[其他]無源無線電高度計

無效

• 申請號: 87104480
• 申請日: 1987-04-17
• 公開（公告）號: CN87104480A
• 公開（公告）日: 1988-02-24
• 發明（設計）人: 埃弗雷特·E·弗米利恩
• 申請（專利權）人: 森德斯特蘭德數據控制公司
• 主分類號: G01S5/02
• 分類號: G01S5/02;G01S3/02;G01C3/00;G01C5/06
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 鄒光新

本發明涉及飛行儀器和航空電子技術的一般性研究課題。更具體地說，本發明是一種使用由另一個航空站或場所發射的無線電信號來測量飛行器距地面高度的飛行高度計。

飛機或其他飛行器的飛行高度的傳統測量方法是采用氣壓計為基礎而設計的一種儀器。這種儀器稱之為氣壓高度計。雖然這種高度計已得到廣泛的采用，但它仍有缺點。例如，由于天氣變化引起的大氣壓力的變化必須要修正，而且測量出的高度是海撥高度而不是距地面的高度。

一種無線電高度計采用電磁輻射來測量飛行器的飛行高度。這種高度計是根據無線電信號的發射和被反射回來的信號之間的時間差進行測量。美國專利2020347號介紹了一種早期的測量裝置。而雷達高度計則是另外一種類型的高度計（參見美國專利3543270號）。常規無線電高度計產生大約4.3千兆赫（GHz）的信號。雖然無線電高度計或者雷達高度計具有很多勝過氣壓高度計的優點，但并不是所有場合它們都能使用。

特別是當執行飛行任務處在不友好地域時，經常需要確保飛行器的各種無線電能源不被偵察到。這樣，無線電發射機、雷達和無線電高度計都要關掉，以避開敵人用這些發射進行偵察和武器制導。雖然在這些情況下可以使用氣壓高度計，但不具備執行這樣的飛行任務要求的精度和響應性。而且它們也不能測量出飛行器距地面的高度。

因此，希望找到一種既具有無線電高度計或雷達高度計的各種優點，本身又不發射使其被偵察到的信號的理想設備。實際上，就是需要一種無源的無線電高度計。無源測距計在現有技術中尚未出現。美國專利4130360號給出了有關激光高度計的技術教導。美國專利4558323號介紹了一種無源測量距離、速度和測試飛行器距靶機的路程的方法。然而無源飛行高度測量的研究仍被忽視了。

顯然，使人們能夠按照無線電高度計的精度無源地測定自己飛行器距地面的高度的一種方法和設備將能解決這種難題并滿足軍事和商業飛行長期以來的需要。

按照本發明公開的一種測量飛行器飛行高度的方法和設備不需要該飛行器發射電磁能。具體地說，第一飛行器的飛行高度是使用位于比該飛行器飛行高度更高的第二飛行器上發射的電磁輻射來無源地測定。具體地說，處于較高飛行高度的飛行器裝有直接射向地球和第二飛行器或無源飛行器的總體方向的電磁輻射源，而該第二飛行器裝有接收由第一飛行器直接發射來的電磁輻射的裝置和接收由第一飛行器發射并被地面反射的電磁輻射的裝置。通過觀測直射路徑信號、反射路徑信號接收到的時間差和兩個信號接收的角度，計算出無源飛行器的飛行高度。

在本發明的一個實施例中，處于較低高度的飛行器在其本體或機體的上部裝有一個天線，在其下部裝有另一個天線。每個天線都能產生一輸出信號用于計算接收到電磁能的入射角。在一個非常特殊的實施例中，處在較高飛行高度的飛行器位于處在較低飛行高度的飛行器的垂直正上方，這樣接收直接輻射和反射輻射的角度基本上是零度。這種情況簡化了飛行高度的計算。顯然，本發明的其他優點和特征將很容易地由本發明詳細的說明書、列舉的各實施例、說明書附圖以及各權利要求中看出。

圖1表示可使用本發明的外部環境;

圖2表示載有本發明裝置的兩個飛行器的一般位置關系;

圖3是計算飛行高度的幾何圖示。

雖然本發明允許有許多不同形式的實施例，然而本公開是以考慮發明原理的例子為條件，在各附圖中及說明書中詳細描述的僅是一個具體的實施例，本發明不應受圖示的具體實施例的限制。

先看圖1，該圖中地面上空畫有二個飛行器和一個衛星。具體地說，圖中有一個處在地球軌道上的衛星10，一個相對于地面14而言處在某一高度上的飛行器12以及處在地面和第一飛行器之間的第二飛行器16。第二飛行器16被看作是無源飛行器或無源臺站，因為該飛行器不發射任何用來測定飛行高度的電磁輻射。然而，處在較高位的飛行器12或者衛星10被看作有源飛行器或有源臺站，因為它們用于測定無源飛行器16飛行高度的電磁輻射源。

使用無源設備測定飛行器的飛行高度并具有無線電高度計的精度級將從以下的實施例中描述得更清楚。在軍事行動中，飛行器將以相當低的飛行高度或稱之為“樹頂”高度多次潛入敵人防衛地域內。這種低空飛行的飛行器更有可能在常規地面雷達系統的搜索路徑下通過。