专利名称：实时脉宽测量无线电高度表的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及到无线电高度表，具体地说就是一种采用实时脉宽测量技 术的无线电高度表。
背景技术：
无线电高度表是一种以地球表面为反射面，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高度的一种测高雷达，目前广泛应用于各种导 弹、无人机、飞机等飞行器中。目前，国内外无线电高度表中大多采用三角波调频连续波体制，如图1、 图2所示。被测高度H是调频频偏、调制周期和差拍频率的函数H=C Tra fb / (4 AF)式中C为电磁波在空气中的传播速度，Tm为调制信号的调制周期，fb为 差拍频率，AF为调频频偏。调频频偏AF —般设计成常量保持不变，调制周 期Tm为高度表工作参数已知，通过测量差拍频率fb即可确定高度H。普通无线电高度表差拍频率fb测量使用脉冲计数方法，高度表高度计算 单元通过对Tm周期内的fb脉冲个数进行计数，可以测量在Tm周期内的fb平 均频率，因此可每隔Tm时间测得一当前高度，该高度实际上为Tra时间周期内 的平均高度。当被测高度增加时，由于受无线电高度表中频带宽限制，为保证 差拍频率fb在高度表信号带宽内，高度表调制周期Tm也会相应增加，高度表高度测量时间间隔也就相应延长。随着航空航天与军事技术的发展，各类飞行器飞行速度越来越快，高度变 化率越来越高，要求无线电高度表能够实时、准确输出高度，满足飞行器大的 高度变化率的要求。目前，普通无线电高度表无法满足这类飞行器要求，影响 了无线电高度表在这类飞行器上的使用。发明内容针对现有普通无线电高度表的缺点，本实用新型的目的是提供一种实时脉 宽测量的无线电高度表，可实时输出测量高度。为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是实时脉宽测量无线电高 度表，其特征在于，包括接收天线、微波接收模块、中频放大器、时钟计数器、 控制模块、三角波发生器、微波发射模块、发射天线；所述的微波发射模块受三角波发生器输出的调制信号控制产生连续波调 频信号，此信号一小部分作为微波接收模块的本振信号，其余部分能量通过天 线发射；该微波发射模块的输入端与三角波发生器的输出端连接，其输出端分 别与微波接收模块和发射天线连接；所述的微波接收模块用于接收从接收天线输出的回波信号，与本振信号混 频后产生接收中频信号输出；该微波接收模块的输出端与中频放大器的输入端 连接；中频放大器的输出端与时钟计数器的输入端连接；所述的时钟计数器用于进行实时脉宽测量，并将测量结果送到控制模块； 该时钟计数器的输出端与控制模块的输入端连接；所述的控制模块用于对三角波发生器进行控制和调节，并完成高度数据计 算，该控制模块的输出端与三角波发生器的输入端连接。上述实时脉宽测量无线电高度表，其中，所述的控制模块调节高度表调制 周期与调频频偏。上述实时脉宽测量无线电高度表，其中，所述的控制模块包括顺序连接的 一高度计算单元、 一高度数据输出单元、 一三角波控制单元；所述的时钟计数 器的输出端与高度计算单元的输入端连接；所述的三角波控制单元的输出端与 三角波发生器的输入端连接。上述实时脉宽测量无线电高度表，其中，所述的时钟计数器采用被测脉冲 宽度或脉冲间隔作为时间闸门，控制启动和停止，以测量脉冲宽度或脉冲间隔。上述实时脉宽测量无线电高度表，其中，所述的时钟计数器采用高速可编 程门阵列FPGA电路实现。由于本实用新型采用了以上的技术方案，能够实时输出测量高度，满足大 高度变化率飞行器对无线电高度表的使用要求。具有较好的实用性和经济性。
本实用新型的具体结构由以下的实施例及其附图进一步给出。图l、图2是现有技术无线电高度表输出的波形图。图3是本实用新型实时脉宽测量无线电高度表的电方框图。图4是本实用新型实时脉宽测量无线电高度表的输出波形示意图。
具体实施方式
请参阅图3，这是本实用新型实时脉宽测量无线电高度表的电方框图。本 实用新型实时脉宽测量无线电高度表，包括接收天线1、微波接收模块2、中 频放大器3、时钟计数器4、控制模块5、三角波发生器6、微波发射模块7、 发射天线8。所述的微波发射模块7的输入端与三角波发生器6的输出端连接，该微波 发射模块7的输出端分别与微波接收模块2和发射天线8连接；该微波接收模 块2的输出端与中频放大器3的输入端连接；中频放大器3的输出端与时钟计 数器4的输入端连接；该时钟计数器4的输出端与控制模块5的输入端连接； 该控制模块5的输出端与三角波发生器6的输入端连接。所述的微波发射模块7受三角波发生器6输出的调制信号控制产生连续波 调频信号，此信号一小部分作为微波接收模块2的本振信号，其余部分能量通 过发射天线8发射；微波接收模块2用于接收从接收天线l输出的回波信号， 与本振信号混频后产生接收中频信号输出；时钟计数器4用于进行实时脉宽测 量，并将测量结果送到控制模块5;控制模块5用于对三角波发生器6进行控 制和调节，并完成高度数据计算。本实用新型实时脉宽测量无线电高度表中，所述的控制模块5包括顺序连 接的一高度计算单元51、 一高度数据输出单元52、 一三角波控制单元53;所 述的时钟计数器4的输出端与高度计算单元51的输入端连接；所述的三角波 控制单元53的输出端与三角波发生器6的输入端连接。本实用新型实时脉宽测量无线电高度表中，时钟计数器4是关键之一。本 实用新型采用高速时钟计数器4。该高速时钟计数器4采用被测脉冲宽度或脉冲间隔作为时间闸门，控制该高速时钟计数器4的启动和停止，以测量脉冲宽 度或脉冲间隔。本实施例时钟计数器4为高速时钟计数器。本实用新型的工作原理是微波发射模块7微波发射模块7受调制信号控制产生连续波调频信号，此 信号一小部分作为微波接收模块2的本振信号，大部分能量通过天线发射。回 波信号被天线接收后送到微波接收模块2，与本振信号混频后产生接收中频信 号。接收中频信号经放大器放大送到高速时钟计数器4进行实时脉宽测量。高 速时钟计数器4输出的脉宽测量结果送到控制模块5，控制模块5根据脉宽测 量结果进行高度计算输出高度数据。控制模块5除完成高度数据计算外，它还 对三角波发生器6进行控制，调节高度表调制周期Tm与调频频偏AF (请配合 参见图1)。图4是本实用新型的波形输出示意图。其中差拍频率信号脉冲宽度为Tg， 高速时钟信号宽度To。在Tg时间内高速时钟计数器4计数N个脉冲，则脉冲 宽度Tg等于NTo。由于计数器存在士l的测量误差，因此在高速时钟信号频率 选择中要尽量采用高的频率。无线电高度表差拍频率一般为几十kHz左右，采 用工作频率为几十MHz的高速时钟信号，完全可以对差拍频率脉冲宽度进行精 确测量，计数器误差可忽略不计。高速时钟计数器4一般可采用高速可编程门 阵列(FPGA)电路实现。通过测量脉冲宽度Tg就可以得到差拍频率fb，由差 拍频率fb即可确定高度H。本实用新型实时脉宽测量无线电高度表能够实时、准确输出高度，满足飞 行器大的高度变化率的要求，具有很强的实用性。
权利要求1、实时脉宽测量无线电高度表，其特征在于，包括接收天线、微波接收模块、中频放大器、时钟计数器、控制模块、三角波发生器、微波发射模块、发射天线；所述的微波发射模块受三角波发生器输出的调制信号控制产生连续波调频信号，此信号一小部分作为微波接收模块的本振信号，其余部分能量通过天线发射；该微波发射模块的输入端与三角波发生器的输出端连接，其输出端分别与微波接收模块和发射天线连接；所述的微波接收模块用于接收从接收天线输出的回波信号，与本振信号混频后产生接收中频信号输出；该微波接收模块的输出端与中频放大器的输入端连接；中频放大器的输出端与时钟计数器的输入端连接；所述的时钟计数器用于进行实时脉宽测量，并将测量结果送到控制模块；该时钟计数器的输出端与控制模块的输入端连接；所述的控制模块用于对三角波发生器进行控制和调节，并完成高度数据计算，该控制模块的输出端与三角波发生器的输入端连接。
2、 根据权利要求l所述的实时脉宽测量无线电高度表，其特征在于，所 述的控制模块调节高度表调制周期与调频频偏。
3、 根据权利要求l所述的实时脉宽测量无线电高度表，其特征在于，所 述的控制模块包括顺序连接的一高度计算单元、 一高度数据输出单元、 一三角 波控制单元；所述的时钟计数器的输出端与高度计算单元的输入端连接；所述 的三角波控制单元的输出端与三角波发生器的输入端连接。
4、 根据权利要求l所述的实时脉宽测量无线电高度表，其特征在于，所 述的时钟计数器以被测脉冲宽度或脉冲间隔作为时间闸门，控制启动和停止， 以测量脉冲宽度或脉冲间隔。
5、 根据权利要求4所述的实时脉宽测量无线电高度表，其特征在于，所述的时钟计数器采用高速可编程门阵列电路实现。
专利摘要本实用新型公开了一种实时脉宽测量无线电高度表，其特点是，包括接收天线、微波接收模块、中频放大器、时钟计数器、控制模块、三角波发生器、微波发射模块、发射天线；微波发射模块的输入端与三角波发生器的输出端连接，其输出端分别与微波接收模块和发射天线连接；微波接收模块的输出端与中频放大器的输入端连接，其输出端与时钟计数器的输入端连接；时钟计数器的输出端与控制模块的输入端连接；控制模块的输出端与三角波发生器的输入端连接。能够实时输出测量高度，满足大高度变化率飞行器对无线电高度表的使用要求。具有较好的实用性和经济性。
文档编号G08C17/00GK201126637SQ20072019888
公开日2008年10月1日 申请日期2007年12月5日 优先权日2007年12月5日
发明者汪海勇, 弘 管, 华 纪 申请人:中国电子科技集团公司第五十研究所