基于航空雷達高度表增益控制電路原理及應用研究

劉喜榮+黨冰洋+樊萌

摘 要：航空領域中，雷達系統是改善空中管制環境的重要手段。在航空雷達系統中，雷達高度表是其中的重要設備，對于判斷飛機的實際高度具有重要作用。本文主要對雷達高度表的增益控制原理進行闡述，并探討其實際應用。

關鍵詞：航空雷達高度表；增益控制電路；運行原理；技術應用

引言：雷達高度表作為判斷飛機高度的主要設備，按照其運行方式，可以分為脈沖式及連續波式和數字式三種類型。在實際的航空領域雷達探測系統中，脈沖式的應用較為廣泛，且運行平穩、準確度高、探測的范圍廣。因此，對這一類雷達高度表的增益控制電路的原理及技術應用進行分析，是非常有現實意義的。

1.雷達高度表增益控制電路的運行原理

雷達高度表通過無線電波的反射原理進行工作，這種裝置對于無線電波的接收及發送功能的要求較高，接收回波時，通常會受到發射功率、發射距離、發射信道的衰減及周邊環境變化等因素的影響，對電波的接收造成一定的阻礙，有可能會限制波的真實性。因此，對雷達高度表運用增益方法來提高其接收的強度，能夠便于回波接收系統進一步適應無線電波的波動與變化。

1.1增益控制電路的運行特性

在航空雷達高度表中，增益控制電路能夠根據信號的實際情況對自身的增益效果進行自發性的控制，這通常會對雷達系統的參數提出一定的要求。一般而言，在進行信號的輸入時，雷達的回波接收系統的信號動態范圍應該控制在80-100分貝，信號發送系統的信號動態范圍應該控制在5-15分貝之間。

1.2增益控制電路的運行原理

當增益放大器對信號Vi進行放大時，其增益會隨之而變化。檢波器、直流放大器及比較器之間會形成一個信號反饋的控制系統。可控增益放大器通過檢波器將其交變信號轉化為直流信號，經直流放大器作用之后，直流信號會被放大，在比較器中同參考的信號參數VR進行對比，產生直流電壓Vc，進而形成一個閉合的回路。

當提高輸入電壓而使輸出的電壓發生幅度提高時，在反饋控制系統中產生控制電壓，降低Ac；當降低輸入電壓而使輸出的電壓發生幅度降低時，在反饋控制系統中產生控制信號，提高Ac。由此可見，通過信號的反饋控制機制，能夠保證信號變化幅度增加或降低時，其輸出信號的變化較小，并盡量保持信號的恒定。

2.雷達高度表增益控制電路的技術應用

2.1增益控制電路的技術應用

在航空雷達高度表中，增益控制電路的應用是當雷達高度表處于平穩運行的狀態時，通過判斷信號接收的波動及噪音情況，適當輸出電壓，從而對其增益量進行控制。

在雷達高度表中，增益控制電路主要通過噪音增益控制和脈沖增益控制兩種形式來實現對增益量的控制。

2.2.1噪音增益控制

噪音增益控制通常會在信號的接收放大器的輸出部位進行信號的采樣，通常而言，噪音增益控制會利用檢測電路進行電平的接收，實現對中放增益的有效控制，從而盡量使信號的接收端能夠平穩地實現信號的接收。

2.2.2脈沖增益控制

對雷達高度表跟蹤時，應盡量減少其脈沖幅度波動，這種控制形式通常會應用在噪音增益控制方式之上，實現對增益的進一步控制。

如圖2所示，脈沖增益控制電路是由2BG3及2BG25等共同組成的，脈沖增益電路是對由B點接入的跟蹤脈沖與回波脈沖進行判斷，這兩種脈沖信號若有重合，則根據實際情況來對電路進行控制與跟蹤，進而實現對雷達高度表的整體控制。

2.2近距離靈敏度控制電路的技術應用

近距離靈敏度控制電路在雷達高度表中的應用，其主要目的是為減少其所發送的信號在發送過程中，受到外在因素的干擾。這種控制電路能夠盡可能地保證發送信號的穩定性。其工作機理是：首先檢測其慢掃描電壓值，當慢掃描電壓較低時，對其進行負電壓的輸出，從而實現中放增益的有效降低。

如圖3，在7JC1進行正向的電壓輸出時，不會對其中放增益造成影響；當7JC1輸出負向的電壓時，會使中放增益降低，且負向電壓越大，中放增益下降的就越明顯。

7JC1分壓之后，向其反相輸入端提供小的固定正電壓，其電壓受到7BG15的運行狀態影響。一般而言，7BG15是導通的，且其反相輸入端的電壓會低于同相輸入端。

此外，7JC2的同相輸入端連接于內距電壓。當內距電壓升高時，3BG25會發生反偏現象，但對7JC1的信號輸入并無影響。這就表明，飛機的飛度較高時，近距離靈敏度控制電路的靈敏性較高；飛機高度較低時，內距電壓降低，近距離靈敏度控制電路的靈敏性也會降低[1]。

結語：在航空雷達高度表中，增益控制電路運行較為復雜，且缺少運行標準的約束，因此，在增益控制電路的實際應用過程中，應當定期對其進行合理的檢測與養護。在現實情況下，增益控制電路通常會對雷達高度表起到合理的增益作用，能夠實現對飛機高度的精準測算，在航空運輸行業中的作用十分明顯。

參考文獻：

[1]姜茂仁，劉水，王茹意. 航空雷達高度表增益控制電路原理及應用[J]. 信息化研究，2013，01：58-60+65.endprint