Urządzenia radiolokacyjne

Co to jest PAR?

Radar precyzyjnego podejścia

Radar precyzyjnego podejścia (PAR) jest specjalnym rodzajem radaru wykorzystywanym na lotniskach do wykonywania specjalnych procedur podejścia z określonymi procedurami dla pilota i kontrolera ruchu lotniczego. Jest on używany głównie na lotniskach wojskowych. Jego znaczenie dla lotnisk cywilnych znacznie spadło.[1]

Precyzyjny radar podejścia oferuje możliwość bezpiecznego lądowania nawet w warunkach słabej widoczności. Radar ten jest umieszczony w niewielkiej bocznej odległości (do 180 m) od środka pasa startowego i działa zdalnie. Radar jest wykorzystywany do wykrywania i towarzyszenia statkowi powietrznemu podczas końcowych faz podejścia i lądowania. Odchylenia od idealnej ścieżki podejścia są przekazywane do pilota drogą radiową jako polecenia akustyczne lub do autopilota lub specjalnego wyświetlacza jako sygnały sterujące. Zaletą klasycznej metody nadawania instrukcji przez radiotelefonię, tzw. „mówienie w dół”, jest jej ogólne zastosowanie, ponieważ w samolocie nie jest wymagane żadne dodatkowe wyposażenie.

Parametry techniczne, które powinien spełniać radar podejścia precyzyjnego, są wymienione w zaleceniu Organizacji Międzynarodowego Lotnictwa Cywilnego (ICAO). Zalecenie to zawiera minimalne wymagania dotyczące parametrów technicznych, jak również warunków lokalowych.[2]

Termin „podejście precyzyjne” jest związany z radarowym sterowaniem wysokością lotu i torem schodzenia (oprócz sterowania kursem). Jeśli podejście jest prowadzone tylko za pomocą radaru 2D, jest to podejście nieprecyzyjne.[3][4] W tym przypadku odpowiednia wysokość docelowa jest określana przez kontrolera ruchu lotniczego z tabeli w regularnych odstępach czasu, w zależności od odległości zmierzonej przez radar i przekazywana pilotowi drogą radiową.

Rysunek 2: Radar precyzyjnego podejścia AN/FPN-63 firmy Raytheon używa fazowanych anten matrycowych, ale jest również podzielony na dwa niezależne radary, jak na rysunku 1.

Rysunek 2: Radar precyzyjnego podejścia AN/FPN-63 firmy Raytheon używa fazowanych anten matrycowych, ale jest również podzielony na dwa niezależne radary, jak na rysunku 1.

Zastosowanie

Radar precyzyjnego podejścia jest na ogół przymocowany do kierunku podejścia podczas podejścia. Obrotnica antenowa jest obracana tylko wtedy, gdy zostanie poinstruowana o zmianie kierunku podejścia (np. z powodu kierunku wiatru). Możliwe jest również obsłużenie kilku pasów startowych, ale tylko jednego z nich na raz.

Informacja o radarze jest wyświetlana na Beta-Scan-Scope. Dla aktualnej pozycji zbliżającego się statku powietrznego wyświetlana jest pewna liczba linii pomocniczych i znaczników. Kontroler ruchu lotniczego może z nich korzystać w celu przekazania pilotowi niezbędnych instrukcji.

Ten typ urządzenia radarowego musi być skalibrowany w odpowiednim miejscu za pomocą procedury odlotu. W tym celu wykonuje się lot próbny z małym statkiem powietrznym, którego podejście jest utrzymywane przez radar na idealnym torze schodzenia. Jednocześnie do dokumentowania odchyleń podczas podejścia wykorzystywana jest kamera wideo o wysokiej rozdzielczości, zamocowana na tej ścieżce schodzenia. Polecenia wydawane pilotowi są nagrywane wraz z obrazem jako dźwięk. W ten sposób podczas oceny można wykryć wszelkie możliwe odchylenia radaru (np. na skutek nieprawidłowego ustawienia lub anteny krzyżowej).

Poprawki do kursu są przekazywane z napisem: „Twój kurs jest lekko w lewo (…w prawo).” Pilot może wtedy skorygować kierunek lotu. Jeśli kierunek lotu jest prawidłowy, jest to potwierdzone zwrotem „na kursie”. Korekty wysokości lotu są przekazywane za pomocą wyrażenia: …nieco powyżej (…poniżej) ścieżki schodzenia.” Jeśli kierunek i wysokość lotu są prawidłowe, jest to przekazywane za pomocą wyrażenia „Na kursie, na ścieżce schodzenia”.[5]

PAR mit 2D-Radar

W dobie dominującego wykorzystania radarów 2D, precyzyjny radar zbliżeniowy składał się w zasadzie z kombinacji dwóch identycznych radarów pracujących na nieco innych częstotliwościach transmisji (zwykle pasmo X). Zastosowano dwie anteny paraboliczne obrócone względem siebie o 90° w celu uzyskania wąskiego wzoru wentylatora każda. Ta klasyczna konstrukcja jest nadal stosowana w nowoczesnych zestawach radarowych, ponieważ ten typ radaru jest bardzo niedrogą wersją (patrz rys. 1).

Antena pozioma jest odpowiedzialna za kurs. Ta część anteny radarowej obraca się w lewo i w prawo w sektorze około 10° i mapuje odchylenia boczne od idealnego kursu do pasa startowego.

Reflektor pionowy jest odpowiedzialny za ścieżkę schodzenia. Ta część anteny wykonuje ruch kiwający w zakresie kątów elewacji od -1° do 8° lub 15°. Wyświetlacz pokazuje odchylenia w aktualnej wysokości lotu.

Rysunek 3: Radar precyzyjnego podejścia AN/GPN-22 firmy Raytheon używa jako głównego grzejnika anteny reflektorowej z układem fazowym.

Rysunek 3: Radar precyzyjnego podejścia AN/GPN-22 firmy Raytheon używa jako głównego grzejnika anteny reflektorowej z układem fazowym.

PAR z radarem 3D

W przypadku radaru 3D, części, które wcześniej działały jako dwa oddzielne radary, mogą być połączone w jeden radar, który wykorzystuje tylko jedną antenę. Są dwie możliwości:

• Radar obraca antenę mechanicznie w jednym wymiarze i elektronicznie w drugim wymiarze. Przykładem tego jest PAR-80, który mechanicznie obraca się w pionie, a elektronicznie obraca wąską belkę ołówka pod kątem bocznym.
• Drugą możliwością jest całkowite zrezygnowanie z mechanicznego wychylania i elektroniczne obracanie wzoru anteny w obu wymiarach. Przykładem tej metody jest AN/GPN-22 (Rys. 3). Jedna z możliwości obracania anteny jest przeznaczona tylko do obsługi kilku różnych kierunków podejścia.

System ILS

Radar podejścia precyzyjnego (PAR) nie jest system ILS, a system ILS nie jest procedurą radarową. Istnieją jednak precyzyjne radary podejścia (takie jak AN/TPN-22), których antena zawiera taki system lądowania na przyrządy. ILS to pomoc nawigacyjna dla pilotów, która wymaga zainstalowania w samolocie dodatkowego sprzętu awionicznego. Lotnisko przekazuje wiązki namierzające kierunek, które są odbierane przez odbiornik w samolocie. Odchylenia kursowe są wskazywane pilotowi na wskaźniku odchylenia kursowego (CDI). ILS pozwala również na lądowanie na lotniskach bez konieczności wiązania personelu na lotnisku w celu zapewnienia lądowania.