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摘要：无线电高度表是中、大型飞行器必备的飛行仪表设备，主要用于测量飞行器离地面的真实高度，是飞行器重要导航设备之一。当飞行器进行多机编队时，必须考虑多台无线电高度表同时工作时相互干扰问题。
本文介绍了无线电高度表同频干扰的成因及影响，并给出了三种解决方案，并阐述了可变PRF方案解决同频干扰的原理以及实现方法。
关键词：无线电高度表 同频干扰 解决方案
一、同频干扰的成因及影响
由于飞行器所用高度表带宽通常只有200MHz，带宽有限，因此在批量交付用户后，有可能会出现同一个用户所配的多台高度表中有发射信号频率相同的情况，当用户多机编队飞行时，由于高度表测量的是地面面目标，天线发射波束宽度较宽，一般在50°左右，多台高度表在空中，其发射信号经地面反射后被彼此接收（见图1）。
此时， A（B）机高度表发射的信号进入B（A）机接收通道后存在一定的速度，当A（B）机高度表发射的信号以一定速度移动到B（A）自身发射信号附近时，造成拖曳干扰，A机高度数据被B机高度表发射信号以一定速度拖动，造成A机高度数据周期性跳动。
而当多机编队分离后，高度数据会自动消失，高度表恢复正常。
二、同频干扰的解决方案
飞行器配套的高度表频段划分在C波段，一般指定频带在200MHz带宽内，按单脉冲点频 10MHz接收带宽计算，在指定频带内也只能有二十台高度表发射频谱能完全分开，因此，固定错开频点措施不能彻底、有效解决高度表同频干扰问题。
目前，高度表抗干扰措施主要有以下三种：
1. 脉冲编码技术
脉冲编码技术即高度表在发射射频脉冲时，利用脉内编码（巴克码）加入一个身份识别信息，接收机在接收回波时，接收通道先对射频回波脉冲进行身份识别，如身份不一致，则不让回波进入跟踪回路。
优点：采用脉内编码技术能有效扩展有限频带的利用率，一般适用于恶劣电磁环境及大机群编队飞行。
缺点：技术复杂，成本高，在无线电高度表应用中尤其要重视旁瓣抑制比。
2. 跳频技术
在指定带宽内中心频率进行伪随机跳动，从而减少高度表彼此之间同频干扰概率。综合考虑滤波器及天线带宽等指标，单脉冲点频高度表在200MHz指定带宽内建议设置16个跳频点数较为合适。
优点：技术成熟，难度适中，一般适用于有限电磁环境。
缺点：成本较高，跳频点有限，不适合大机群编队飞行。在应用中需关注跳频速度及跳频对测高精度的影响。
3. 可变PRF技术
可变脉冲重复频率，即发射脉冲的重复频率每个周期进行伪随机变化，由于周期的不一致，接收到其他高度表的目标回波，会在目标速度基础上叠加一相对速度。配以跟踪速度电路和信号处理中增加速度滤波程序，可以识别出是否为他机干扰。
优点：成本低，PRF调整范围大，适合大机群编队飞行。一般适用于民用航空飞行器。
缺点：对测高回路速度带宽调整范围要求较高。
三、可变PRF方案的原理分析
如图2所示，A机高度表周期为100uS，B机每一个周期比A机慢0.1uS，每间隔100/0.01=10000周期后，A机与B机相关同步脉冲重合（如图2第一个脉冲序列）。
由于B机与A机周期差0.01uS，因此，B机发射脉冲被A机接收后，相对前一个周期会产生一个相对速度，计算如下：
TA=100.0uS TB=100.01uS
相对周期差值：ΔT= TB- TA=0.01uS=10nS
光速：VC =300m/uS
周期差值形成的相对速度：ΔV=VC*ΔT/ 2TA=（300*0.01）/（2*100*10-6）
ΔV=15000m/S
通过计算可知，当A机与B机有一个10ns的周期差，就会形成一个15000m/S的相对速度，而高度表速度跟踪范围一般要求为±600m/S，因此，15000m/S的速度已超过高度表跟踪回路的调整范围，使高度表不能对假目标建立稳定跟踪，从而能有效解决同频干扰引起的数据跳动问题。
四、可变PRF的实现方式
在FPAG实现的无线电高度表系统时序逻辑中，对高度表周期参数加入随机数状态机和使能控制端即可实现。MODELSIM软件实现规定时序如图3所示。随机数产生位数，需结合FPAG所用晶振频率及系统计算的最小周期差值来确定。
五、结束语
在高度表前期方案设计时，应避免多台高度表同时工作，出现相互干扰的情况。须根据用户的具体使用需求，综合考虑采用相应的解决方案来实现。
参考文献
[1] 《雷达原理》/丁鹭飞 耿富录 陈建春 编著.—第5版.—北京：电子工业出版社，2014.4
[2] GJB2273-95《无线电高度表通用规范》
作者简介
李良刚，1973年7月出生，高级工程师，大学本科学历。现任成都飞机工业集团电子科技有限公司技术中心高级设计师，主管无线电高度表专业和操控系统专业，主要从事航空电子及无人机操控系统的总体设计工作。
张静，1980年5月出生，工程师，大学本科学历。曾任成都飞机工业集团电子科技有限公司技术中心主管设计员，主要负责航空电子产品设计工作，现任成都飞机工业集团电子科技有限公司质量部副部长，主要负责建立、并确保质量体系有效正常的运行，负责产品质量控制工作。
本文介绍了无线电高度表同频干扰的成因及影响，并给出了三种解决方案，并阐述了可变PRF方案解决同频干扰的原理以及实现方法。
关键词：无线电高度表 同频干扰 解决方案
一、同频干扰的成因及影响
由于飞行器所用高度表带宽通常只有200MHz，带宽有限，因此在批量交付用户后，有可能会出现同一个用户所配的多台高度表中有发射信号频率相同的情况，当用户多机编队飞行时，由于高度表测量的是地面面目标，天线发射波束宽度较宽，一般在50°左右，多台高度表在空中，其发射信号经地面反射后被彼此接收（见图1）。
此时， A（B）机高度表发射的信号进入B（A）机接收通道后存在一定的速度，当A（B）机高度表发射的信号以一定速度移动到B（A）自身发射信号附近时，造成拖曳干扰，A机高度数据被B机高度表发射信号以一定速度拖动，造成A机高度数据周期性跳动。
而当多机编队分离后，高度数据会自动消失，高度表恢复正常。
二、同频干扰的解决方案
飞行器配套的高度表频段划分在C波段，一般指定频带在200MHz带宽内，按单脉冲点频 10MHz接收带宽计算，在指定频带内也只能有二十台高度表发射频谱能完全分开，因此，固定错开频点措施不能彻底、有效解决高度表同频干扰问题。
目前，高度表抗干扰措施主要有以下三种：
1. 脉冲编码技术
脉冲编码技术即高度表在发射射频脉冲时，利用脉内编码（巴克码）加入一个身份识别信息，接收机在接收回波时，接收通道先对射频回波脉冲进行身份识别，如身份不一致，则不让回波进入跟踪回路。
优点：采用脉内编码技术能有效扩展有限频带的利用率，一般适用于恶劣电磁环境及大机群编队飞行。
缺点：技术复杂，成本高，在无线电高度表应用中尤其要重视旁瓣抑制比。
2. 跳频技术
在指定带宽内中心频率进行伪随机跳动，从而减少高度表彼此之间同频干扰概率。综合考虑滤波器及天线带宽等指标，单脉冲点频高度表在200MHz指定带宽内建议设置16个跳频点数较为合适。
优点：技术成熟，难度适中，一般适用于有限电磁环境。
缺点：成本较高，跳频点有限，不适合大机群编队飞行。在应用中需关注跳频速度及跳频对测高精度的影响。
3. 可变PRF技术
可变脉冲重复频率，即发射脉冲的重复频率每个周期进行伪随机变化，由于周期的不一致，接收到其他高度表的目标回波，会在目标速度基础上叠加一相对速度。配以跟踪速度电路和信号处理中增加速度滤波程序，可以识别出是否为他机干扰。
优点：成本低，PRF调整范围大，适合大机群编队飞行。一般适用于民用航空飞行器。
缺点：对测高回路速度带宽调整范围要求较高。
三、可变PRF方案的原理分析
如图2所示，A机高度表周期为100uS，B机每一个周期比A机慢0.1uS，每间隔100/0.01=10000周期后，A机与B机相关同步脉冲重合（如图2第一个脉冲序列）。
由于B机与A机周期差0.01uS，因此，B机发射脉冲被A机接收后，相对前一个周期会产生一个相对速度，计算如下：
TA=100.0uS TB=100.01uS
相对周期差值：ΔT= TB- TA=0.01uS=10nS
光速：VC =300m/uS
周期差值形成的相对速度：ΔV=VC*ΔT/ 2TA=（300*0.01）/（2*100*10-6）
ΔV=15000m/S
通过计算可知，当A机与B机有一个10ns的周期差，就会形成一个15000m/S的相对速度，而高度表速度跟踪范围一般要求为±600m/S，因此，15000m/S的速度已超过高度表跟踪回路的调整范围，使高度表不能对假目标建立稳定跟踪，从而能有效解决同频干扰引起的数据跳动问题。
四、可变PRF的实现方式
在FPAG实现的无线电高度表系统时序逻辑中，对高度表周期参数加入随机数状态机和使能控制端即可实现。MODELSIM软件实现规定时序如图3所示。随机数产生位数，需结合FPAG所用晶振频率及系统计算的最小周期差值来确定。
五、结束语
在高度表前期方案设计时，应避免多台高度表同时工作，出现相互干扰的情况。须根据用户的具体使用需求，综合考虑采用相应的解决方案来实现。
参考文献
[1] 《雷达原理》/丁鹭飞 耿富录 陈建春 编著.—第5版.—北京：电子工业出版社，2014.4
[2] GJB2273-95《无线电高度表通用规范》
作者简介
李良刚，1973年7月出生，高级工程师，大学本科学历。现任成都飞机工业集团电子科技有限公司技术中心高级设计师，主管无线电高度表专业和操控系统专业，主要从事航空电子及无人机操控系统的总体设计工作。
张静，1980年5月出生，工程师，大学本科学历。曾任成都飞机工业集团电子科技有限公司技术中心主管设计员，主要负责航空电子产品设计工作，现任成都飞机工业集团电子科技有限公司质量部副部长，主要负责建立、并确保质量体系有效正常的运行，负责产品质量控制工作。