Fundamentos Radar

¿Qué es un ASR?

Radar de vigilancia de aeródromos

Un radar de vigilancia de aeródromos es un dispositivo especial de radar primario de medio alcance utilizado en los aeropuertos. Los términos ingleses se utilizan a menudo para este tipo de radar: Airport Surveillance Radar, ASR o más raramente Terminal Area Radar, TAR Se trata de un dispositivo especial de radar primario de medio alcance que se utiliza en los aeródromos y proporciona al controlador aéreo una visión general de todos los movimientos de aeronaves que tienen lugar en su zona de control. Suele operar en la gama de frecuencias de 2 700 a 2 900 MHz (banda S), ya que esta gama de frecuencias sólo está sujeta a una baja atenuación debido a la absorción en zonas de fuertes lluvias. Al mismo tiempo, esta gama de frecuencias sigue siendo lo suficientemente alta como para permitir el uso de antenas altamente focalizadas con dimensiones relativamente pequeñas y menor peso.

Redundancia

Debido a la importancia de la función, se requiere una alta redundancia de todos los componentes para que la probabilidad de fallo sea muy baja. Además, la reconfiguración automática suele organizarse comprobando permanentemente la disponibilidad de los módulos. En caso de fallo, los módulos que se están utilizando en ese momento pasan automáticamente a la ruta de procesamiento de la señal, además de los módulos que se mantienen en reserva. Otra opción es utilizar un gran número de módulos idénticos en el transmisor para que el radar pueda seguir utilizándose si uno de los módulos falla (Soft Error Management, gestión suave de errores). Este transmisor es tolerante a los fallos y puede hacer frente a múltiples fallos de estos módulos sin una pérdida significativa de alcance (véase la aplicación de la ecuación básica del radar).

Estos módulos también pueden cambiarse durante el funcionamiento, incluso cuando se aplican tensiones. Por esta razón, un radar de vigilancia aérea utiliza una antena pasiva en la mayoría de los casos, ya que con una antena activa giratoria, este cambio sólo podría realizarse con la rotación de la antena apagada. Con una antena pasiva, todos estos módulos son accesibles, aunque el radar sigue funcionando aunque con una potencia ligeramente reducida. La desventaja de la antena pasiva, sin embargo, es que incluso las señales de eco muy débiles están sujetas a estas fuertes pérdidas de línea causadas por las largas conexiones de guía de ondas desde el transmisor/receptor a la antena.

Los aeródromos con un volumen de tráfico aéreo muy grande, como el aeródromo „Franz Josef Strauß” de Múnich (código OACI: EDDM), disponen incluso de dos radares de reconocimiento del espacio aéreo independientes. Esto es en parte por razones de redundancia, pero también debido a la superposición mutua del embudo muerto, que de otro modo significaría una brecha en el reconocimiento justo por encima del sitio del radar.

Datos técnicos

Para los datos técnicos de un radar de vigilancia de aeródromos, existen recomendaciones vinculantes de la Organización de Aviación Civil Internacional (OACI), así como de la Organización Europea para la Seguridad de la Navegación Aérea EUROCONTROL. La cobertura requerida del radar se ajusta a los límites de responsabilidad de un aeródromo, tal y como los define la CEACConferencia Europea de Aviación Civil (CEAC). Por lo tanto, el alcance efectivo de estos radares para los aviones que vuelan a una altitud de 3 000 pies (≙ unos 1 000 m) debería ser superior a 40 (≙ unos 75 km), hasta 60 millas náuticas (≙ unos 110 km). En cambio, en el ámbito de la altitud, sólo se requiere hasta 10 000 pies (≙ unos 3 000 m). Un alcance superior, por ejemplo, a 80 millas náuticas, es bienvenido, pero no es necesario. Por el contrario, debido al equilibrio temporal de un radar de pulso, hay que hacer compromisos con la velocidad de rotación. Debido a que la rotación es más lenta, la tasa de renovación de datos se deteriora. Este equilibrio temporal también afecta a la magnitud de la frecuencia de repetición de los impulsos que se va a utilizar, lo que, en consecuencia, reduce el número de aciertos. Las pérdidas resultantes en la probabilidad de detección deben compensarse con otras medidas, como reservas significativamente mayores en la potencia de transmisión. Para justificar este esfuerzo, debe haber razones considerables para que el alcance de 80 NM sea alcanzado por el radar primario.

La velocidad de rotación de la antena es de 12 a 15 revoluciones por minuto. El resultado es una tasa de renovación de datos de 4 a 5 segundos. Dado que el controlador aéreo debe dar al piloto una indicación de rumbo al menos cada 5 segundos durante una aproximación guiada por radar al aeródromo, esta sincronización está garantizada por el tiempo de rotación de la antena. Un radar de vigilancia de aeródromos suele utilizar una antena de reflector parabólico con un patrón cosecante al cuadrado. Muchas unidades utilizan dos radiadores de bocina para separar el haz de luz alto y el haz de luz bajo, lo que mejora las posibilidades de supresión de objetivos fijos o de detección de objetivos móviles (MTI o MTD).

Información sobre la altitud del vuelo

Un radar de vigilancia de aeródromos suele ser sólo un radar 2D por razones de coste. Sin embargo, siempre está acoplado a un radar secundario cuya identificación de los objetivos también se muestra en las unidades de visualización del radar primario. El radar secundario también proporciona una indicación de altitud, que se determina barométricamente a bordo del avión. Ambas informaciones se combinan en el plotextractor del procesamiento de datos del radar y se muestran alfanuméricamente en la pantalla en un bloque de datos junto al designador del objetivo. El radar secundario es también un radar de reconocimiento (Secondary Surveillance Radar, SSR), que en esencia funciona de forma sincronizada con el radar primario. En la mayoría de los casos, los dispositivos de avistamiento del SSR tienen una escala conmutable con el doble de alcance del radar primario y, por tanto, pueden mostrar también la información del radar secundario para distancias mayores (por ejemplo, hasta 120 NM).

La medición del ángulo de elevación por el radar primario y el cálculo de una altitud de vuelo basada en ella también es posible, por ejemplo, con el radar mostrado en la figura 1. Este radar utiliza un sistema de tres emisores de bocina, cada uno con un canal de recepción independiente. Cada ángulo de elevación da lugar a una distribución de potencia característica de las señales de eco en estos canales de recepción, que son útiles para un cálculo aproximado de una altitud.

Carta electrónica

En la mayoría de los casos, los radares de aeródromo pueden mostrar material cartográfico electrónico en la pantalla del radar. Esto incluye las líneas tácticas y los límites jurisdiccionales, las posiciones de los obstáculos, las zonas de exclusión aérea, las radiobalizas o los puntos destacados del terreno. Con los radares modernos, estos mapas se almacenan en forma de archivo en el ordenador. Con las antiguas unidades de radar analógicas, este material cartográfico tenía que almacenarse mediante un complicado procedimiento en un dispositivo externo de vídeo cartográfico en una placa de imagen que se escaneaba fotográficamente, la cual se escaneaba con un haz de luz que se movía de forma sincronizada con la desviación de la pantalla.