LFMCW恒定差拍体制无线电高度表在现代飞行器导航中发挥着重要作用,随着应用场景越来越复杂,其在使用中也出现了测高不稳定的现象。高度表测高不稳定时,严重干扰了载机的正常飞行和任务的执行,甚至威胁飞行安全。由于恒定差拍体制高度表在跟踪状态下才能正常测高,本文针对测高不稳定这一问题,围绕高度表信号处理,研究影响高度表稳定跟踪的原因及提升跟踪性能的方法,利用FPGA完成改进后的信号处理算法。论文的主要工作有:首先,介绍了LFMCW高度表的基本结构、测高原理,以及恒定差拍体制的优点,并分析了影响高度表稳定跟踪的部分因素,以此为基础重点分析了当前多通道恒定差拍体制根据时域信号特征设置检测门限的不足,指出检测门限设置方式不合理是影响高度表稳定跟踪的原因之一。据此改进了多通道恒定差拍体制的结构,并根据噪声功率设置检测门限,减小了跟踪不稳定的可能性。然后,针对高度表复杂地形下跟踪不稳定的现象,为消除硬件因素对分析的影响,研究了复杂地面回波建模的方法。使用真实地形DEM产生模拟回波对改进后多通道恒定差拍体制高度表进行闭环形式的静态仿真和动态仿真。通过不计多普勒频率的静态仿真验证了门限设置方法有效,并指出复杂地面的差拍信号频谱具有前沿变缓、频谱分裂、频谱展宽的现象。通过设置具体运动路径的动态仿真得知在复杂地形下高速运动时,基于频谱前沿跟踪的高度表会发生失锁现象,且受多普勒频率和斜距影响测高偏小。为提升动态环境下的跟踪性能,使用短窗口平滑后的高度计算调制时间,减小差拍频率波动,提升对复杂地形的适应性,并通过仿真验证了其有效性。另外,根据频谱特点将OCOG算法引入改进的多通道恒定差拍体制中,仿真验证了在频域跟踪OCOG算法求得的矩形前沿,对复杂地形变化不敏感具有较好的稳定性,在较高速度下可减小多普勒频率引入的测高误差,测高精度也优于频谱前沿跟踪算法,因而提出OCOG算法和频谱前沿跟踪组合来提高跟踪性能。最后,利用基于FPGA的硬件平台完成高度表的设计和实现,包括高度表测高信号处理,微波组件的配置等功能。通过高度表测试仪验证了测高精度达到要求,通过无人机挂飞实验,验证了高度表在当前测试条件下工作稳定,证明改进的高度表信号处理方法有效。