Dal punto di vista di chi è un esperto di tecnologia radar, qual è la differenza tra radar primario e secondario?


Risposta 1:

Il radar primario è la forma più elementare del radar mentre il radar secondario è un aggiornamento molto ritardato del radar primario. Per quanto riguarda le differenze fisiche, il radar principale è quell'enorme piastra parabolica rotante come quella che vedi negli aeroporti. Il radar secondario noto anche come radar di sorveglianza secondario (SSR) è molto più piccolo e può essere visto sollevato a volte sopra il radar primario. Sembra una lamina di metallo orizzontale.

Il radar primario funziona fondamentalmente trasmettendo un segnale e catturando i riflessi dal bersaglio. La direzione delle antenne indica il rilevamento dell'oggetto e la portata può essere facilmente calcolata poiché sappiamo che le onde elettromagnetiche viaggiano alla velocità della luce. Una semplice misurazione del tempo dalla trasmissione e dalla ricezione può darci la distanza. La cosa più grande del radar primario è che non ha bisogno dell'oggetto per dargli il permesso di tracciare.

Il radar secondario è molto più complesso del radar primario. Non si basa sulla tecnologia a impulsi riflessi e richiede la cooperazione del target. L'obiettivo deve portare anche un'attrezzatura speciale. Questa apparecchiatura si chiama transponder. Si chiama transponder perché risponde all'interrogazione dal radar secondario. L'SSR genera un raggio di impulsi in direzione orizzontale per l'interrogatorio, mentre il bersaglio o l'aeromobile trasmette indietro in modo omnidirezionale. Esistono tre principali modalità di interrogazione. Modalità A, modalità C e modalità S. Ci concentreremo su A e C poiché la modalità S funziona in modo simile con piccoli miglioramenti qua e là.

L'interrogazione è composta da due impulsi principali chiamati P1 e P3. Se utilizzato in modalità A, l'intervallo di tempo o il periodo tra gli impulsi è di 8 microsecondi e se eseguito in modalità C, l'intervallo è di circa 21 microsecondi. C'è anche un altro impulso speciale formato P2. Questo impulso si forma 2 microsecondi dopo P1. Il ragionamento dietro l'impulso è la soppressione del lobo laterale. Vedete, il radar crea molti lobi laterali con un unico lobo principale. I lobi laterali sono sprecati di energia e se un velivolo tenta di rispondere all'interno dei lobi laterali, verranno fornite letture errate dei cuscinetti. Quindi, l'impulso P2 è realizzato in modo tale che la sua intensità sia superiore al lobo laterale più forte. L'impulso P2 viene irradiato in tutte le direzioni in cui P1 e P3 sono irradiati nella direzione delle antenne. Per rendere possibile la soppressione ci sono due SSR. Uno rotante e l'altro fisso. Quello rotante dà il cuscinetto, mentre l'SSR fisso combatte i lobi laterali.

Il transponder del velivolo confronta la forza di P2 con quella di P1 e P3. Se in un lobo laterale, l'impulso P2 sarà più forte di P1 e P3. Ciò non produrrà una risposta dall'aeromobile. Se il velivolo si trova nel lobo principale, il P1 e il P3 saranno molto più potenti del P2 e verrà inviato un feedback positivo dal velivolo.

La frequenza di funzionamento dell'interrogatore è di 1030 Mhz per la trasmissione e di 1090 Mhz per la ricezione, mentre il transponder dell'aereo riceve a 1030 Mhz e trasmette a 1090 Mhz.

Come viene identificato l'aeromobile inserendo codici numerici nella schermata del transponder. Il controllo del traffico aereo chiede al pilota di inserire ('squawk') il codice designato sul transponder e farlo farà apparire le informazioni dell'aereo sul radar. Se si utilizza la modalità A, sarà visibile solo l'identificazione dell'aeromobile, ma l'uso della modalità C fornirà l'altitudine letta insieme all'identificazione al controller a terra. Il pilota deve anche impostare il suo transponder su 'alt' per raggiungere questo obiettivo. I codici numerici che ho menzionato prima possono essere scritti in lettere A, B, C e D. Vi sono tre numeri per ogni lettera; 1,2 e 4. Come puoi vedere, l'aggiunta di queste cifre dà 7. Questo è, quindi, il numero più alto di quello che può essere inserito sul transponder. Userò la figura seguente per spiegarlo in modo più dettagliato.

Come puoi vedere nella prima tabella, il risultato è 7,7,7 e 7. Quando il transponder riceve l'interrogazione e viene verificato, il transponder crea due impulsi principali chiamati F1 e F2 che sono distanti 20 microsecondi. Tra F1 e F2 possono essere inseriti al massimo 12 impulsi. Quando abbiamo il codice 7,7,7 e 7, vengono creati tutti e 12 gli impulsi. Ciascuno dei numeri 1,2 e 4 è un impulso. Quindi, formano i 12 impulsi. Per renderlo più chiaro, ho creato un codice e l'ho inserito nella tabella 2. Questa tabella mostra un codice 4,2,1 e 6. Questo formerà 5 impulsi in quanto vi sono un totale di 5 numeri.

Un'unità transponder semplice etichettata di un aeromobile.

Se al pilota viene chiesto di identificarsi dal controllore del traffico, preme il tasto "ident". Premendo questo tasto si crea un impulso di 4 microsecondi dopo l'impulso F2. Questo formerà un cerchio attorno al velivolo nella schermata radar ATC.

Rispetto al radar primario, l'SSR è molto meno potente in quanto non utilizza alcuna onda riflessa. L'SSR ha anche una gamma di circa 200 nm. Gli svantaggi includono la mancanza di possibili codici. Qui è possibile utilizzare solo 4096 codici. L'uso della modalità S, tuttavia, fornisce una combinazione di codici molto più elevata. Oltre 16 milioni di codici, cioè. La modalità S utilizza anche i collegamenti di comunicazione dati per inviare informazioni. Le informazioni richieste possono essere inviate in forma di testo tra l'aeromobile e il suolo, il che può ridurre notevolmente le trasmissioni radio, rendendo le informazioni molto più chiare e più facili da comprendere per entrambe le parti.


Risposta 2:

Mettiamo alcuni elementi visivi per migliorare la tua comprensione di quale effetto abbia tutta questa tecnologia su ciò che conta davvero: lo schermo radar del controller del traffico aereo.

Su uno schermo solo per radar primari, se un controllore ha 27 aerei nella sua area terminale, vedrà semplicemente 27 bip sul suo schermo. Non saprà quale blip è quale volo.

Quindi, i controllori spesso erano soliti rivolgersi a un determinato aereo alla radio VHF e chiedere loro di fare una svolta. Mentre scrutavano lo schermo, potevano vedere un blip fare quella svolta come indicato, e ora sapevano che quello era l'aereo che avevano indirizzato.

Immagina di farlo negli aeroporti affollati di oggi. Per motivi di sicurezza, dovrai distanziare l'aereo lontano, riducendo così il rendimento del tuo aeroporto.

E, per un aeroporto, il rendimento significa denaro.

Il radar di sorveglianza secondario è stato creato per aumentare la produttività consentendo agli aeromobili di essere più vicini, aumentando l'utilizzo dello spazio aereo controllato e consentendo così molti più decolli e atterraggi in un determinato momento.

Questo viene fatto visualizzando molti più dati, in modo selettivo, sullo schermo del controller.

Il radar di sorveglianza secondaria Monopulse (MSSR), la modalità S, TCAS e ADS-B sono metodi moderni simili di sorveglianza secondaria.

I transponder precedenti (modalità A e C) avevano diversi problemi che dovevano essere risolti. Nel 1983 l'ICAO pubblicò una circolare consultiva, che descriveva il nuovo sistema, ora noto come Mode S.

Una tecnologia Data-Link per il controllo del traffico aereo

È inoltre necessario un transponder Mode C o Mode S per far funzionare il sistema anticollisione ACAS o TCAS, obbligatorio per tutti i trasporti commerciali di grandi dimensioni.

▲ Sullo schermo sono mostrati due velivoli: uno senza un transponder (in alto a sinistra), che fornisce solo un "ritorno grezzo" (singolo blip) quando viene spazzato dal raggio radar, e l'altro dotato di un transponder Mode S, che è stato "Squawked" (selezionato) dal controller. La quantità di informazioni rese disponibili è eccezionale, perché i dati viaggiano su quei raggi radar; in realtà si chiama "collegamento dati". Ricorda: l'idea è quella di presentare questi dati al controllore ogni volta che ne ha bisogno; e SSR non è l'unica risposta. In effetti, tra qualche anno, è probabile che venga sostituito da un sistema basato su satellite chiamato ADS-B.

Per la sorveglianza (tenendo traccia di quale aeromobile si trova), SSR non è l'unica risposta. Un altro sistema migliore è in attesa dietro le quinte: ADS-B. Quindi SSR seguirà la strada del CD e del lettore-stampante per microfilm.

▲ Vediamo ora alcuni simboli del radar. Il bersaglio dell'aereo verde che squawking 7034 si trova ad un'altitudine segnalata di 300 piedi (~ altezza LGAV) con una velocità di avanzamento di 150 Kts. È una partenza dalla 03R che rotola per il decollo. Il radar non ha ancora collegato il codice squawk con il blocco dati di volo e quindi non ha un'etichetta allegata. Inoltre il velivolo ha un transponder che comunica con il radar secondario (SSR) ma dal momento che il suo radar primario non aereo non ha ancora alcun contatto. Quindi il bersaglio quadrato vuoto (radar secondario di rotta) diventerà un triangolo pieno in pochi secondi e il colore cambierà da verde a ciano non appena il controllore DEP prenderà il controllo di questo aereo.

OAL778 passando attraverso 5600ft di altitudine viene cancellato per FL110 e si arrampica (freccia su) direttamente a KEPIR (appena ad est di NEVRA). L'aeromobile ha una velocità di avanzamento di 204Kts, è una categoria Media (peso), controllata dal controllore DEP e la destinazione è LGLM.

L'MDF201 che è partito da 03R dopo OAL778, è eliminato a 9000 piedi passando 5500 piedi, velocità di marcia 166 kts, categoria leggera, controllata da DEP e la destinazione è LGTS. Il bersaglio è giallo perché ora è selezionato (designato). I datablock sono solidi (senza informazioni alternate). Vengono ruotati attorno al bersaglio per non sovrapporsi con una semplice pressione del pulsante della tastiera.

▲ Una sequenza ILS 03L correttamente impostata con una separazione di 8 miglia. Gli aeromobili stabiliti sono già passati al controller TWRW Tower mentre gli ARR2 controllano i vettori per stabilire ILS03L. Gli aeromobili destinati in Grecia hanno la destinazione sull'etichetta. Gli aeromobili con destinazione internazionale come VEX41C - passando FL169 per 240 assegnati - hanno la correzione dell'uscita FIR (cioè TUMBO) nella parte di destinazione dell'etichetta. I quadrati magenta sono ritorni radar meteorologici di alcune nuvole leggere.

▲ Ecco una stazione di osservazione in modo che tutti i datablock siano di colore verde (non controllati da quella posizione). L'ingresso del radar meteorologico viene immesso nel sistema (alcune nuvole di luce quel giorno con il colore magenta). Puoi vedere l'aereo che entra attraverso la correzione NEMES verso ovest: DLH3420 continua con il controller di settore AC2, passando FL203 per FL170 assegnato. Il controller di avvicinamento ARR2 controlla OAL170 passando FL245 per FL210 e AZA732 sotto i veterani del radar sulla voce ~ 080 passando FL170 per FL110. Il regista ARR3 di Atene controlla OAL663, 334 e 519 mentre è stato istituito con ILS di 03R, AFR2332 e AEE531A sono già passati al controller Tower East TWRE. Come puoi vedere, il radar di avvicinamento mostra anche la costa di Atene e le alture significative del terreno. Esiste un altro livello di Altitudini minime vettoriali (MVA) che non è attivo qui.

▲ Un'altra visione ravvicinata del controllo di avvicinamento in corso. Attualmente solo il controller OAL807 viene monitorato. Tutti gli altri sono con torre o partenza. Il controllore ha appena dato a OAL807 una discesa dall'attuale 6000 piedi all'assegnazione di 4000 piedi, ma l'aereo non sta ancora scendendo, quindi il segno è = nella sua etichetta. Ha una velocità di 205 kts ed è un velivolo di categoria di peso medio.

▲ All'interno della torre ATC più alta del mondo: Vancouver YHC. Con il bel tempo e il cattivo tempo, i controller usano un display elegante nella torre che aiuta a tenere traccia di tutti gli aerei nella zona e oltre. Si chiama "Nav Canada Auxilliary Radar Display System" o NARDS. Ecco una schermata di NARDS. Puoi vedere i voli nella YHC CZ, tutti con piccole "V". Ciò significa che gli aerei volano in VFR. Sono controllati da "TH", o "Tower Harbor". Puoi anche vedere altro traffico nell'area, in particolare intorno a YVR a sud. Puoi vedere il numero del volo, come "HR304" o la registrazione dell'aereo, "C-GSAS". L'altitudine del volo è visualizzata appena sotto. Ad esempio, C-GSAS mostra "007". Aggiungi 2 zeri e ottieni 700 piedi. Aggiungi uno zero al numero a destra e otterrai la velocità del velivolo. "13" diventa 130, in nodi. Ci sono anche informazioni sul cambio di direzione e altitudine sui "bip". Ora sai come leggere un display NARDS!


Risposta 3:

Il radar primario visualizza una rappresentazione visiva (blip) su un indicatore di posizione del piano (ambito), che indica la posizione geografica di un oggetto che ha rispecchiato una frazione dell'energia trasmessa che è stata emessa dall'antenna rotante. Il target è completamente passivo in questo tipo di display. Il disordine o il rumore visivo di oggetti fissi (edifici, terreno, torri, ponti) a volte può sopraffare il display, mascherando così il bersaglio di interesse e richiedendo altri passaggi per seguirlo.

Immettere "radar secondario". Il bersaglio diventa un giocatore "attivo" impiegando un transponder. In poche parole, l'oscilloscopio ora visualizza un bersaglio come posizione geografica di un segnale trasmesso dal bersaglio e ricevuto dall'antenna radar. Ora, se c'è troppo disordine sull'oscilloscopio, l'operatore deve semplicemente ridurre il controllo del "guadagno". È probabile che il segnale radar primario svanisca; il target secondario, che si trova nello scope con la posizione del blip primario, ora salva il giorno e visualizza la posizione del target.

Come si può supporre, dal momento che il radar primario dipende dall'energia riflessa mentre il radar secondario dipende dall'energia che arriva "fresca" dal trasmettitore bersaglio (in realtà "transponder", perché "abbaia" solo quando "solleticato" dalla scansione dell'antenna radar attraverso il bersaglio ), il radar secondario ha una portata maggiore.

Man mano che i controller acquisiscono esperienza, imparano le caratteristiche, i vantaggi, i limiti e le trappole di entrambi i tipi di display.