Principiile Radiolocaţiei

Ce este un ASR?

Radar de supraveghere de aeroport

Un radar de supraveghere de aeroport este un radar primar special cu rază medie de acțiune, utilizat pe aeroporturi. Termenii englezi sunt adesea utilizați pentru acest tip de radar: Airport Surveillance Radar, ASR, sau, mai rar, Terminal Area Radar, TAR. Este un radar primar special cu rază medie de acțiune, utilizat pe aerodromuri pentru a oferi controlorului de trafic aerian o imagine de ansamblu a tuturor mișcărilor de aeronave care au loc în zona sa de control. De obicei, funcționează în gama de frecvențe de la 2 700 la 2 900 MHz (banda E), deoarece această gamă de frecvențe este supusă doar unei atenuări scăzute din cauza absorbției în zonele cu precipitații abundente. În același timp, această gamă de frecvențe este încă suficient de mare pentru a permite utilizarea unor antene foarte bine focalizate, cu dimensiuni relativ mici și greutate redusă.

Redundanță

Datorită importanței funcției, este necesară o redundanță ridicată a tuturor componentelor, astfel încât probabilitatea de defecțiune să rămână foarte scăzută. În plus, reconfigurarea automată este adesea organizată prin verificarea permanentă a pregătirii modulelor. În cazul unei defecțiuni, modulele care sunt utilizate în prezent sunt comutate automat în calea de procesare a semnalului, în plus față de modulele care sunt păstrate în rezervă. O altă opțiune este utilizarea unui număr mare de module identice în emițător, astfel încât radarul să poată fi utilizat în continuare în cazul în care unul dintre module se defectează (Soft Error Management, gestionarea erorilor soft). Acest emițător este tolerant la defecțiuni și poate face față unor defecțiuni multiple ale acestor module fără pierderi semnificative de rază de acțiune (a se vedea aplicarea ecuației radar de bază).

De asemenea, aceste module pot fi schimbate în timpul funcționării, chiar și atunci când sunt aplicate tensiuni. Din acest motiv, un radar de supraveghere aeriană folosește în majoritatea cazurilor o antenă pasivă, deoarece cu o antenă activă de rotație, această schimbare ar putea fi făcută doar cu rotația antenei oprită. Cu o antenă pasivă, toate aceste module sunt accesibile, deși radarul continuă să funcționeze, deși cu o putere ușor redusă. Cu toate acestea, dezavantajul antenei pasive constă în faptul că și semnalele de ecou foarte slabe sunt supuse acestor pierderi de linie puternice cauzate de conexiunile lungi ale ghidului de undă de la emițător/receptor la antenă.

Aerodromurile cu un volum foarte mare de trafic aerian, cum ar fi aerodromul „Franz Josef Strauß” din München (cod OACI: EDDM), au chiar două radare independente de recunoaștere a spațiului aerian. Acest lucru se datorează în parte din motive de redundanță, dar și din cauza suprapunerii reciproce a pâlniei moarte, care altfel ar însemna un decalaj în recunoaștere chiar deasupra locației radarului.

Date tehnice

Pentru datele tehnice ale unui radar de recunoaștere aeropurtată, există recomandări obligatorii ale Organizației Aviației Civile Internaționale (OACI), precum și ale Organizației Europene pentru Siguranța Navigației Aeriene EUROCONTROL. Copertura radar necesară a radarului este în conformitate cu limitele de responsabilitate ale unui aerodrom, astfel cum sunt definite de ECACEuropean Civil Aviation Conference (ECAC). Prin urmare, raza de acțiune efectivă a acestor radare pentru aeronavele care zboară la o altitudine de 3 000 de picioare (≙ aproximativ 1 000 m) ar trebui să fie mai mare de 40 (≙ aproximativ 75 km), până la 60 de mile marine (≙ aproximativ 110 km). Pe de altă parte, în intervalul de altitudine, este necesară doar până la 10 000 de picioare (≙ aproximativ 3 000 m). O rază de acțiune mai mare, de exemplu, până la o distanță de 80 de mile marine, este binevenită, dar nu este necesară. Dimpotrivă, din cauza echilibrului temporal al unui radar cu impulsuri, trebuie să se facă compromisuri în ceea ce privește viteza de rotație. Din cauza rotației mai lente, rata de reînnoire a datelor se deteriorează. Acest echilibru de timp afectează, de asemenea, mărimea frecvenței de repetiție a impulsurilor care urmează să fie utilizată, ceea ce reduce, în consecință, numărul de succese. Pierderile rezultate în ceea ce privește probabilitatea de detectare trebuie compensate prin alte măsuri, cum ar fi rezervele semnificativ mai mari de putere de transmisie. Pentru a justifica acest efort, trebuie să existe motive considerabile pentru care raza de acțiune de 80 de mile marine ar trebui să fie atinsă de radarul primar.

Viteza de rotație a antenei este de 12 până la 15 rotații pe minut. Acest lucru are ca rezultat o rată de reînnoire a datelor de 4 până la 5 secunde. Deoarece controlorul de trafic aerian trebuie să ofere pilotului o indicație de direcție cel puțin la fiecare 5 secunde în timpul unei apropieri ghidate de radar de aerodrom, această sincronizare este asigurată de timpul de rotație al antenei. Un ASR utilizează de obicei o antenă cu reflector parabolic cu un patron cosecant pătrat. Multe unități utilizează două radiatoare cu corn pentru a separa fasciculul de fază înaltă de cel de fază joasă, ceea ce îmbunătățește posibilitățile de suprimare a țintelor fixe sau de detectare a țintelor în mișcare (MTI sau MTD).

Informații privind altitudinea zborului

Un radar de supraveghere de aeroport este, de obicei, doar un radar 2D din motive de cost. Cu toate acestea, este întotdeauna cuplat cu un radar secundar a cărui identificare a țintelor este afișată și pe unitățile de afișare ale radarului primar. Radarul secundar furnizează, de asemenea, o indicație de altitudine, care este determinată barometric la bordul aeronavei. Ambele informații sunt combinate în plotextractorul de procesare a datelor radar și afișate pe ecran sub formă alfanumerică într-un bloc de date, alături de indicatorul țintei. Radarul secundar este, de asemenea, un radar de supraveghere (radar secundar de supraveghere, SSR), care, în esență, funcționează în mod sincron cu radarul primar. În cele mai multe cazuri, dispozitivele de observare ale SSR au o scară comutabilă cu o rază de acțiune dublă față de cea a radarului primar și pot astfel să afișeze informațiile radarului secundar și la distanțe mai mari (de exemplu, până la 120 NM).

Măsurarea unghiului de elevație de către radarul primar și calcularea altitudinii de zbor pe baza acestuia este, de asemenea, posibilă, de exemplu, cu radarul prezentat în figura 1. Acest radar utilizează un sistem de trei emițătoare cu claxon, fiecare cu un canal de recepție independent. Fiecare unghi de elevație are ca rezultat o distribuție caracteristică a puterii semnalelor de ecou în aceste canale de recepție, care este utilă pentru un calcul aproximativ al altitudinii.

Cartografiere electronică

În cele mai multe cazuri, radarele de aerodrom pot afișa pe ecranul radarului hărți electronice. Aceasta include liniile tactice și limitele jurisdicționale, pozițiile obstacolelor, zonele de interdicție aeriană, balizele radio sau punctele proeminente din teren. În cazul radarelor moderne, aceste hărți sunt stocate ca fișier în calculator. În cazul vechilor aparate radar analogice, acest material cartografic trebuia stocat printr-o procedură complicată într-un dispozitiv video cartografic extern, pe o placă de imagine care urma să fie scanată fotografic, care era scanată cu un fascicul de lumină care se deplasa sincronizat cu deflecția ecranului.