本發(fā)明屬于無線電測高技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種多通道測高無線電高度表。

背景技術(shù)：

無線電高度表是利用電磁波進行距離探測的機載設(shè)備，目前無線電高度表多采用調(diào)頻連續(xù)波或脈沖壓縮測高體制。高度表通過定向天線向地面以一定角度輻射連續(xù)波或脈沖形式的電磁波，電磁波經(jīng)過空間的傳輸經(jīng)地面反射后被接收天線所接收，高度表利用電磁波傳輸?shù)臅r間延遲計算出飛行器距離地面的高度。目前高度表收發(fā)機的射頻收發(fā)單元只能實現(xiàn)一路射頻信號的發(fā)射與接收，由于高度表的測高是通過天線定向輻射電磁波來實現(xiàn)，而定向天線具有方向性，只能以一定角度向被測反射面進行輻射電磁波，實現(xiàn)特定方向上的距離測量。在實際應(yīng)用中，例如彈射座椅彈射出倉后，需要對不同方向的反射面同時進行高度測量，目前的無線電高度表無法完成這種任務(wù)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是：提出一種多通道測高無線電高度表，以便實現(xiàn)對多個方向的天線通道進行電磁波的發(fā)射與接收以及回波信號的處理，滿足彈射座椅彈射出倉后對不同方向的反射面同時進行高度測量的需要。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種多通道測高無線電高度表，其特征在于：它包括agc放大器1、第一混頻器2、第一濾波器3、低速ad轉(zhuǎn)化器4、fft變換器5、cpu6、dds信號發(fā)生器7、da轉(zhuǎn)換器8、第二混頻器9、第二濾波器10、功率放大器11、第二射頻開關(guān)12、第一射頻開關(guān)13、本振開關(guān)14和頻率源15；agc放大器1的射頻信號輸出端與第一混頻器2的射頻信號輸入端2a連接，第一混頻器2的信號輸出端2b與第一濾波器3的信號輸入端連接，第一濾波器3的信號輸出端與低速ad轉(zhuǎn)化器4的信號輸入端連接，低速ad轉(zhuǎn)化器4的信號輸出端與fft變換器5的信號輸入端連接，fft變換器5的信號輸出端與cpu6的信號輸入端6a連接，cpu的信號輸出端6b與dds信號發(fā)生器7信號輸入端連接，dds信號發(fā)生器7信號輸出端與da轉(zhuǎn)換器8的信號輸入端連接，da轉(zhuǎn)換器8的信號輸出端與第二混頻器9的信號輸入端9b連接，第二混頻器9的信號輸出端9c與第二濾波器10的信號輸入端10a連接，第二濾波器10的信號輸出端10c與功率放大器11的信號輸入端連接，功率放大器11的信號輸出端與第二射頻開關(guān)12的信號輸入端12a連接，第一射頻開關(guān)13的信號輸出端13a與agc放大器1的信號輸入端連接,cpu6的控制信號輸出端6e與第一射頻開關(guān)13的控制信號輸入端13b連接，cpu6的控制信號輸出端6d與第二射頻開關(guān)14的控制信號輸入端14b連接，第一混頻器2的信號輸入端2c與開關(guān)14的信號輸出端14a連接，第二濾波器10的信號輸出端10b與開關(guān)14的信號輸入端14c連接，開關(guān)14的信號輸入端14b與頻率源15的信號輸出端15a連接，頻率源15的信號輸入端15c與cpu6的信號輸出端6c連接，頻率源15的信號輸出端15b與第二混頻器9的信號輸入端9a連接。

本發(fā)明的優(yōu)點是：提出了一種多通道測高無線電高度表，實現(xiàn)了對多個方向的天線通道進行電磁波的發(fā)射與接收以及回波信號的處理，滿足了彈射座椅彈射出艙后對不同方向的反射面同時進行高度測量的需要。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的電路原理結(jié)構(gòu)框圖。

具體實施方式

下面對本發(fā)明做進一步詳細說明。參見圖1，一種多通道測高無線電高度表，其特征在于：它包括agc放大器1、第一混頻器2、第一濾波器3、低速ad轉(zhuǎn)化器4、fft變換器5、cpu6、dds信號發(fā)生器7、da轉(zhuǎn)換器8、第二混頻器9、第二濾波器10、功率放大器11、第二射頻開關(guān)12、第一射頻開關(guān)13、本振開關(guān)14和頻率源15；agc放大器1的射頻信號輸出端與第一混頻器2的射頻信號輸入端2a連接，第一混頻器2的信號輸出端2b與第一濾波器3的信號輸入端連接，第一濾波器3的信號輸出端與低速ad轉(zhuǎn)化器4的信號輸入端連接，低速ad轉(zhuǎn)化器4的信號輸出端與fft變換器5的信號輸入端連接，fft變換器5的信號輸出端與cpu6的信號輸入端6a連接，cpu的信號輸出端6b與dds信號發(fā)生器7信號輸入端連接，dds信號發(fā)生器7信號輸出端與da轉(zhuǎn)換器8的信號輸入端連接，da轉(zhuǎn)換器8的信號輸出端與第二混頻器9的信號輸入端9b連接，第二混頻器9的信號輸出端9c與第二濾波器10的信號輸入端10a連接，第二濾波器10的信號輸出端10c與功率放大器11的信號輸入端連接，功率放大器11的信號輸出端與第二射頻開關(guān)12的信號輸入端12a連接，第一射頻開關(guān)13的信號輸出端13a與agc放大器1的信號輸入端連接,cpu6的控制信號輸出端6e與第一射頻開關(guān)13的控制信號輸入端13b連接，cpu6的控制信號輸出端6d與第二射頻開關(guān)14的控制信號輸入端14b連接，第一混頻器2的信號輸入端2c與開關(guān)14的信號輸出端14a連接，第二濾波器10的信號輸出端10b與開關(guān)14的信號輸入端14c連接，開關(guān)14的信號輸入端14b與頻率源15的信號輸出端15a連接，頻率源15的信號輸入端15c與cpu6的信號輸出端6c連接，頻率源15的信號輸出端15b與第二混頻器9的信號輸入端9a連接。

本發(fā)明的工作原理是：多通道測高無線電高度表通過向地面發(fā)射射頻信號并接收地面反射回來的信號計算載機距地高度，采用調(diào)頻連續(xù)波模式，通過測量發(fā)射信號和接收信號的差頻來計算高度；高度表的射頻收發(fā)單元具有多個(6路)收發(fā)通道，利用分時切換射頻通道的方式，使得射頻通道每隔15ms自動切換至下一通道進行測高，高度表能夠在90ms內(nèi)完成全部6路射頻通道的測高。

多通道測高無線電高度表硬件具體實現(xiàn)步驟如下：

1、多通道測高無線電高度表分為射頻收發(fā)單元和信號解算單元，射頻收發(fā)單元與信號解算單元采用電連接器互連，信號解算單元對射頻收發(fā)單元進行供電、射頻開關(guān)定時切換以及工作狀態(tài)控制。

2、射頻收發(fā)單元用于調(diào)頻連續(xù)波的發(fā)射和接收。調(diào)頻連續(xù)波模式下，射頻發(fā)射通道將da轉(zhuǎn)換器輸出的中頻信號經(jīng)第二混頻器上混頻后經(jīng)過第二濾波器后進行濾波，之后經(jīng)過功率放大后從發(fā)射天線向地面發(fā)射，同時，部分功率(直接信號)經(jīng)本振開關(guān)進入接收通道的第一混頻器，用于接收信號的下混頻；射頻接收通道接收接收天線輸出的射頻信號，經(jīng)agc放大器放大后通過第一混頻器下混頻得到差頻信號，經(jīng)過第一濾波器進行濾波后輸出給信號解算電路進行中頻信號的處理以及高度的解算。

3、信號解算單元主要用于高度表的電源管理、射頻開關(guān)的切換控制、差頻信號的處理、高度信息的解算。信號解算單元提供無線電高度表所需電源并通過低速ad轉(zhuǎn)換器接收射頻處理電路輸出的差頻信號，ad轉(zhuǎn)換后經(jīng)fft變換器將其轉(zhuǎn)換為頻譜信號，然后通過cpu解算獲取高度信息，同時cpu控制dds發(fā)生器輸出線性調(diào)頻發(fā)射信號，然后經(jīng)da轉(zhuǎn)換器輸出給射頻處理單元。另外,射頻開關(guān)的切換控制通過cpu進行控制，cpu管腳通過發(fā)送三路cmos電平信號的高低電平，定時控制第一射頻開關(guān)和第二射頻開關(guān)選通某一射頻通道發(fā)送與接收，完成射頻通道的切換功能。

4、無線電高度表的軟件貯存在信號處理單元的cpu中，主要完成高度表工作狀態(tài)管理、高度信息解算、射頻通道切換控制等功能。

無線電高度表工作模式為調(diào)頻連續(xù)波模式。當(dāng)高度表開始上電工作時，高度表首先在第一射頻通道進行高度搜索，共搜索三次，當(dāng)搜索到有目標(biāo)后高度表進入調(diào)頻連續(xù)波模式下的跟蹤狀態(tài)，并進行高度解算。每個測高通道的測高時間為15ms,軟件每隔15ms定時控制cpu切換射頻開關(guān),使高度表進行下一通道的測高任務(wù)。

實施例

發(fā)明一種多通道測高的無線電高度表，采用調(diào)頻連續(xù)波的測高體制進行高度的測量，通過在高度表的射頻收發(fā)單元中增加程控射頻開關(guān)電路，利用fpga對射頻開關(guān)的通道進行切換控制，將發(fā)射的射頻信號分時順序切換到各個射頻通路進行發(fā)射與接收。高度表信號處理單元順序?qū)γ恳宦飞漕l通路的回波信號進行處理并解算出高度值。

調(diào)頻連續(xù)波體制的測高過程中采用fpga作為核心控制芯片，利用其實現(xiàn)fft變換、dds信號發(fā)生等功能。信號解算單元接收射頻收發(fā)單元輸出的10khz～7.5mhz差頻信號，并經(jīng)ad進行采集后通過fft測頻獲得高度信息。無線電高度表可以實現(xiàn)0米～2000米的測高，且測高精度可以達到：±0.6m或±2％h(取大者)。

為保證高度表多通道測高的實時性，將單通道測高的時間控制在15ms,單次測高時間為4ms，15ms內(nèi)將進行3次高度的搜索測量。出現(xiàn)高度目標(biāo)則對高度目標(biāo)進行高度解算。15ms后cpu通過控制射頻開關(guān)電路對射頻通路進行切換，使得高度表進行下一射頻通道的測量。射頻開關(guān)的隔離度為>85db,插入損耗為<0.4db，切換時間為<20ns,ns級別的轉(zhuǎn)換時間較短，有效減少了通道轉(zhuǎn)換過程中的時間延時。第二射頻通道的測高過程與第一通道完全一致，6個射頻通道依次進行測高過程，整個測高過程將會在90ms內(nèi)完成，有效保證了高度表各方向測高的實時性。