【東海総通】マイメディア東海

平成25年10月25日
東海総合通信局

コラムvol.6 電波高度計 第2回

高度の検証

はじめに

 前回のコラムで航空機に搭載されている電波高度計について紹介しました。

 ビート周波数が10kHz(キロヘルツ)であれば、航空機の高度は、75メートルになるのか検証します。

写真:電波高度計(写真提供:中日本航空)

 

イラスト:計器パネル(イラスト提供:中日本航空)

検証

 最初に電波高度計送信機から電波を発射したときの周波数がF[kHz]

 地表に電波が反射して、ΔT秒後にF[kHz]の電波が受信されます。

 一方、電波高度計の送信機が発射している電波の周波数は、変化していますので、ΔT秒後には、F+Δf[kHz]となっています。

 送信している周波数と受信した周波数の差(ビート周波数)は
F+Δf−F=Δf=10kHz(キロヘルツ)となります。

図1:電波が高度hの往復に要する時間の計算式

 Cは、光速度(3×108メートル)です。光速度は電波の速度と同じです。従って、航空機の送信機から電波を発射して、1秒後には30万キロメートル進むということです。

 電波高度計から発射される電波は、周波数偏移幅が100MHz(メガヘルツ)で変調周波数が100Hzの三角波なので、下図のようになります。

図2:送受信周波数と時間の関係

1/200秒で100MHz(=100000kHz)変化するということは、電波高度計送信機から発射される電波が10kHz変化したときの時間は、(1/200)×(1/10000)=1/2000000秒となります。

航空機の高度hは、h=ΔT×C/2なので、
h=(1/2000000)×300000000/2=75m

レーダーは、電波が物体に反射して戻ってきた時間を計測して距離を計算しています。

今回紹介した、FM型電波高度計は、電波が地上から反射して戻ってくる時間をビート周波数から間接的に求めて、距離を測定する装置でした。

検証完了です。

 航空機の高度は、次の計算式で求めることができます。
10kHz以外のビート周波数では、航空機の高度が何メートルになるのか計算してみてください。

h=Δf×C/4B×fm
h:航空機の高度
Δf:受信周波数と送信周波数の差(ビート周波数 Hz)
C:光速度(3×108m)
B:周波数偏移幅(100MHz=100000000Hz)
fm:変調周波数(100Hz)

(無線通信部航空海上課 企画広報室)


連絡先
東海総合通信局 企画広報室
電話:052-715-5110

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