Висотоміри
Рисунок 1. Циферблат радіовисотоміру з логарифмічною шкалою
Висотоміри
Висотоміри — це імпульсні радіолокатори, направлені у надир (напрямок, протилежний зеніту). Такий радіолокатор випромінює короткі високочастотні імпульси та вимірює час запізнювання t0 імпульсу, відбитого від поверхні Землі, для розрахунку висоти польоту повітряного або космічного об’єкту, на якому він встановлений.
Для вимірювань на менших висотах можуть використовуватися радіолокатори неперервного випромінювання з частотною модуляцією (FMCW). Ця технологія забезпечує кращу роздільну здатність, однак має менше значення максимальної однозначно вимірюваної висоти, при сумірних затратах. Часто обидві технології використовуються одночасно. Для імпульсного радіолокатора розрахунок висоти можливий відповідно до такого підходу:
| t0 = | 2·h | де | t0 — час запізнювання; h — висота над Землею; c0 — швидкість світла. |
(1) |
| c0 |
Рисунок 2. Принцип вимірювання
Відбиття сигналів висотоміру від плоскої поверхніВідбиття сигналів висотоміру від плоскої поверхні
Зондувальний імпульс досягає поверхні спочатку у деякій невеликій околиці точки торкання. Частина поверхні, на яку потрапила електромагнітна хвиля, називають „освітленою“. В міру подальшого розповсюдження імпульсу площа освітленої ділянки швидко зростає і сама вона з точки трансформується у диск. Разом з цим збільшується й відбита потужність. Розміри ділянки поверхні, що бере участь у відбитті електромагнітної хвилі, залежать від ширини променю антени. Енергія, що розповсюджується вздовж напрямку на центр основної пелюстки діаграми направленості антени, пройде більш короткий шлях, ніж енергія, яка розповсюджується у напрямках, близьких до краю променю. Формується кільце і площа кільця залишається постійною із збільшенням його діаметру. Рівень відбитого сигналу залежить від розмірів відбиваючої поверхні та швидко зростає до тих пір, поки не сформується кільце. Після цього цей рівень залишається постійним поки кільце, що зростає, не досягне меж променю радіолокатора, після чого починає зменшуватися.
Застосування: використовується на
- літаках для визначення висоти польоту;
- літаках і супутниках для топографічного картографування;
- вимірювань висоти рівня моря (по яким може оцінюватися швидкість вітру).
Приклади: висотомір TOPEX/Poseidon та радіовисотомір Poseidon-2 на супутнику Jason-1.