Radio Faro s
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Procesado de señal y teoría de la comunicación Radiofaros Radiofaros
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Procesado de señal y teoría de la comunicaciónProcesado de señal y teoría de la comunicación
RadiofarosRadiofaros
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ContenidosContenidos
Radiogoniometría Radiofaros
NDB (Nondirectional beacons) VOR (VHF Omnidirectional Range) DME (Distance Measuring Equipment) TACAN (Tactical Air navigation)
1. Introducción2. Frecuencias usadas3. Antenas Transmisoras4. Antenas Receptoras5. Exactitud
1. Introducción2. Frecuencias usadas3. Antenas Transmisoras4. Antenas Receptoras5. Exactitud
RadiogoniometríaRadiogoniometría
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ReferenciasReferencias
Radionavigation Systems, Börje Forsell. Prentice Hall, 1991.
2001 Federal Radionavigation Systems Report, Department of Defense and Department of Transportation.
2005 Federal Radionavigation Systems Plan, Department of Defense and Department of Transportation.
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Introducción (I)Introducción (I)
Radiogoniometría
Determinación de la dirección al transmisor o radiofaro, cuya geolocalización es conocida, por medio de un equipo receptor de radio direccional o radiogoniómetro.
Se necesitan determinar o bien dos direcciones, cada una a un transmisor, o bien determinando la dirección a un mismo transmisor desde dos puntos diferentes y conociendo la ruta y la distancia entre ellos.
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Introducción (II)Introducción (II)
Radiogoniometría
La radiogoniometría es el método más antiguo de orientación por medio de ondas de radio.
Se utilizan unos transmisores específicos o radiofaros, así como en ocasiones transmisores de radiodifusión y otros tipos de comunicación por radio (por ejemplo: la señal de comunicación en VHF de un avión se puede usar en un aeropuerto para encontrar su dirección).
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Frecuencias usadasFrecuencias usadas
Cualquier frecuencia es válida para la radiogoniometría. Los criterios para escoger una frecuencia determinada son1. El alcance deseado para el transmisor2. La exactitud que se pretende que tenga el sistema3. Las reglas de asignación de frecuencias a nivel internacional
Las frecuencias más usada están en el rango de 0.2 a 1.7 MHz. Más concretamente, los radiofaros para la navegación marítima y aérea, operan normalmente entre 255 y 415 kHz.
A estas frecuencias, la onda de superficie domina durante el día mientras que por la noche las reflexiones ionosféricas pasan a ser más importantes a largas distancias.
La desventaja de este rango de frecuencias es el tamaño de las antenas transmisoras y su baja eficiencia radiativa dado que las longitudes de onda implicadas son aún mayores
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Directividad de una antena (I)Directividad de una antena (I)
Si estuviésemos tratando con una linterna veríamos que la intensidad de la luz radiada varía con el ángulo
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Directividad de una antena (II)Directividad de una antena (II)
En el caso de una antena tenemos un comportamiento semejante tanto en transmisión como en recepción.
La directividad de la antena es su habilidad para concentrar la radiación en una dirección.
∆θ3dB
Pmax
Pmax/2
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Directividad de una antena (III)Directividad de una antena (III)
La directividad es proporcional al cociente λ/L donde L es la longitid característica de la antena. En una agrupación de antenas, la habilidad de cada antena para transmitir/recibir los frentes de onda con fases diferentes mejora la capacidad de hacer más estrecho el haz.
El error en la definición de la dirección se puede aproximar como
NSL
2
2
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Antenas transmisorasAntenas transmisoras
La antena más común es el mástil vertical, de tal manera que la señal radiada está polarizada verticalmente y la antena tiene un diagrama de radiación toroidal
La antena se elige que sea resonante a la frecuencia en la que se usa para obtener un ancho de banda estrecho, lo que por otro lado introduce bastantes pérdidas, siendo las eficiencias del 5-10 %.
La potencia de radiación es del orden de 100 W.
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Antenas ReceptorasAntenas Receptoras
Los receptores han de ser más pequeños que los transmisores, motivo por el cual se usan a menudo antenas de cuadro.
Los ceros son más agudos que los máximos de manera que son más adecuados para localizar direcciones.
Un ejemplo de antena de agrupación es el de la figura: una antena omnidireccional añade un sentido de dirección cuando se combina con un desfase añadido de 900.
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Radiogoniómetros DopplerRadiogoniómetros Doppler
Un sistema receptor Doppler ha de ser mayor que la longitud de onda, lo cual obliga a usar frecuencias de VHF y UHF.
Los radiogoniómetros Doppler de un aeropuerto hacen uso de las propias señales de comunicación de los aviones, entre 118-137 MHz para el caso civil y 230-400 MHz para el militar.
Los sistemas Doppler consisten de un gran número de antenas (~30) montadas sobre una plataforma circular.
Cada receptor entra en funcionamiento de manera secuencial de manera que se simula la rotación de una sola antena.
)2sin( 0
tfdfv
f rotrot
shiftDoppler
d
Radiofaro
φ0
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ExactitudExactitud
La exactitud de los diferentes radiogoniómetros depende mucho de las condiciones locales, incluyendo la época del año, la hora del día, la distancia al transmisor, la calidad del receptor o las condiciones de montaje de la antena receptora.
La exactitud puede ser superior a 1o si se utilizan agrupaciones de antenas o goniómetros Doppler.
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Radiogoniometría Radiofaros
NDB (Non-directional beacons) VOR (VHF Omnidirectional Range) DME (Distance Measuring Equipment) TACAN (Tactical Air navigation)
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RadiofarosRadiofaros
Definición: Un radiofaro es una estación de radio situada en una posición perfectamente geolocalizada, que se usa como ayuda en la navegación aérea o marina y que hace posible localizar la posición relativa y/o la dirección de la estación receptora
Hay dos tipos fundamentales de radiofaros: Radiofaros no direccionales (NDB - Non directional beacons -) con
goniómetros automáticos (ADF - Automatic Direction Finders -) Sistemas de señal compuesta, que permiten determinar la dirección y/o
el alcance haciendo uso de la información contenida en la señal (VOR, DME, TACAM)
Hoy en día muchos de estos sistemas están perdiendo pujanza frente a los sistemas tipo GPS, más exactos y con receptores muy sencillos de usar. Sin embargo, el bajo coste de los sistemas ADF los mantiene en uso, a la vez que por ejemplo la sostenibilidad financiera de otros sistemas más caros como el VOR los compromete de manera creciente.
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Radiofaros no direccionales (NDB) (I)Radiofaros no direccionales (NDB) (I)
Los NDB pueden operar a frecuencias entre 190 kHz y 1.75 MHz, siguiendo la normativa de la ICAO (International Civil Aviation Organization). En la práctica utilizan frecuencias de 190 a 493 kHz y de 510 a 530 kHz en los EEUU y de 280 a 530 kHz en Europa con un hueco entre 495 y 505 kHz reservado para servicios de emergencia marítima internacional.
La navegación NDB involucra dos elementos : el ADF (Automatic Direction Finder) que detecta la señal NDB y el transmisor NDB mismo. Los ADF determinan la dirección relativa hacia la estación NDB. Esto queda representado en un indicador llamado indicador de rumbo (RBI, relative bearing indicator).
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Radiofaros no direccionales Radiofaros no direccionales (NDB) (II)(NDB) (II)
Cada NDB queda identificado por una señal de código Morse de una, dos o tres letras. Puede haber excepciones: en Canadá, por ejemplo, los identificadores incluyen números.
Los NDBs norteamericanos se clasifican atendiendo a su potencia de salida: a) baja potencia (< 50 W), b) potencia media (50-2,000 W) y c) alta potencia (>2,000 W).
Incluso con la llegada de sistemas como el VOR (VHF omnidirectional range) o la navegación GPS, los NDBs continúan siendo los sistemas de navegación más usados mundialmente.
Los NDBs tienen una ventaja principal sobre el sistema VOR, más sofisticado: las señales NDB siguen la curvatura de la Tierra, de tal manera que se pueden detectar a mayor distancia y menor altura. A desventaja es su mayor sensibilidad a las condiciones atmosféricas, a la presencia de terreno montañoso, a la refracción en la costa y a las tormentas eléctricas, especialmente a distancias considerables del radiofaro.
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Comments on propagation (I)Comments on propagation (I)
The mechanism whereby a radio signal transmits through the air between transmitters and receivers depends chiefly on the frequency of the wave. There are four paradigms that describe propagation in the Earth’s atmosphere:
Ground wave Skywave Troposphere scatterering Line of sight
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Comments on propagation (II)Comments on propagation (II)
Ground wave• Below ~3 MHz, and depending on surface type -water or land- and
moisture conditions if on land, the ground behaves as perfect conductor, currents are induced on the Earth’s surface, and waves follow its curvature and topography.
• Very long distance communications are possible at these frequencies.
• Vertical polarised waves have a much longer reach as horizontal ones, which get more rapidly attenuated
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Comments on propagation (III)Comments on propagation (III)
Skywave• At HF (3-30 MHz) the main way of propagation is by skywave, i.e.
by reflection and refraction at the different layers of the ionosphere (50-300 km)
• Broadcast television frequencies (VHF, UHF) propagate as skywaves
• There is a skip distance between the transmitting antenna and the first position at which the wave can be received
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Comments on propagation (IV)Comments on propagation (IV)
Line of sight• At frequencies above the VHF-UHF range the most important
mechanism is ray-like, straight propagation; the ionosphere is transparent
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Comments on propagation (V)Comments on propagation (V)
Tropospheric Scattering• At frequencies above about 400 MHz there is significant scattering
in the troposphere, below the ionosphere. • Although it is a way of extending the range of a communication
link, the signal level may be low and subject to fading due to changing tropospheric conditions.
• However, for some applications it is a practical method of providing a high capacity communications channel.
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Radiofaro omnidireccional de VHF (VOR -VHF Radiofaro omnidireccional de VHF (VOR -VHF Omnidirectional Range-) (I)Omnidirectional Range-) (I)
El sistema VOR opera en diversos canales en la banda 108-117.95 MHz, dejando 50 Hz de separación entre canal y canal, y quedó estandarizado en 1949.
A estas frecuencias, las distorsiones atmosféricas son preácticamente despreciables.
La propagación es tal que se ha de tener el radiofaro dentro de la línea visual.
La potencia transmitida es de unos 200W. El sistema VOR indica la dirección del
avión al transmisor, definiendo así la línea de posición (LOP) o radial. La intersección de dos radiales da una posición o fix.
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Radiofaro omnidireccional de VHF (VOR -VHF Radiofaro omnidireccional de VHF (VOR -VHF Omnidirectional Range-)Omnidirectional Range-) (II) (II)
La antena transmisora VOR convencional tiene un diagrama de radiación compuesto que consiste de una parte no direccional más dos componente con forma de ocho, que resultan en un diagrama con forma de cardioide. La polarización es horizontal.
El cardioide resultante rota electrónicamente a una velocidad angular de 30 vueltas por segundo (30 Hz), lo que se consigue con una modulación en amplitud a 30 Hz de los componentes en forma de ocho que tiene un desfase relativo de 90o.
Un receptor en la dirección α recibe una señal dependiente de la dirección, que tras ser demodulada es una función lineal de α.
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Radiofaro omnidireccional de VHF (VOR -VHF Radiofaro omnidireccional de VHF (VOR -VHF Omnidirectional Range-)Omnidirectional Range-) (II) (II)
sinsincos
coscoscos
cos)(VOR
twtwa
twtwa
twtv
mc
mc
c
Segunda antena con diagrama enforma de ocho
Antena condiagrama en
forma de ocho
Parte procedentede la antena no direccional
)]cos(1[cos)(VOR twatwtv mc
La antena transmisora VOR convencional tiene un diagrama de radiación compuesto que consiste de una parte no direccional más dos componente con forma de ocho, que resultan en un diagrama con forma de cardioide. La polarización es horizontal.
El cardioide resultante rota electrónicamente a una velocidad angular de 30 vueltas por segundo (30 Hz), lo que se consigue con una modulación en amplitud a 30 Hz de los componentes en forma de ocho que tiene un desfase relativo de 90o.
Un receptor en la dirección α recibe una señal dependiente de la dirección, que tras ser demodulada es una función lineal de α.
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Radiofaro omnidireccional de VHF (VOR -VHF Radiofaro omnidireccional de VHF (VOR -VHF Omnidirectional Range-)Omnidirectional Range-) (III) (III)
Se transmite adicionalmente otra señal a través de la antena no direccional. Se trata de una señal AM de subportadora a 9960 Hz que, a su vez, está modulada en frecuencia a 30 Hz. El índice de modulación es 16. [b=0.3, fu= 9960 Hz, ß=16]
Además, la señal está modulada en amplitud por un código Morse a 1020 Hz [f(t)= código Morse, fi= 1020 Hz]
)]cos(1[cos)(VOR twatwtv mc
)]coscos( twtwb mu
)cos(1[cos)(VOR twatwtv mc
)coscos( twtwb mu
]cos)( twtf i
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Radiofaro omnidireccional de VHF (VOR -VHF Radiofaro omnidireccional de VHF (VOR -VHF Omnidirectional Range-)Omnidirectional Range-) (IV) (IV)
El receptor VORLa fase de la FM se ha seleccionado de tal manera que la modulación es en fase con la rotación de 30 Hz en todo instante cuando el cardioide apunta al
norte (α=0) ⇒ la medida de la diferencia de fase entre dos señales demoduladas a 30 Hz da una dirección no ambigua
La reglamentación actual establece que la exactitud del Receptor debe de ser de 0.4 grados con una fidelidad del 95%. La exactitud absoluta del sistema VOR es aproxima-damente de 1.40. Sin embargo, los tests de calidad indicanque con un grado de fidelidad del 99.94% el sistema VOR tiene un error inferior a ±0.35°.
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Radiofaro omnidireccional de VHF (VOR -VHF Radiofaro omnidireccional de VHF (VOR -VHF Omnidirectional Range-)Omnidirectional Range-) (V) (V)
VOR Doppler
El multicamino o multipath es la principal fuente de error de los sistemas VOR. Una manera de corregirlo es usar antenas de mayor tamaño, más direccionales, y otra es utilizar el hecho de que las señales FM son menos sensibles a las reflexiones que las AM. Conectando secuencialmente las antenas de una agrupación podemos simular una antena más grande y beneficiarnos también de las ventajes de la FM.
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Radiofaro omnidireccional de VHF (VOR -VHF Radiofaro omnidireccional de VHF (VOR -VHF Omnidirectional Range-) Omnidirectional Range-) (VI)(VI)
El futuro del VOR
Como ocurre con otros sistemas, el VOR está en desventaja frente al GPS. El sistema VOR necesita numerosas estaciones para cubrir un área de cierta extensión. Además la exactitud del GPS, más aún si consideramos los sistemas de GPS extendidos, como el Wide Area Augmentation System (WAAS) o el Local Area Augmentation System (LAAS). Este último pretende usar la misma banda de frecuencias VHF que el VOR para transmitir su mensaje de corrección. Esto podría implicar el cierre de las instalaciones VOR o su desplazamiento a otras frecuencias para evitar interferencias.
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Radiogoniometría Radiofaros
NDB (Non-directional beacons) VOR (VHF Omnidirectional Range) DME (Distance Measuring Equipment) TACAN (Tactical Air navigation)
1. Descripción del sistema2. Procedimiento de búsqueda3. Seguimiento4. Transpondedor5. Exactitud6. El futuro del DME
1. Descripción del sistema2. Procedimiento de búsqueda3. Seguimiento4. Transpondedor5. Exactitud6. El futuro del DME
Equipo telemétricoEquipo telemétrico (DME -Distance (DME -Distance Measuring Equipment-)Measuring Equipment-)
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Equipo telemétricoEquipo telemétrico (DME -Distance Measuring (DME -Distance Measuring Equipment-) (I)Equipment-) (I)
Mediante la medida del tiempo de tránsito de un pulso desde un cierto vehículo, típicamente aerotransportado, a la estación de tierra y de vuelta se puede determinar la distancia entre ambos (Principio del radar).
Las frecuencias de portadora están en el rango de 962 a 1213 MHz.
La potencia de pico transmitida va de 50 a 1000W. El alcance directo (slant range) máximo del sistema es de
aproximadamente 370 km, lo que a una altura de 3 a 6 km equivale a un alcance sobre la línea de la Tierra de aproximadamente 120 km.
El sistema DMR quedó estandarizado a nivel internacional en 1959.
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Equipo telemétricoEquipo telemétrico (DME -Distance Measuring (DME -Distance Measuring Equipment-) (II)Equipment-) (II)
El avión está equipado con un Interrogador y la estación terrena con lo que se denomina un Transpondedor.
Las instalaciones de un DME normalmente están localizados en estaciones que incluyen sistemas VOR o ILS (Instrument Landing System) y se utilizan conjuntamente: los canales de frecuencias UHF de los canales DME están emparejadas con canales en VHF del VOR y del ILS. Desde el punto de vista operacional, el piloto solamente ha de sintonizar la frecuencia del VOR/ILS y el interrogador del DME se sintoniza automáticamente al canal DME correspondiente.
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Equipo telemétricoEquipo telemétrico (DME -Distance Measuring (DME -Distance Measuring Equipment-) (III)Equipment-) (III)
El rango de frecuencias del DME está dividido en 126 canales de interrogación y 126 de respuesta con una separación entre canales de 1 MHz:
Los canales de interrogación están localizados entre 1025 y 1150 MHz Los canales de respuesta ocupan dos rangos de frecuencia: 962-1024 MHz y 1151-
1213 MHz Cada canal de interrogación está acoplado con un canal de respuesta específico,
colocado 63 MHz por encima o por debajo, dependiendo del canal en uso Si está instalado junto con un sistema VOR, ambos funcionan de manera
combinada como un sistema de dirección + alcance Los pulsos de un DME se transmiten en pares, tienen una forma gaussiana cn
semianchura de 3.5 μs y, con una separación que depende del uso o modo: Modo X (militar): separación de 12 μs tanto para interrogación como para respuesta Modo Y (civil): separación de 36 μs para interrogación y 30 μs para respuesta
El transpondedor de la estación terrena recibe el tren de pulsos y los retransmite después de 50 μs de retardo junto con un código Morse de identificación propia. El interrogador aerotransportado identifica su propia corriente de pulsos y mide el intervalo temporal entre el comienzo de su interrogación y la respuesta del transpondedor terreno.
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Equipo telemétricoEquipo telemétrico (DME -Distance Measuring (DME -Distance Measuring Equipment-) (IV)Equipment-) (IV)
Procedimiento de búsqueda Ya que un interrogador puede estar respondiendo simultáneamente hasta
a 100 aeronaves, necesitamos que el receptor DME tenga una manera de identificar la señal de respuesta que le corresponde a él: esto se hace enviando las interrogaciones con una separación pseudoaleatoria entre los pulsos de manera que se crea una firma única.
Durante la búsqueda la frecuencia de repetición de pulsos o PRF es de 120 a 150 Hz en términos de pares de pulsos.
Después de un cierto tiempo τ una vez transmitido un par de pulsos, se abre una ventana de recepción de 20 μs, que corresponde a un viaje de ida y vuelta de 3 km.
τ aumenta linealmente como τ = 18 10-3 t/150 y escanea un segmento de 2400 μs correspondiente a un espacio de unos 370 km en 20 segundos
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Equipo telemétricoEquipo telemétrico (DME -Distance Measuring (DME -Distance Measuring Equipment-) (DME) (V)Equipment-) (DME) (V)
Procedimiento de búsqueda
1/120 s
1/150 s
1/140 s
1/130 s
t0
Pulsotransmitido
Pulsosrecibidos
Pulsosrecibidos
Pulsosrecibidos
Pulsosrecibidos
+∆t
Pulsotransmitido
Pulsotransmitido
Pulsotransmitido
Pulsotransmitido
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Equipo telemétricoEquipo telemétrico (DME -Distance Measuring (DME -Distance Measuring Equipment-) (VI)Equipment-) (VI)
Seguimiento Una vez terminada la búsqueda, la
ventana temporal se centra en torno al punto que da el mayor número de pulsos de repuesta y el receptor pasa al modo de seguimiento, en el que transmite de 24 a 30 pares de pulsos por segundo
Según la distancia entre el avión y el transpondedor terreno varía, la ventana temporal sigue el movimiento del avíon de tal manera que continúa centrado alrededor del punto de máxima respuesta.
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Equipo telemétricoEquipo telemétrico (DME -Distance Measuring (DME -Distance Measuring Equipment-) (VII)Equipment-) (VII)
Transpondedor Además de enviar respuestas a las
interrogaciones, cada transpondedor transmite un código Morse de identificación de tres letras con pulsos gaussianos de 3.5 μs de semianchura a una PRF de 1350 Hz cada 37.5 o 75 segundos, donde un punto dura 1/8 s y una línea 3/8 s.
Un transpondedor DME está diseñado para servir a 100 aviones a la vez, con una estadística típica de 95 en modo de seguimiento y 5 en modo de búsqueda
Hay dos momentos durante los cuales el transpondedor no está transmitiendo respuestas:
durante los 50 μs que siguen a la recepción de una interrogación
durante la transmisión de código Morse
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Equipo telemétricoEquipo telemétrico (DME -Distance Measuring (DME -Distance Measuring Equipment-) (VIII)Equipment-) (VIII)
Exactitud La exactitud del sistema DME es normalmente de 100 a 300 m.
Un valor típico de 0.1 nm (nautical miles) (185 m) se da a veces como referencia.
Las fuentes de error son inexactitudes debidas al equipo
1. los 50 μs de retardo tras la recepción de una interrogación están sujetos a un error de ±1 μs
2. Detección por parte del receptor reflexiones (fenómeno de multicamino o multi-path)
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Equipo telemétricoEquipo telemétrico (DME -Distance Measuring (DME -Distance Measuring Equipment-) (IX)Equipment-) (IX)
El futuro del DME
Es probable que las instalaciones del DME se retiren progresivamente mientras que los sistemas satelitales como GPS o Galileo tomen su lugar y se conviertan en el estandar de la navegación aérea. Sin embargo, a día de hoy el sistema se usa mucho y todavía se construyen radiofaros DME.
1. Descripción del sistema2. Circuito de retardo, atenuación y comparación (Delay, attenuate
and compare circuit, DAC)3. Ventajas y desventajas del DME/P comparado con el DME/N4. Modos de aproximación inicial (IA) y final (FA)5. Exactitud
1. Descripción del sistema2. Circuito de retardo, atenuación y comparación (Delay, attenuate
and compare circuit, DAC)3. Ventajas y desventajas del DME/P comparado con el DME/N4. Modos de aproximación inicial (IA) y final (FA)5. Exactitud
Equipo telemétrico de precisiónEquipo telemétrico de precisión (DME/P – (DME/P –Precise Distance Measuring Equipment-)Precise Distance Measuring Equipment-)
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Equipo telemétrico de precisiónEquipo telemétrico de precisión (DME/P –Precise (DME/P –Precise Distance Measuring Equipment-) (I)Distance Measuring Equipment-) (I)
El sistema DME se puede usar junto con el Sistema de Aterrizaje por Microondas (Microwave Landing System , MLS) para dar la distancia, lo que proporciona todas las coordenadas de aterrizaje necesarias
Sin embargo, el DME convencional, que denominaremos a partir de aquí DME/N, es demasiado inexacto para tal uso.
En el DME de precisión se emplea procesado de banda ancha para conseguir una exactitud adecuada.
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Equipo telemétrico de precisiónEquipo telemétrico de precisión (DME/P – (DME/P –Precise Distance Measuring Equipment-) (II)Precise Distance Measuring Equipment-) (II)
Una señal de banda ancha de DME/P ha de satisfacer lo siguiente:
un tiempo de subida suficientemente rápido para alcanzar un cierto umbral de potencia lo antes posible una vez que ha llegado el pulso
los canales adyacentes no deben interferir
La forma del pulso que satisface estos requisitos es una envolvente del tipo cos/cos2 (=coseno al cuadrado para el extremo de delante del pulso y coseno simple para el de cola)
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Equipo telemétrico de precisiónEquipo telemétrico de precisión (DME/P – (DME/P –Precise Distance Measuring Equipment-)(III)Precise Distance Measuring Equipment-)(III)
Para las medidas de alcance en el interrogador o para iniciar la respuesta en el transpondedor, el DME ha de ser detectado. Se usa para ello detección de la envolvente y la información de fase se deshecha.
Todos los métodos implementados para estimar el tiempo de llegada del pulso (time-of-arrival, TOA) han de satisfacer tanto las especificaciones de exactitud como las de nivel de potencia.
La principal manera de mejorar el DME es rechazar las señales de multicamino Para ello, una técnica apropiada es la llamada circuito de retraso, atenuación y comparación (delay, attenuate and compare circuit ,DAC)
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Equipo telemétrico de precisiónEquipo telemétrico de precisión (DME/P – (DME/P –Precise Distance Measuring Equipment-) (IV)Precise Distance Measuring Equipment-) (IV)
Circuito de retardo, atenuación y comparación (Delay, attenuate and compare circuit ,DAC)
1. El circuito compara una versión retardada del pulso con una versión atenuada del mismo pulso
2. Se declara que un pulso ha llegado cuando el pulso retardado excede la señal del pulso atenuado. Un retardo de 100 ns y una atenuación de entre ~-5 dB y -6 dB resulta en un nivel de umbral de entre 15 a 18 dB por debajo del pico del pulso. Estos valores son un compromiso entre buen comportamiento ante multicamino y presencia de ruido
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Equipo telemétrico de precisiónEquipo telemétrico de precisión (DME/P – (DME/P –Precise Distance Measuring Equipment-) (V)Precise Distance Measuring Equipment-) (V)
Ventajes del DAC1. El punto de detección es independiente de la amplitud y del
tiempo de ascenso del pulso.2. Se evita el multicamino.
Desventajes del DACYa que el espectro de frecuencias es más ancho, la potencia transmitida del DME/P ha de ser inferior para evitar filtraciones entre canales adyacentes Menor alcance del sistema.
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Equipo telemétrico de precisiónEquipo telemétrico de precisión (DME/P – (DME/P –Precise Distance Measuring Equipment-) (VI)Precise Distance Measuring Equipment-) (VI)
Ya que los valores de exactitud más altos son únicamente necesarios en las cercanías del aeropuerto, el DME/N se usa durante la aproximación al aeropuerto hasta llegar a unos 15 km de la pista de aterrizaje (initial approach (IA) phase).
Entre los 15 km y los 12 km nos encontramos en una fase de transición
A distancias inferiores a los 12 km, se cambia al DME/P (final approach (FA) phase)
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Equipo telemétrico de precisiónEquipo telemétrico de precisión (DME/P –Precise (DME/P –Precise Distance Measuring Equipment-) (VII)Distance Measuring Equipment-) (VII)
La frecuencia de interrogación es de 40 Hz en los modos de búsqueda del IA y en el modo FA, y de 16 Hz en el modo de seguimiento del IA .
Los anchos de banda del receptor son de 300-400 kHz en el modo IA y de 3.5-4.5 MHz en el FA.
Ya que el DME/P utiliza las mismas frecuencias que el DME/N, la capacidad extra de espacio para los canales del DME/P y su emparejamiento con el MLS se consigue por multiplexado temporal: el intervalo entre los dos pulsos de un par se varía.
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Equipo telemétrico de precisiónEquipo telemétrico de precisión (DME/P –Precise (DME/P –Precise Distance Measuring Equipment-) (VIII)Distance Measuring Equipment-) (VIII)
Exactitud
PFE= Path following error; CMN= Control motion noise
1. Descripción del sistema2. TACAN vs. VOR3. Exactitud4. Futuro del TACAN
1. Descripción del sistema2. TACAN vs. VOR3. Exactitud4. Futuro del TACAN
Navegación aérea tácticaNavegación aérea táctica (Tactical Air (Tactical Air Navigation, TACAN)Navigation, TACAN)
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Navegación aérea tácticaNavegación aérea táctica (Tactical Air Navigation, (Tactical Air Navigation, TACAN) (I)TACAN) (I)
TACAN es un sistema de apoyo a la navegación aérea de corto alcance que funciona en el rango de frecuencias de 962 a 1213 MHz.
Se puede describir como una versión conjunta de carácter militar del VOR/DME que mide tanto distancias como direcciones.
Se utiliza sobre todo para apoyar operaciones militares pero también apoya a veces los sistemas civiles gracias a su funcionalidad DME.
La parte DME del TACAN opera con las mismas especificaciones que los DMEs civiles. Por tanto, como ocurre con las DMEs, para reducir el número de estaciones, las TACAN están localizadas con las instalaciones VOR. Estás estaciones multifunción se denominan VORTAC
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Tactical Air Navigation (TACAN) (II)Tactical Air Navigation (TACAN) (II)
TACAN vs. VORComo el VOR1. El diagrama de radiación de la antena es un cardioide
rotante, que como vimos se traduce en una señal modulada en amplitud cuya fase depende de la dirección al transpondedor.
2. Junto con el cardiode hay una señal omnidireccional que se envía como referencia de fase.
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Tactical Air Navigation (TACAN) (III)Tactical Air Navigation (TACAN) (III)
TACAN vs. VORDistinto del VOR1. La señal se transmite en forma de pares de pulsos con una envolvente
gaussiana y 12 μs de separación, exactamente igual al modeo DME X (excepto en que hay una modulación en amplitud adicional debida al diagrama de radiación de la antena)
2. El cardiode rota a una velocidad de 15 vueltas por segundo (15 Hz), la mitad de la velocidad de rotación de un sistema VOR.
3. La señal de referencia consiste de 12 pares de pulsos separados 18 μs.4. Mientras que el VOR utiliza las frecuencias en el rango 108-117.95 MHz,
TACAN opera a frecuencias entre 962 y 1213 MHz, como el DME.
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Tactical Air Navigation (TACAN) (V)Tactical Air Navigation (TACAN) (V)
TACAN vs. VORDistinto del VOR1. El diagrama de radiación tiene un perfil de
muchos lóbulos gracias a la adición de 9 antenas reflectivas, lo que hace posible que se mejore la determinación de la fase y por tanto la dirección del transpondedor.
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Tactical Air Navigation (TACAN) (VI)Tactical Air Navigation (TACAN) (VI)
ExactitudLa parte VOR, a pesar de la mejora teórica de un factor 9, operativamente se observa una mejora del orden de 1.5-2.La parte DME tiene la misma especificación de exactitud que un DME civil (0.1 nautical mile).
Futuro del TACANTACAN no está encriptado y puede ser utilizado por el enemigo. Esto es una desventaja frente al GPS militar.
