www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Основи на радиолокацията

Радар за наблюдение на летището

Изображение 1: Радар за наблюдение на летище ASR-NG на тестовия полигон на компанията Hensoldt близо до Улм, Германия
(© 2016 Hensoldt GmbH)

Изображение 1: Радар за наблюдение на летище ASR-NG на тестовия полигон на компанията Hensoldt близо до Улм, Германия
(© 2016 Hensoldt GmbH)

Какво е радар за наблюдение на летището?

Радари за наблюдение на летища

Съдържание « Радари за
наблюдение на летища »
  1. Редундантността
  2. Технически данни
  3. Информация за височината
  4. Електронни карти

Радар за наблюдение на летището (Съкращение на английски език: ASR или TAR) е радарна система за контрол на въздушното движение, използвана на летищата. Това е първичен радар със среден обсег на действие, използван за откриване на въздухоплавателни средства и показване на тяхното присъствие и местоположение в зоната на отговорност на летището във въздушното пространство около него. Обикновено този радар работи в честотната лента от 2 700 до 2 900 MHz (Е-лента или със старото наименование: S-лента), тъй като поглъщането на електромагнитните вълни в районите с обилни валежи е слабо при тези честоти. Освен това използването на такива честоти дава възможност за проектиране на антени с висока насоченост при относително малки размери и тегло.

Редундантността

Поради важността на функциите, изпълнявани от този тип радари, се изисква високо ниво на редундантност на компонентите им, така че вероятността от повреда да е много малка. Освен това често се организира автоматично преконфигуриране на системата, при което непрекъснато се проверява работоспособността на компонентите на радара. Ако се открие грешка, съответният модул в излишък се включва в пътя за обработка на сигнала. Друга възможност е използването на няколко модулни структури на предавателя, така че в случай на повреда на един от модулите радарът да може да продължи да се използва (т.нар. Soft Error Management). Такъв предавател е устойчив на повреди и продължава да работи дори при повреда на няколко модула без значителна загуба на обхват (вж. Радарно уравнение на практика).

Такива предавателни модули могат да се сменят по време на работа («горещо включване»). Поради тази причина пасивните антени се използват предимно в летищните радари. При въртяща се активна антена модулът може да се смени само когато въртенето е спряно. Когато се използва пасивна антена, тези модули могат да бъдат заменени, въпреки че и без това радарът продължава да работи, но само с леко намалена мощност. Недостатъкът на използването на пасивна антена е, че и без това слабите ехосигнали изпитват допълнително затихване, докато се разпространяват по вълноводния път от антената до приемника.

Летищата с много интензивен въздушен трафик, като например летище «Франц Йозеф Щраус» в Мюнхен (код по ИКАО: EDDM), разполагат дори с два независими радара за наблюдение на летището. От една страна, за да се осигури резервираност, а от друга — за да се осигури взаимно припокриване на мъртвите зони, чието отсъствие би довело до спад в радарното поле непосредствено над радара.

Технически данни

За техническите спецификации на летищните обзорни радари има задължителни препоръки на Международната организация за гражданска авиация (ИКАО) и на Европейската организация за авиационна безопасност EUROCONTROL. Изискваното радиолокационно покритие на летищните обзорни радари съответства на зоната на отговорност на летището, определена от Европейската конференция за гражданска авиация (ECAC). Ефективният максимален обхват на тези радари за въздухоплавателни средства, летящи на височина 3 000 фута (около 1 000 метра), трябва да бъде между 40 морски мили (около 75 километра) и 60 морски мили (около 110 километра). Необходимият диапазон на височина е до 10 000 фута (около 3 000 метра). Стойности на обхвата извън посочените по-горе, например 80 морски мили, се препоръчват, но не са задължителни. Освен това изискването за времеви баланс на импулсния радар налага ограничения върху скоростта на въртене на антената. Колкото по-ниска е скоростта на въртене на антената, толкова по-ниска е скоростта на актуализиране на данните. Изискванията за времеви баланс на радара също влияят върху стойността на честотата на повторение на импулсите, което от своя страна намалява броя на импулсите, отразени от целта. Произтичащото от това намаляване на вероятността за откриване трябва да се компенсира с други мерки, например със значително увеличаване на излъчваната мощност. За да се оправдаят разходите, свързани с такива мерки, трябва да има основателни причини, поради които основният радар трябва да може да достигне обхват от 80 морски мили.

Оптималната скорост на въртене на антената на летищния радар за наблюдение е 12-15 оборота в минута. По този начин се постига скорост на актуализиране на данните от 4 … 5 секунди. Тези стойности са задоволителни, тъй като по време на подхода за кацане на летище ръководителят на полети трябва да дава на пилота корекция на курса поне веднъж на всеки 5 секунди. Радарите за летищно наблюдение обикновено използват параболични антени с косеканс-квадратна форма на диаграмата на антената. В много радари се използват два рога за формиране на горна и долна диаграма, за да се подобри работата на системата за откриване на движещи се цели.

Информация за височината на полета

Обикновено летищните обзорни радари са двуосни. Тези радари обаче винаги са свързани с вторични обзорни радари (SSR), информацията от които се показва на техните дисплеи. Вторичният радар работи синхронно с първичния радар. Вторичния радар осигурява стойностите на височината на въздухоплавателното средство, които се определят на борда с барометрични средства. Информацията от двата радара се комбинира в обединителя на маркировката на радарния процесор и се извежда като буквено-цифрова форма в близост до маркировката на целта. В повечето случаи дисплеите на летищните обзорни радари имат превключваема скала на дисплея с два пъти по-голям обхват от този на първичния радар. Това дава възможност за показване на информацията, получена от вторичния радар, за по-големи разстояния (например до 120 морски мили).

Измерването на ъгъла на надморска височина с основния радар и изчисляването на височината на полета въз основа на него също е възможно, например с радара, показан на Изображение 1. В този радар се използва система от три рогови облъчвателя с независими приемни канали. Всяка стойност на височината на целта съответства на характерно разпределение на мощността на ехото във всеки канал на приемника, което позволява приблизителна оценка на височината на полета.

Електронни карти

В повечето случаи в радарите за наблюдение на летището информацията за въздушните обекти се показва на фона на електронна карта със статична информация. Това включва тактически линии и граници на зоната, позиции на препятствия, забранени за полети зони, радиофарове и опорни точки. В съвременните радари тази информация се съхранява като част от компютърния софтуер. При по-старите аналогови радари тези данни трябваше да се съхраняват по сложен начин във външен плотер върху фотографски филм, който се сканираше със светлинен лъч синхронно с хода на радарния индикатор.