Sistemas de Distancia
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Utilizan tcnicas de medicin electromagntica
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RADIO ALTMETRORADAR
DME
TACAN
MLS
ILS
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RAdio Detection And Ranging
Sistema de deteccin y localizacin de objetos
Determina rango, altitud, direccin o velocidad
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Antena del SKBO(PSR y SSR)
Antena de radar de largo rango (objetos del espacio,
misiles balsticos)
Antena de radar para detectar aeronaves
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Heinrich Hertz
Christian Hlsmeyer
(Telemobiloscopio)
Estructuracin defensa area Gran Bretaa
1886
1904
Henry Tizard y Robert Watsoncrean un comit cientfico
Las ondas electromagnticas tienen lasmismas propiedades que las ondas luminosas
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Robert Watson,Arnold Wilkins
Nacimiento del radar
25-02-1935
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Instalaciones britnicas de
radar
Creacin del magnetrn
1945 Presente 1939
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RADARSe clasifica segn
Nmero de antenas
Pueden ser
Monoesttico
Biesttico
Multiesttico
Blanco
Pueden ser
Primario
PSR
Secundario
SSR
Forma de ondaPueden ser
Onda continua
CW
Onda continua con modulacin
CW-FM, CW-PM
Onda pulsada
mbito de aplicacin
Pueden ser
Militar
Aeronutico
Martimo
Meteorolgico
Circulacin y seguridad en
ruta
Cientfico
Frecuencia de trabajo
Finalidad
Pueden ser
Seguimiento
Bsqueda
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Radar Primario (PSR Primary Surveillance Radar)
Capta la energa reflejada de forma pasiva por la superficie del objeto radiado.
No requiere accin porparte del objeto a detectar
Requiere enviar altascantidades de energa paraasegurar el retorno de laseal del objeto
1 Transmisor, 1 Receptor
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Radar Secundario (SSR Secondary Surveillance Radar)
El objeto radiado genera por s mismo una seal de respuesta
+ Seal ms fuerte en la estacin de tierra.
+ Aumento del rango y disminucin de losproblemas de atenuacin de la seal.
+ Menos potencia requerida = economa.
+ Posibilidad de intercambiar informacinadicional.
Requiere una aeronaveobjetivo con un equipotransponder
Surgi del IFF (Identification Friend or Foe).
Conocido en USA como ATCRBS (Air traffic control radar beacon system).
Su uso ms frecuente es la vigilancia de trfico areo.
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(1030 Mhz)
(1090 Mhz)
El transponder recibe en 1030 Mhzy transmite en 1090 Mhz
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MODOS DE INTERROGACIN
MODO OBSERVACIN SEPARACIN P1-P3
Modo 1 Desuso 3 us
Modo 2 Desuso 5 us
Modo 3 (Modo A) Identidad 8 us
Modo 4 IFF Encriptacin ----
Modo S (Select) Multipropsito 3.5 us
Modo 5 En desarrollo ----
Modo B Identidad 17 us
Modo C Altitud 21 us
Modo D No definido 25 us
Pulsos transmisoresP1, P3
Microsegundosus
Modo A
12 pulsosCodigo 4 digitosSistema octal
Modo C
11 pulsosAltitudIncrementos 100 ft
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Radares secundariosRadares primarios
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Militares (PSR, SSR) Militares y civiles (PSR, SSR)
Permiten el cubrimiento del espacio areo nacional enun 98% aproximadamente, para niveles de vuelosuperiores a 22.000 pies de altura.
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Cobertura Terica SSR
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BANDARANGO DE
FRECUENCIARANGO DE LONGITUD
DE ONDAOBSERVACIN
HF 330 Mhz 10100 m Vigilancia costera, OTH
VHF 30300 MHz 110 m penetracin en el terreno
UHF 3001000 MHz 0.31 m penetracin en el terreno y a travs de la vegetacin
L 12 GHz 1530 cm Distancias elevadas. Control de trfico en ruta
S 24 GHz 7.515 cm Distancias intermedias. Control de trfico en terminales.
C 48 GHz 3.757.5 cm Distancias elevadas. Meteorologa.
X 812 GHz 2.53.75 cmGua de misiles, radares de superficie aeroportuarios.
Distancias cortas
Ku 1218 GHz 1.672.5 cm Cartografa de alta resolucin. Altmetros para satlites
K 1824 GHz 1.111.67 cm Detectar nubes.
Ka 2440 GHz 0.751.11 cmCartografa de muy alta resolucin: vigilancia de
aeropuertos.
W 75110 GHz 2.74.0 mm Meteorologa de alta resolucin.
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PRT: Pulse Repetition Time
PRF: Pulse Repetition Frequency
PW: Pulse Width
RT: Tiempo de recuperacin
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Tx Modulador de Pulsos
Duplexor
Antena
Mezclador
OL
Amplificador de RF
Amplificador de FI
Segundo detector
Pantalla
Amplificador de video
Diagrama de bloques de un radar de impulsos
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Radar Doppler
De onda continua
De Impulsos
Bsico CW
FM/CW
MTI
Doppler de impulsos
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Bsico CW
TX - FM Modulador
Antena TX
Mezclador
Amplificador
Limitador Pantalla
Antena RX
Contador de
frecuencia
CW - FM
Seal de referencia
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Modulador de Pulsos
Duplexor
Antena
Mezclador
Stalo
Amplificador FI
Detector de fase
Generador de disparo
Oscilador Magnetrn
Mezclador Coho
Al cancelador por lnea de
retardo
Diagrama de bloques del radar MTI (Mobile Target Indication)
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ATC
TCASSistema anticolisin
para aeronaves
Altimetra Sistema de defensa areos Sistemas antimisil
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Monitoreo meteorolgico
Radares de penetracin en tierra para observaciones geolgicas
Radares marinos para localizar puntos de referencia u otros barcos
Sistemas de vigilancia de ocanos Sistemas de vigilancia del espacio exterior
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RAR
Real ApertureRadar
El tamao fsico de la antena determina la apertura real
SAR
SyntheticAperture Radar
Tamao virtual de la antena. Muy utilizado en el mapeo
digital de territorios.
Radar meteorolgico
Detecta las tormentas y muestra su
virulencia a los pilotos. Antena situada tras el
radome
LIDAR
LIght DetectionAnd Ranging
Mide la distancia
iluminando un objetivo con un lser y analiza
la luz reflectada
ADS
Automatic DependantSurveillance
Transmite datos sobre su
posicin, la altitud y las intenciones incluso con
otras aeronaves
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RCS (Radar Cross Section)
Medida de que tan detectable es un objeto con un radar.
B2: 0.1 m2
Humanos: 1 m2
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16 de Diciembre 2012. Soekarno-Hatta International Airport.
Se interrumpieron las operaciones de radar debido a una falla en elsuministro elctrico.
8 Febrero 2013. Delhi Airport.
Apagn de 30 minutos caus la falla del sistema de radar, y al nomostrar signos de restauracin fue necesario reestableceroperaciones manualmente.
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Sirve para medir la altura absoluta entre la aeronave y el terreno.
El radioaltmetro es instantneo y preciso,pero no da informacin de la altitud delterreno por delante.
Opera con frecuencias entre 4200 y 4400 GHz
Transmisor ReceptorAntena
TransmisoraAntena
ReceptoraIndicador
COMPONENTES
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Los radio altmetros proveen una indicacin continua de la altitudsobre la superficie inmediatamente debajo de la aeronave.
Equipos adecuados para mediciones de baja altitud
Rango mximo: 5000 ft Rango ms comn: 2500 ft
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Para hallar la distancia se mide el tiempo transcurridodesde la transmisin de la onda hasta su recepcin.
En algunos radio altmetros tambin se aade un medidorde voltaje DC para cuando se necesitan medicionesexactas de altura en otros sistemas de la aeronave.
Compensacin electrnica
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La seal se transmite con un patrn elptico suficientemente anchopara siempre transmitir en algn momento verticalmente, incluso conngulos de cabeceo de +30 a -30 y de alabeo de +60 a -60.
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La transmisin de la seal es continua y se hace necesario disponer de unaantena transmisora y una receptora.
La antena de recepcin debe ser instalada lo suficientemente lejos de la antenade emisin como para que no se produzcan interferencias entre ambasseales.
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La cercana de la aeronave con el suelo es causa deerror en las mediciones porque la onda recorre mayordistancia.
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Diagrama de bloques radioaltmetro
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Radio altmetro de pulsos
Radio altmetro de frecuencia modulada
Radio altmetro de espectro ensanchado
TIPOS
EXACTITUD0-500 ft = 2 ft o
2% de altitudPor encima de los 500 ft
= 5% de altitud
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De pulsos
Es el ms sencillo
La seal emitida es un pulso aislado.
Es muy fcil emitir este pulso y contar el tiempo
que tarda en llegar rebotado.
De frecuencia modulada
El radioaltmetro de frecuencia modulada es ms preciso que el de
pulsos y es ms comn. La seal va en forma de
onda continua modulada en frecuencia.
De espectro ensanchado
Los actuales programas en desarrollo utilizan
tcnicas de ensanchamiento del
espectro para lograr la exactitud necesaria y la integridad de la seal.
Se piensa utilizar toda la anchura de la banda
de 200 MHz.
Futuros desarrollos podrn funcionar con
un ancho de banda menor, manteniendo la exactitud requerida en condiciones adversas.
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ILS
GPSW (Ground ProximityWarning System)
Director de vuelo
EFIS
FMC (Flight Management Computer) tambin FMS (Flight Management System)
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Indicacin de la altura absoluta
Provee una fcil
verificacin de la altura baromtrica
de un aerdromo
Provee una seal de
aviso en la altura de decisin
r
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Primary flight display (Airbus)
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Primary flight display (Boeing)
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Video 1
Video 2
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Sistema de radar con respuesta activa.
Consta de un interrogador (avin) y un respondedor(estacin en tierra). Ambos sistemas poseen untransponder.
Da informacin de distancia, velocidad respecto al suelo ytiempo de vuelo hasta la estacin en tierra
Distance Measurement Equipment
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1949Fue desarrollado como parte del sistemamilitar TACAN.
TACANNunca se encontr un usoprolongado en la parte civil debidoa retrasos en el equipo de abordo
1960 Adoptadopor OACI
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La distancia se mide con la diferencia entre los tiempos detransmisin y recepcin.
La distancia medida es la oblicua (Slant distance). NO la distancialateral sobre el mapa.
Alcance similar al de una estacin VOR (~200 nm)
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DME-N (De Navegacin)
Navegacin en ruta
Medir distancia inercial
Precisin ~90 m
DME-P (De Precisin)
Aproximacin y aterrizaje. Ej: ILS
Precisin ~15 m @ 2 mi de distancia entre el avin y la estacin en tierra
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A cada frecuencia VOR le corresponde un canal DMEdeterminado.
Cuando los dos sistemas (avin y estacin en tierra) se hanlogrado comunicar, se procede a la medicin de la distancia.
c= velocidad de la luz
50 = retraso del sistema
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2 tipo de seal en el DME:
Enviada por el interrogador
Respondida por la estacin en tierra
El piloto selecciona una frecuencia de DME (interrogacin) y constituye uncanal. En total hay 126 canales de 1 MHz de anchura cada uno.
Tanto la interrogacin como la respuesta consisten en pares de impulsosmodulados en amplitud (AM) de 3.5 s y distanciados 12 s para la respuesta.
Enviar pares de pulsos aumenta la proteccin de la seal contra interferenciaso ruido, incrementa la potencia transmitida y se obtiene mayor rendimiento ala banda de frecuencias asignada.
FrecuenciasInterrogador: 1025-1150 MHz (UHF, L)Respondedor: 1151-1213 MHz
962-1024 MHz
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Cada aeronave realiza aproximadamente 30 interrogaciones porsegundo.
Los DME (equipo en tierra) se disean bajo el principio de usoconstante (CDC) que asegura 3000 respuestas por segundo.
Solo puede responder a 100 usuarios. Si hay ms de 100,responde a los ms cercanos.
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En la actualidad se combinan estaciones VOR y DME
Smbolo en las cartas de navegacin
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Instrumentales
De equipo en tierra
De equipo a bordo
De propagacin
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Video FSX