Na rysunku przedstawiono schemat budowy
Na schemacie widać klasyczny blokowy układ radiowysokościomierza FMCW (frequency modulated continuous wave). Mamy nadajnik z generatorem VCO pracującym w paśmie około 4,2–4,4 GHz, do tego tor „sweep” – czyli wolne przestrajanie częstotliwości w zakresie kilkudziesięciu–kilkuset herców. Sygnał z VCO jest wzmacniany w buffer amp, podawany przez sprzęgacz na antenę nadawczą. Część mocy przez coupler trafia też do lokalnego oscylatora homodyne LO w mieszaczu. Druga antena odbiera echo odbite od ziemi, sygnał trafia do mixera, gdzie jest mieszany z sygnałem odniesienia z nadajnika. Po mieszaniu i filtracji w LPF otrzymujemy sygnał różnicowy o częstotliwości proporcjonalnej do czasu powrotu echa, a więc do wysokości nad terenem. Dalej jest wzmacniacz ograniczający (limiting amp), który formuje przebieg o stałej amplitudzie, odpowiedni do dokładnego zliczania częstotliwości. Frequency counter przelicza częstotliwość tego sygnału na wartość wysokości i przekazuje ją do wskaźnika wysokości (altitude display) oraz do układu ostrzegania (altitude alarm). W praktyce radiowysokościomierz tego typu pracuje zgodnie z wymaganiami norm lotniczych, np. RTCA DO‑155, i jest kluczowy przy podejściach precyzyjnych, przy lotach na małych wysokościach oraz w systemach EGPWS/TAWS. Moim zdaniem warto zapamiętać, że obecność dwóch anten, pracy ciągłej w paśmie 4,2–4,4 GHz, toru mieszacza i licznik częstotliwości jednoznacznie wskazuje na radiowysokościomierz, a nie na klasyczny radar impulsowy czy DME.
Na tym schemacie łatwo się pomylić, bo widać anteny, mieszacz, wzmacniacze i układ pomiarowy, więc wiele osób automatycznie myśli o radarze pierwotnym, wtórnym albo o DME. Warto jednak zwrócić uwagę, jak działa każdy z tych systemów i co dokładnie pokazuje rysunek. Radar pierwotny klasycznie pracuje impulsowo: generator impulsów, modulator, nadajnik dużej mocy, antena z obrotem mechanicznym, potem odbiornik z detektorem czasu powrotu impulsu. Kluczowe jest tu mierzenie czasu przelotu impulsu i zwykle brak precyzyjnego licznika częstotliwości w torze echa. Na rysunku widzimy natomiast VCO ze „sweepem” częstotliwości i licznik częstotliwości – to typowe dla radaru FMCW, używanego właśnie w radiowysokościomierzach. Radar wtórny z kolei wymaga transpondera na pokładzie samolotu i pracuje na częstotliwościach 1030/1090 MHz. W jego schemacie pojawiłyby się blok zapytania (interrogator), dekoder, układy kodowania odpowiedzi, synchronizacja z SSR, a nie prosty tor mieszacza z lokalnym oscylatorem homodynowym. Nie ma tam też oddzielnego toru pomiaru częstotliwości różnicowej, bo informacja o odległości pochodzi z opóźnienia odpowiedzi transpondera. Radiodalmierz DME działa jeszcze inaczej: wykorzystuje pary impulsów w paśmie około 1 GHz, mierzy czas przelotu do naziemnej stacji i z powrotem. W typowym bloku DME znajdziemy generator impulsów, selektywny odbiornik, układ korelacji i pomiar czasu, ale nie generator VCO w paśmie 4,2–4,4 GHz ani ciągłe przestrajanie częstotliwości z zakresem 50–300 Hz, jak na rysunku. Częsty błąd polega na utożsamianiu „czegokolwiek z anteną i mieszaczem” z radarem, bez analizy pasma pracy, sposobu modulacji i tego, co jest wielkością mierzoną. Tutaj mierzymy częstotliwość różnicową, która jest wprost proporcjonalna do wysokości nad ziemią, a nie czas przelotu impulsu do oddalonego celu. Schemat przedstawia więc radiowysokościomierz, a nie radar pierwotny, wtórny czy DME.