会出现非常态下的预警提示;此外,当飞机在接近过程中,飞行方式的信号牌会呈现出非正确形式的自动油门显示。

飞机在飞行过程中,一旦出现了以上某一个或者几个故障,首先需要运用具有相关性因素的故障隔离程序及自动检查功能,明确出飞机出现故障是否是由于飞机低无线高度表操作失误而引起的,然后再对飞机低无线高度表系统进行全面排查。

某型无线电高度表“掉高”分析与应对措施

某型无线电高度表“掉高”分析与应对措施

教练机2017.NO.20引言为保证飞行器自动驾驶仪能按预定高度控制飞行,飞行器一般采用无线电高度表提供飞行高度信号。

采用连续波调频方式工作的无线电高度表,在飞行器低空飞行时容易受斜距信号和海浪干扰的影响,测得的高度偏大,造成测高误差。

为此,某型无线电高度表为提高低高度测高精度,将接收机原宽频带放大器设计成两个放大器,尤其提高了低高度测高精度,但同时出现了高度表测高“掉高”现象。

这种“掉高”现象会引起飞行器姿态剧烈变化,直接影响到飞行器的稳定飞行,可能会使飞行器提前入水;另外,此刻飞行器处于末制导状态,也可能会引起导引头丢失目标。

因此,分析该型无线电高度表测高“掉高”原因及提出应对措施,对于飞行器安全稳定飞行,最终击中目标显得极为重要。

1差拍计数连续波调频无线电高度表原理差拍计数连续波调频无线电高度表采用三角波线性调频,被测高度、调频频偏、调制周期和差拍频率从图1可得到如下关系式:H =C ·T m ·f b /(4ΔF )式中:C 为电磁波在空气中的传播速度,T m 为调制信号的调制周期,f b 为差拍频率,ΔF 为调频频偏,即发射机振荡器的振荡频率从最低到最高的变化量。

从上述关系式可见,C 是常量,只要把调频频偏、调制周期和差拍频率三项参量中的两项恒定,高度就是另外一项参量的函数,测出此参量就可得到高度。

差拍计数式无线电高度表把调频频偏ΔF 设计成常量使其不变,调制周期T m 是某一确定值时,高度H 即为差拍频率f b 的函数。

某型无线电高度表“掉高”分析与应对措施蒋海超,黄子露(航空工业洪都,江西南昌330024)摘要:分析了差拍计数调频连续波无线电高度表的测高原理及无线电高度表测高误差产生的原因,指出了出现"掉高"现象的危害。

由此,对无线电高度表的垂直速度信号实施了针对性滤波措施,改进后飞行试验结果表明该措施可行。

关键词:差拍计数;无线电高度表;滤波器Analysis and Solution for the “Height Drop ”Error on a Type of Radio AltimeterJiang Haichao,Huang Zilu(AVIC-HONGDU,Nanchang ,Jiangxi 330024)Abstract:This paper analyzes the height measuring principle of the radio altimeter,which adopts the beat count continuous wave,finds out the cause for the height measuring error,and points out the bad effects of the "height drop"phenomenon.Based on these efforts,a specific filtering measure is used for the vertical velocity signal of thistype of radio altimeter.The flight testing result after the modification demonstrates that this measure is feasible.Key words :Beat count;Radio altimeter;Filter31教练机2017.NO.2图1中:实线为发射信号,虚线为被接收的回波信号,τ为电磁波往返延迟时间,f T 为发射频率,f r 为接收频率。

调频无线电高度表体制分析

调频无线电高度表体制分析
e=εsin( )…………………………………(2)
式中:ѡo----发射信号中心角频率,它等于2πfO
∆ѡ----调频带宽,它等于2π∆f或π∆F
Ωm----调制角频率
将此表示式用贝塞尔函数展开,则可看到它是一个离散频谱,但利用基本测高公式来计算被测高度除了特定情况以外(如很低高度),它还是精确有效的。
低高度和高高度测高精度较难兼顾
无线电高度表放大器输出噪声的频谱很复杂,既具有较高频率分量,也存在较低频率分量,各频率分量大小除了与天线的匹配、天线间的隔离度、飞机上传导与辐射干扰等因素有关外,另外还取决于放大器带宽的大小。差拍信号频率转换成高度信息时是先把正弦波转变为幅度相等的方波(脉冲)信号,然后再根据单位时间内有多少个脉冲去计数而得到高度信息。由于放大器输出噪声的存在,在把差拍信号转变成脉冲时,要使脉冲在单位时内的个数与差拍信号的频率数做到精确对应则较为困难,尤其是在低高度及高高度时,差拍信号的幅度、频率值相差较多,放大器很难兼顾两者的不同要求。
调频体制无线电高度表一般由接收发射机、发射天线、接收天线、发射电缆、接收电缆和高度指示器(高度显示器)组成。调频体制无线电高度表原理方框图如图1.所示:
调频无线电高度表发射机是一个调频振荡器,它受调制器调制,产生连续波调频信号。调制形式可以是三角波调制、锯齿波调制或正弦波调制。前两种是线性调频,后者是非线性调频。发射机输出调频信号如图2所示(为说明方便这儿把发射信号简化成单一频谱信号虑)。图中∆F为调频信号的最大频率与最小频率之差,称为调频频偏;τ为电波从发射天线至地面再反射回到接收天线所产生的延迟时间,τ= 2H/C(C为无线电波在空中传播速度,H为飞行器高度);fb为差拍信号,它是某一时刻发射信号频率(直达信号频率)与回波信号频率之差;Tm为调制周期。

ADF有哪几种定向误差

ADF有哪几种定向误差
天线效应:异相天线效应:天线不对称引起的(分布电容引起的);同相天线效应:漏电阻不同引起的。
2.
答:方向东时可变信号为标准正弦,东南西北顺序坐标左移90°。基准调幅信号是和北面一样。(V形)。可变相位信号(调幅)始终落后基准相位信号(调频),落后的角度(磁方位角)加180°即为VOR方位角。VOR向背台的判断P351(右上方为背台)。
12.
答:飞机在做俯仰或者倾斜动作的时候,雷达扫描探测目标会有误差或者不精确,可以通过控制面板上的STAB按纽,为WRX提供一个补偿信号,使WRX天线在原选定的位置平行于地面扫描探测目标,可以更精确地探测目标。
指飞机的俯仰,倾斜角不大于规定范围时,不论飞机怎样俯仰、倾斜,天线波束轴均可稳定在指定的俯仰平面(通常为水平面)中扫掠。
LOC也是自动驾驶仪的一个倾斜通道的工作方式。APP是飞行指引的一个工作方式,称为近进方式:指FD提供俯仰和倾斜的指令使飞机跟踪所截获的航向道LOC和下滑道GS。
在现代飞机上,FD和AP的功能都是由FCC实现。因而两者在横轴和纵轴的工作方式时FD和AP所共有的,两者的工作方式是统一的,进行方式转换时也是同步的。
17.
答:通过传输线的长因DME为频段发射机,需产生1025~1150MHz范围内的振荡,间隔为1MHz,所以需使用频率合成器。应答机只需产生1090MHz的单一频率的发射信号,所以不需要使用频率合成器。
19.
答:AOC电路为防止发射机过载的控制电路。过载时,自动调节(降低)接收机的灵敏度,减少应答次数。
9.
答:⑴、当飞机下降穿越决断高度时,显示“DH”黄色闪烁字符。
⑵、飞机落地或人工按下EFIS-CP上RST按钮后或飞机复飞到决断高度75FT以上时,可恢复决断高度正常显示。

无线电通信测向误差分析

无线电通信测向误差分析

2常见的无线 电通信测 向误差
2 . 1 环 境 误 差
在进 行无 线 电通 信测 向时 ,辐 射源 辐射 的无限 电信号会 向系统投去,但 是受周边环境 【 关键词 】无 线电通信 测向误 差 误差分析 影响 ,在一定 空间范围内,如果存在森林、铁 塔、 山丘、高压线或 是测 向天线安装平台上的 金属结构都会影响无 线电的传输 方向,偏离线 无 线 电通信 测 向与 其他 测量 方 式相似 , 性传播路径 ,产生散射和反射 ,进 而影 响无线 都受到 一些限制 ,易引起误差 ,使得测 定的结 电通信测向 的精确度 ,造成测 向误差 。 果 与真 实值存在一定的偏差 。无线 电通信 测向 2 . 2 系统 误 差 误差一般 包括 两类误差 ,分别是随机 误差 和系 统误差 ,其 中既包括 了设备误差 、环境误 差, 系统误差指 的是在特定 的条件 下,无线电 也涵盖 了人为 误差。为 了提高无线 电通信测 向 通信设备的测 向保持 其他 因素不变 而产 生的, 的精确度 ,需要在分 析限制无线 电通信测 向的 可 以通过一定 的手 段进行优化修正 。L : l  ̄ n ,在 因 素 的基 础 上 , 进 一 步 分 析 误 差 原 因 ,尽 可 能 进行无线 电通信测 向时,需要先固定场地 ,而 低采取措施 降低 误差 。 后测量某一方 向的信 号,如果在 测量时出现由 二次辐射体造成 的方位误差 , 就属于系统误差 1 限制 无 线 电通 信 测 向 的 因 素 无 线 电通 信 测 向设备 的精度 是 决定测 向 无 线 电通信 测 向的 精确 度受 到 多重因 素 精确度 的重要 因素,测向设备本身的误差很容 影 响,是由多个因素共 同决定 的。一般的,传 易使得测 向过程 中产生示向度误差 。设备误差 输介质 不均匀、多径波相干 、设备精 度低 以及 便属于系统误差之 一。设备测向体制工作原理 噪声干扰 都会 对无线 电通信测 向造成 一定程度 上的误差 ,生产制造 时引起的误差,天线效应 的影响 。 以及设备显示器性 能差都是设备的误差,这些 缺陷都极 易引起无 线电通信测向的误差 。与其 1 . 1传榆介质 不均匀 他误 差 类型 相 比,设备 误差 对无 线 电通信 测 无 线 电传 播具 有直 线特 性 ,要求 传输 介 向的影响更大 ,这 是因为,测向设备误差与测 质均匀 ,然而地波在通过不 同类 型的地表 交界 试系统 的选型配置有 关,与安装 架设系统密切 时会存在 “ 海 岸效应 ”,传输介质 不均匀使得 相关,如果能够 了解 设备 的工作 原理,对系统 电离层在 反射时会发生偏移或 者阻挡的问题, 这样就会 造成无线 电传播 的方 向发 生改变。因 传输介质 不均 匀而发生 的反射偏移 可能随时间 而减少 ,但是 其他误差是无法真正 消除的,在 无线 电通信测 向时需要注意传输介质的控制 。

某型无线电高度表测高误差大问题分析

某型无线电高度表测高误差大问题分析

某型无线电高度表测高误差大问题分析作者:张波涛刘畅苍鹏浩来源:《科学与财富》2020年第23期摘要:针对飞机在水面低空大姿态飞行后某型无线电高度表存在测高误差大问题进行原理分析及验证,提出解决措施,并通过试验验证措施的有效性。

关键词:无线电高度表,数据异常,自动增益控制1 问题概述飞机在水面低空大姿态飞行时,某型无线电高度表失锁,输出无效高度数据,飞机姿态改为平飞后,无线电高度表输出高度与气压高度相差200m~300m,无法反映真实高度值。

经查看飞行数据,确认高度表故障;同时经对其他飞机的飞行数据查看后,发现存在同样故障。

经与部队相关人员讨论后,确认飞机水面上空低高度大姿态飞行时高度表存在测高误差大问题。

2 原理分析及验证2.1 原理分析经对无线电高度表的工作原理进行分析,认为出现该问题有以下两种原因:(a)跟踪天线辐射角60°的斜距反射信号;(b)跟踪二次反射信号。

2.1.1 跟踪天线辐射角60°的斜距反射信号天线辐射角度衰减见图1。

如图1 所示,天线60°辐射方向比0°辐射方向信号衰减约24dB,根据雷达手册(第三版)提供的数据,水面对60°入射角信号的衰减约30dB,因此,在60°辐射方向,反射信号比0°方向反射信号衰减约54dB。

将高度表在水面30m~500m 的外环损耗、二次反射外环损耗和60°斜距反射外环损耗及其对应灵敏度具体数值见表1。

由表1 可看出,天线辐射角60°的斜距反射外环损耗远大于高度表的跟踪灵敏度,因此,排除高度表跟踪天线辐射角60°斜距信号。

2.1.2 跟踪二次反射信号无线电高度表在设计时,一般使用接收功率与发射功率比值(即系统外环损耗)计算测高范围。

通过雷达方程可以计算出不同高度的外环损耗,在临界高度以下,外环损耗公式为:在临界高度以上,外环损耗公式为:临界高度计算公式为:根据临界高度以下外环损耗公式,推导出二次反射的外环损耗公式为:根据临界高度以上外环损耗公式,推导出二次反射的外环损耗公式为:经计算,高度表在低高度的外环损耗、二次反射外环损耗见表1。

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