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摘要：双模式无线电高度表将调频连续波模式和脉冲压缩模式进行有效的结合，从而使测高的单一性得到有效的改善，这样不仅能够使测量范围得到有效的扩大，而且能够使测量的精准度和地形适应能力得到显著的提升。同时，能够使飞行器的不同需求得到有效的满足，从而为飞行的安全性提供保障。本文对双模式无线电高度表的设计进行详细的研究。此次研究从无线电高度表简述入手，对其基本原理以及设计进行研究。此次研究对双模式无线电高度表的重要性进行明确，从而使其设计会更加的合理化。
关键词：双模式无线电高度表；调频连续波；脉冲压缩；设计
前言
无线电高度表能够对飞机和地面之间的相对距离进行有效的测量，为了使飞机的在低空领域的飞行以及其他特殊需求得到满足，需要对双模式无线电高度表进行设计和研究。本文从以下方面对其进行详细的阐述。此次研究对丰富双模式无线电高度表方面的知识具有理论性意义，对其设计的有效性和完善性的开展具有现实指导性意义。
一、无线电高度表的简述
无线电高度表是一种机载无线电设备，目前国内大部分无线电高度表主要组成结构为收发机、天线、指示器等。其能够对飞机与地面间的相对距离进行测量。通常情况下，无线电高度表主要用于军用、民用飞行器在低空领域的飞行，如飞行器的起飞、着陆等。
二、无线电测高原理
无线电测高指的是向地面发射信号，信号通过地面进行反射之后被接收，通过一系列有效的计算之后，能够对飞行器与地面之间的高度进行测量。当下，测高模式由调频连续波模式、脉冲压缩模式、伪随机码模式三种构成。
（一）调频连续波测高原理
无线电高度表对调频信号进行发射，该发射的信号以连续波为主，通过地面的有效反射之后，被相应的接收装置所接收，在信号往返时间的基础上，对其高度进行有效的计算。调频带宽用B表示，调频周期用T表示，与发射信号相比，反射信号的延迟时间用
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表示，频差用
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表示。从而可知测量高度
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，由于
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，可以将测量高度公式进行转化和整理，即
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。当调频周期T和调频带宽B保持恒定不变时，对频差△f进行测量，就能够得到测量高度H的值。
（二）脉冲压缩测高原理
无线电高度表对脉冲信号进行发射，该系列的信号经过地面进行反射之后，对发射信号和接收信号之间的延迟时间进行测量，从而能够对高度方面信息进行全面的掌握。发射信号先经过H的高度，再通过地面进行有效的反射，从而使回波信号得以形成，两个信号之间的时间延迟用△t表示。由此可知
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，将其变换整理为
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，即对时间延迟△t全面掌握之后，就可以得到测量高度。
（三）伪随机码测高原理
无线电高度表发射端发射伪随机码调制信号，码片宽度为τ0，码长周期为T。在接收端接收到的反射信号通过还原处理后可得到收端的伪随机码信号，与发端的伪随机码信号作相关处理后，获得一个伪码相关峰，即可测得信号的传播时延t，t包括了码片时延及片相位时延，其计算公式为：t=n×τ0+Δτ。最后根据公式H=c×t/2即可得到测量高度。
三、双模式无线电高度表的设计
（一）整体设计
就双模式无线电高度表设计而言，需要将数字化的设计手段引入其中，在调频和脉冲压缩得到保障的前提下，对其进行合理的通用化和集成化设计，对元器件的种类和数量进行有效的缩减，这样不仅能够使两种测高模式共用一个硬件平台，而且能够实现产品的小型化和集成化。除此之外，对两种测高模式的算法进行有效的融合，利用工作模式的切换，使测高功能正常实现，并且在不同工作模式下的分界点能够有效确定，进而为产品稳定的工作奠定基础。双模式无线电高度表原理框图如图1所示。
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图1 双模式无线电高度表原理框图
在调频连续波模式下，处理单元能够产生中频连续波信号，频率源能够生成高频信号，两个信号能够进行有效的上混频。当其通过滤波器之后，能够将其分成两部分，其中一部分被有效的放大，从而用来作为调频连续波的本振信号，另一部分利用功率放大之后，通过发射天线来进行有效的发射。接收天线对回波信号进行接收，在选择开关的作用下，能够和发射时的参考信号进行必要的下混频，从而使差频信号得以产生。对处理单元中的数模转换器进行有效的利用，能够使模拟差频信号向数字信号进行转换，之后需要经过特殊的处理，如FFT频率精测、平滑滤波等，从而能够使高度数据得到解算，进而使相对高度被有效获取。
在脉冲压缩模式下，处理单元能够对脉冲序列进行输出，频率源对高频信号进行产生，两者进行有效的上混频，发射天线能够对产生的混频信号进行有效的发射。接收通道对接收的回波信号进行有效的滤波放大，在选择开关的控制下，放大的信号和频率源产生的高频信号进行有效的下混频，从而使差拍信号得以产生。差拍信号通过处理单元的脉冲压缩及MTD处理之后，能够使高度数据被有效的获取。
（二）算法设计
双模式无线电高度表的处理单元，不仅需要对高度信息进行有效的计算，而且需要对工作模式的切换进行合理化的设计，以及对工作状态进行有效的控制。双模式无线电高度表具有两种工作状态，即高度搜索、高度跟踪，高度表需要对两种工作状态的切换进行有效的管理，即高度表能够及时转换为搜索模式或跟踪模式。
就搜索模式而言，当双模式无线电高度表通电工作之后，首先进入到调频连续波模式。该种模式下，能够在5000m范围以下进行持续的高度搜索。当该高度范围内无搜索目标之后，高度表就会对调频连续波模式进行关闭，并且切入到脉冲压缩工作状态。脉冲压缩模式能够对5000-15000m范围内的目标进行搜索，当该范围内未出现目标后，高度表会继续进行状态的切换。
就跟踪模式而言，当无线电高度表处于调频连续波模式时，在0-5000m高度范围内，一个目标被多次搜索到之后，高度表会切换到跟踪状态下，当高度超过5000m范围之后，高度表会对调频连续波模式进行关闭，并且转换成脉冲压缩方式。当高度范围低于5000m之后，工作模式会进行重新切换。
（三）模拟验证
将双模式无线电高度表和模拟试验器两者进行有效连接，从而能够对测高能力进行有效的验证，验证的结果如图2所示。从验证结果中可知，双模式无线电高度表在15000m高度下的测量精准度相对比较准确，由于高度表的不断变化，在5000m处，调频连续波和脉冲压缩两种模式的切换能够正常实现。
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图2 实验结果对比
结语
通过本文的论述可知，无线电高度表通过对飞行器和地面的垂直距离进行测量，从而为飞行器起飞以及着陆提供保障，对飞行安全具有重要意义。双模式无线电高度表能够对工作状态和模式能够进行有效的切换，因此，需要对其进行不断的研究和设计，从而使其作用能够得到最大化的体现。除此之外，由于技术手段和经济的不断发展，需要对其进行深入的研究，从而使飞行器的需求得到满足，进而为航空事业的健康发展提供保障。
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