调频式高度表对频率测量的分辨率较高,对应的最小测量高度可达0.5米,多用于飞机靠近地面(如600米以下)时的低空飞行引导,特别是在进场着陆阶段,故也称为低高度表或小高度表。
设备主要由调制器、发射振荡器、混频器、差频放大测量电路、收发天线等单元组成,发射信号一般位于4000~5000兆赫兹范围内的一个频段上。调制器产生频率调制控制信号,通过发射振荡器向外发射,并同时传递到混频器。混频器对发射信号与反射回波信号进行处理,得到两信号的差拍频率,其对应于飞行载体到地面的距离或高度。调频式无线电高度表组成及工作过程图如下。
直接调频形式的无线电高度表,存在信号体制上的缺陷,具有阶梯误差,并且受到最高可测高度的制约。实际应用的为固定差拍频率式高度表,基于保持差拍频率基本不变的原则,当高度变化时,通过调整无线电信号的调频速率,即改变调频信号的调制周期,使差拍频率保持近似恒定,这时高度的变化将通过调制周期的变化反映出来,也称为跟踪调频式高度表。
无线电高度表作为飞行载体的必备基本仪表,是重要的高度数据源之一。由于调频式高度表具有体积小、重量轻、发射功率低、测量精度高等诸多优点,广泛应用在飞机、直升机、无人机、导弹等多种飞行器上。
调频式高度表的小高度特性,对飞行载体低空飞行的安全特别重要,其高精度、高灵敏、高可靠的特点,可以有效避免飞行器飞行过程中触碰地面的障碍物而发生危险,一直是保证飞行安全的关键设备。