www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Noções básicas de radar

Radares de vigilância de aeródromos

Figura 1: Radar de vigilância de aeródromo ASR-NG no local de teste da empresa Hensoldt, perto de Ulm.
(© 2016 Hensoldt GmbH)

Figura 1: Radar de vigilância de aeródromo ASR-NG no local de teste da empresa Hensoldt, perto de Ulm.
(© 2016 Hensoldt GmbH)

O que é um ASR?

Radares de vigilância de aeródromos

Um radar de vigilância de aeródromo é um radar primário especial com alcance médio utilizado em aeroportos. Os termos em inglês são freqüentemente utilizados para este tipo de radar: Airport Surveillance Radar, ASR (Radar de Vigilância Aérea), ou mais raramente Terminal Area Radar (Radar de Área Terminal). É um radar primário especial de médio alcance utilizado nos aeródromos para fornecer ao controlador de tráfego aéreo uma visão geral de todos os movimentos de aeronaves que ocorrem em sua área de controle. Normalmente opera na faixa de freqüência de 2 700 a 2 900 MHz (banda S), pois esta faixa de freqüência só está sujeita a baixa atenuação devido à absorção em áreas com chuvas fortes. Ao mesmo tempo, esta faixa de freqüência ainda é alta o suficiente para permitir o uso de antenas altamente focalizadas, com dimensões relativamente pequenas e peso menor.

Redundância

Devido à importância da função, é necessária uma alta redundância de todos os componentes para que a probabilidade de falha permaneça muito baixa. Além disso, a reconfiguração automática é freqüentemente organizada pela verificação permanente da prontidão dos módulos. Em caso de falha, os módulos atualmente em uso são automaticamente trocados para o caminho de processamento de sinal, além dos módulos que são mantidos em reserva. Outra opção é usar um grande número de módulos idênticos no transmissor para que o radar possa continuar a ser usado se um dos módulos falhar (Soft Error Management). Este transmissor é tolerante a falhas e pode lidar com múltiplas falhas destes módulos sem perda significativa de alcance (ver aplicação da equação básica do radar).

Estes módulos também podem ser trocados durante a operação, mesmo quando as tensões são aplicadas. Por esta razão, um radar de vigilância aérea usa uma antena passiva na maioria dos casos, pois com uma antena ativa girando, esta mudança só poderia ser feita com a rotação da antena desligada. Com uma antena passiva, todos estes módulos são acessíveis, embora o radar continue a operar, embora com potência ligeiramente reduzida. A desvantagem da antena passiva, entretanto, é que mesmo os sinais de eco muito fracos estão sujeitos a estas fortes perdas de linha causadas pelas conexões de guia de onda longa do transmissor/receptor para a antena.

Aeródromos com volumes de tráfego aéreo muito grandes, como o aeródromo „Franz Josef Strauß” de Munique (código ICAO: EDDM), têm até dois radares de reconhecimento de espaço aéreo independentes. Isto é em parte por razões de redundância, mas também por causa da sobreposição mútua do funil morto, que de outra forma significaria uma lacuna no reconhecimento logo acima do local do radar.

Dados técnicos

Para os dados técnicos de um radar de reconhecimento aéreo, há recomendações obrigatórias da Organização da Aviação Civil Internacional (ICAO), bem como da Organização Européia para a Segurança da Navegação Aérea EUROCONTROL. A cobertura necessária do radar está em conformidade com os limites de responsabilidade de um aeródromo, conforme definido pela ECACEuropean Civil Aviation Conference (ECAC) O alcance efetivo desses radares para aeronaves voando a uma altitude de 3 000 pés (≙ cerca de 1 000 m) deve, portanto, ser superior a 40 (≙ cerca de 75 km), até 60 milhas náuticas (≙ cerca de 110 km). Na faixa de altitude, por outro lado, somente até 10 000 pés (≙ cerca de 3 000 m) é necessário. Um alcance além deste, por exemplo, a uma distância de 80 milhas náuticas é bem-vindo, mas não é necessário. Pelo contrário, devido ao equilíbrio de tempo de um radar de pulso, devem ser feitos compromissos com a velocidade de rotação. Devido à rotação mais lenta, a taxa de renovação de dados se deteriora. Este equilíbrio de tempo também afeta a magnitude da freqüência de repetição de pulso a ser usada, o que conseqüentemente reduz o número de batidas. As perdas resultantes na probabilidade de detecção devem ser compensadas por outras medidas, tais como reservas significativamente maiores na potência de transmissão. Para justificar este esforço, deve haver razões consideráveis para que o alcance de 80 NM seja alcançado pelo radar primário.

A velocidade de rotação da antena é de 12 a 15 rotações por minuto. Isto resulta em uma taxa de renovação de dados de 4 a 5 segundos. Como o controlador de tráfego aéreo deve dar ao piloto uma indicação de direção pelo menos a cada 5 segundos durante uma aproximação guiada por radar ao aeródromo, este tempo é garantido pelo tempo de rotação da antena. Um ASR geralmente usa uma antena parabólica refletiva com um padrão cossecante ao quadrado. Muitas unidades usam dois radiadores de buzina para separar os de feixe alto e os de feixe baixo, o que melhora as possibilidades de supressão de alvo fixo ou detecção de alvo móvel (MTI ou MTD).

Informações sobre a altitude de vôo

Um radar de vigilância de aeródromo geralmente é apenas um radar 2D por razões de custo. Entretanto, está sempre acoplado a um radar secundário cuja identificação para os alvos também é exibida nas unidades de visualização do radar primário. O radar secundário também fornece uma indicação de altitude, que é determinada barometricamente a bordo da aeronave. Ambas as informações são combinadas no plotextractor do processamento de dados do radar e mostradas alfanumericamente na tela em um bloco de dados ao lado do designador do alvo. O radar secundário é também um radar de reconhecimento (Secondary Surveillance Radar, SSR), que em essência funciona em sincronia com o radar primário. Na maioria dos casos, os dispositivos de mira do SSR têm uma escala comutável com o dobro do alcance do radar primário e, portanto, também podem exibir as informações do radar secundário para distâncias maiores (por exemplo, até 120 NM).

Uma medição do ângulo de elevação pelo radar primário e um cálculo da altitude de vôo com base nisso também é possível, por exemplo, com o radar mostrado na figura 1. Este radar utiliza um sistema de três emissores de chifres, cada um com um canal de recepção independente. Cada ângulo de elevação resulta em uma distribuição de potência característica dos sinais de eco nestes canais de recepção, que são úteis para um cálculo aproximado de uma altitude.

Cartografia eletrônica

Na maioria dos casos, os radares do aeródromo podem exibir o material da carta eletrônica na tela do radar. Isto inclui linhas táticas e limites jurisdicionais, posições de obstáculos, zonas de interdição de voo, radiofaróis ou pontos de terreno proeminentes. Com radares modernos, estes mapas são armazenados como um arquivo no computador. Com unidades de radar analógico mais antigas, este material de mapa teve que ser armazenado em um procedimento complicado em um dispositivo de vídeo de mapa externo em uma placa de imagem para ser digitalizado fotograficamente, que foi digitalizado com um feixe de luz movendo-se sincronizadamente com a deflexão da tela.