Altímetro de radar y su principio

Un altímetro de radar (RA), también conocido como Radio Altimeter (RALT), Altímetro electrónico, altímetro de reflexión o Radio Altímetro de radio de bajo rango (LRRA), mide la altitud por encima del terreno debajo de un avión o nave espacial al tiempo Para tierra, refleje y regrese a la aeronave. Este tipo de altímetro proporciona la distancia entre la antena y el suelo directamente debajo de ella, en contraste con un altímetro barométrico, que proporciona la distancia por encima de un dato vertical definido, generalmente significa el nivel del mar.

Principio

Como su nombre lo indica, el radar (detección de radio y rango) es el principio básico del sistema. El sistema transmite ondas de radio al suelo y mide cuánto tiempo les lleva reflejarse en la aeronave. La altura sobre el suelo se calcula a partir del tiempo de viaje de las ondas de radio y la velocidad de la luz. Los altímetros Radar requerían un sistema simple para medir el tiempo de vuelo que podría mostrarse utilizando instrumentos convencionales distintos de los tubos de rayos cátodos comúnmente utilizados por los sistemas de radar tempranos.Para hacer esto, el transmisor envía una señal modulada de frecuencia cuya frecuencia varía con el tiempo, aumentando y disminuyendo entre dos límites de frecuencia Fmin y FMax durante un tiempo determinado en la primera unidad que esto se realiza usando un tanque LC con un condensador de ajuste conducido por un motor pequeño.La salida se mezcla con la señal portadora de RF y se envía a la antena de transmisión.Dado que la señal lleva algún tiempo alcanzar el suelo y el regreso, la frecuencia de la señal recibida se retrasa ligeramente en relación con la señal enviada en el momento. La diferencia entre estas dos frecuencias se puede extraer en el mezclador porque la diferencia entre el Dos señales se deben al retraso para alcanzar el suelo y el regreso, y la frecuencia de salida resultante codifica la altura. La salida generalmente está en el orden de cientos de ciclos por segundo, no megacycles, y se puede mostrar fácilmente en un instrumento analógico. La técnica se conoce como radar de onda continua modulada de frecuencia.Los altímetros de radar típicamente operan en banda electrónica, banda ka, o para mediciones más avanzadas del nivel del mar, la banda S. Los altímetros de radar también proporcionan un medio confiable y preciso para medir la altitud de la superficie del agua al volar trayectorias de larga distancia. Estos son críticos para Use cuando opere dentro y fuera de plataformas petroleras.La altitud especificada por el dispositivo no es la altitud indicada por el altímetro barométrico estándar. Los altímetros radares miden la altitud absoluta altitud sobre el suelo (AGL). La altitud absoluta a veces se llama altitud porque es la altitud sobre el terreno base.A partir de 2010, todos los altímetros de radar comerciales utilizan onda de modulación de frecuencia lineal (LFM-CW o FM-CW). En 2010, aproximadamente 25,000 aviones en los Estados Unidos al menos un altímetro de radio.

Mediciones ionosféricas de Appleton

Durante este mismo período, la comunidad física se enfureció sobre la naturaleza de la propagación de la radio. La exitosa transmisión transatlántica de Guglielmo Marconi parecía imposible. Perdido en el espacio en lugar de recibir en Terranova. En 1902, Oliver Heaviside en Gran Bretaña y Arthur Kennelly en los Estados Unidos postuló independientemente la existencia de una ionosfera en la atmósfera superior que refleja las señales de regreso al suelo. capa.Si bien esta es una idea atractiva, falta evidencia directa. En 1924, Edward Appleton y Miles Barnett demostraron la existencia de tales capas en una serie de experimentos realizados en colaboración con el BBC. después de la transmisión programada para el día finalizado, el transmisor de la BBC en Bournemouth envió una señal que aumentó lentamente en frecuencia. Esto fue recogido por el receptor de Appleton en Oxford, donde surgieron dos señales. Uno es una señal directa de la estación espacial, conocida como ondas de tierra, mientras que la otra se recibe a tiempo después de alcanzar La capa de pesado y de regreso, conocida como ondas del cielo.El truco es cómo medir con precisión la distancia que viaja la ola del cielo para demostrar que de hecho está en el cielo. Esto es para qué es cambiar la frecuencia. Dado que la señal terrestre viaja una distancia más corta, está más cerca en el tiempo y, por lo tanto, más cerca de la frecuencia que se envió en ese momento. Las olas de Sky, que tienen que viajar distancias más largas, se retrasan y, por lo tanto, están a una frecuencia hace algún tiempo. Mezcle los dos en un mezclador, se produce una tercera señal, que tiene su propia frecuencia única, codificando la diferencia de las dos entradas. Desde que la diferencia es causada por la ruta más larga en este caso, la frecuencia resultante revela directamente la longitud de la ruta. Aunque es más desafiante técnicamente, esta es, en última instancia, la misma técnica básica que Bell usa para medir la distancia a un reflector en un cable.

Everitt y Newhouse

En 1929, el profesor de la Universidad Estatal de Ohio William Littell Everitt comenzó a considerar la tecnología básica de Appleton como la base de un sistema de altímetro. Asignó el trabajo a dos personas mayores, Russell Conwell Newhouse y M.W.Havel. Su sistema experimental fue más similar al trabajo anterior de Bell, utilizando Cambios en la frecuencia para medir la distancia al final de un cable. En 1929, los dos lo usaron como base para su tesis de graduación conjunta.Everitt reveló el concepto a la oficina de EE. UU., Pero no solicitó una patente en ese momento. Luego buscó fondos de desarrollo del Fondo de Promoción de la Aviación Daniel Guggenheim. El secretario de fundación Jimmy Doolittle se acercó a Vannevar Bush de Bell Labs para un juicio. modelo. Esto permitió a Newhouse colaborar con J.D.Corley para construir una máquina experimental que formara la base de su tesis de maestría de 1930.El dispositivo fue llevado al aeropuerto de Wright para ser probado por el reconocido experto en navegación de aviones Albert Francis Helgenberger. Hegenberger descubrió que el sistema funcionaba como se anunciaba, pero dijo que tendría que funcionar a frecuencias más altas para ser práctico.