无线电高度表自检系统及自检方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105466454A(43)申请公布日2016.04.06(21)申请号201510891551.6(22)申请日2015.12.04(71)申请人中国电子科技集团公司第五十研究所地址200063上海市普陀区武宁路423号(72)发明人纪晨华纪华黄丽芳(74)专利代理机构上海汉声知识产权代理有限公司31236代理人郭国中(51)Int.Cl.G01C25/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称无线电高度表自检系统及自检方法(57)摘要本发明提供了一种无线电高度表自检系统，包括差拍信号模块、三角波相位信息模块、差拍频率计算模块、高度计算模块、多普勒速度计算模块、升降速度计算模块和系统自检模块。本发明还公开了利用上述无线电高度表自检系统实现自检的方法。本发明准确测量高度表的多普勒频移，同时比较测高数据微分后的升降实际升降的速度，通过两者的对比实现对高度表的自检。CN105466454ACN105466454A权利要求书1/1页1.一种无线电高度表自检系统，其特征在于，包括差拍信号模块、三角波相位信息模块、差拍频率计算模块、高度计算模块、多普勒速度计算模块、升降速度计算模块和系统自检模块，所述差拍信号模块连接差拍频率计算模块，所述三角波相位信息模块连接差拍频率计算模块，所述差拍频率计算模块连接多普勒速度计算模块，所述差拍频率计算模块连接高度计算模块，所述高度计算模块连接升降速度计算模块，所述多普勒速度计算模块与升降速度计算模块连接所述系统自检模块。2.一种如权利要求1所述的无线电高度表自检系统的自检方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)所述三角波相位信息模块向差拍频率计算模块发送三角波相位信息；(2)所述差拍频率计算模块根据所述三角波相位信息，分别在高度表三角波调制周期的上升阶段和下降阶段分别对差拍信号进行频率测量，并将计算结果分别送到所述高度计算模块和所述多普勒速度计算模块；(3)所述高度计算模块根据差拍信号频率测量结果获得当前高度信息，并将信息送给升降速度计算模块；(4)所述升降速度计算模块根据当前高度以及以往高度信息计算出高度表的升降速度并将结果送给系统自检模块；(5)所述多普勒速度计算模块根据所述差拍频率计算模块发送来的计算结果计算出高度表的升降速度结果发送给所述系统自检模块；(6)所述系统自检模块根据获得的高度表两种升降速度，判断两者的误差是否在预定误差范围内，从而判定高度表是否处于正常工作状态。2CN105466454A说明书1/4页无线电高度表自检系统及自检方法技术领域[0001]本发明涉及无线电测高技术领域，具体地，涉及一种无线电高度表自检系统及自检方法。背景技术[0002]在无线电高度表的应用中，多普勒效应是一个不可忽略的误差因素，以往的高度表设计中采用各种方法消除多普勒效应带来的误差，但效果都不理想。[0003]当观测点相对波源有相对运动时，观察点测量到的波源频率将会发生变化，这种现象成为多普勒效应。[0004]当波源与观察点存在相对运动时，以两者处于相向运动(距离随时间减少)为正方向V，则造成的波长的变化如式1所示：[0005][0006]其中C为光速，λ为原始波长，λd为多普勒效应后的波长。频率变化如式2所示：[0007][0008]其中F为原始频率，Fd为多普勒效应后的频率，考虑到一般物体运动速度远远小于光速，则多普勒效应引起的频率误差如式3所示：[0009][0010]因此，当波源与观察点互相接近时频率增加，互相远离时频率降低，频率增加(减小)的大小与相对速度成正比无线电高度表工作原理无线电高度表是利用测量电磁波传播延迟的原理，来确定地球表面上空飞行器的高度。连续波调频体制无线电高度表，发射一个频率随时间变化的信号，接收的回波信号具有与高度相一致的时间延迟。发射与接收信号的差拍频率输出是延迟时间的函数，因而也是高度的函数。脉冲体制无线电高度表是将电磁波脉冲信号照射地球表面，测量回波信号相对发射脉冲的延迟时间，这样就确定了高度。当飞行器相对地面有垂直升降速度时，其回波信号频率将随之改变，必然对高度表带来测量误差。[0011]在高度表的实际使用中，当飞行器以V1的速度运动(以向上为正方向)，地面反射电波波长变化如式4所示：[0012][0013]相应其反射频率变化如式5所示：[0014][0015]那么飞行器多普勒效应给回波信号带来的误差如式6所示：3CN105466454A说明书2/4页[0016][0017]由此可见，当飞行器的垂直升降速度越高，其多普勒效应越加明显。假设飞行器以音速飞行，俯仰角为30°，高度表工作频率为4200MHz～4400MHz，其带来的多普勒效应可达到2KHz，而高度表中频