Un radar secundar sau SSR ( Secondary Surveillance Radar ) este un dispozitiv radar de control al traficului aerian care „interogează” cerul. Acronimul IFF , pentru I DENTIFICAREA F RiEnd aur F ow (identificare prieten-Foe) înseamnă un dispozitiv electronic dezvoltat de către aliați în timpul al doilea război mondial a, interogarea radar, identificarea de aeronave „prieteni“ sau „dușmani“ .
Acest dispozitiv a fost îmbunătățit de atunci, cel puțin pentru uz civil, și a dat naștere la transpondere (interogare radar secundară în modul A, B sau C) . În funcție de modul utilizat, operatorul radar la sol poate identifica un dispozitiv cu un cod atribuit în prealabil (țipăt) și a obține poziția sa, nivelul de zbor ( Vertical Datum 1013 hPa ): Mod C . Cursul și viteza acestuia sunt calculate de radar. Cele transponderelor de avioane care sunt în raza de acțiune răspundă. Răspunsurile aeronavei sunt capturate de antena radarului secundar, sunt analizate și procesate electronic și ulterior vizualizate pe ecranele controlerelor de trafic aerian .
Acest tip de radar face posibilă determinarea, ca toate radarele, a poziției avionului folosind un rulment și o distanță față de antenă. Radarul secundar are mai multe avantaje unice. Deoarece un transponder este necesar pentru a fi detectat de un radar secundar, vor fi vizualizate numai parcelele relevante, iar obstacolele sau păsările nu vor apărea, evitându-se astfel „poluarea vizuală” a ecranului operatorului radar. Un alt avantaj este faptul că datele pot fi transmise către sistemul radar. Datele depind de modul transponder utilizat de aeronavă și de capacitățile antenei radar.
IFF permite, printre altele, să obțină altitudinea aeronavei prin modul de interogare. Modul de interogare 3 / C este legat direct de altimetrul dispozitivului. Prin design, radarul IFF este foarte mic. Într-adevăr, nu necesită la fel de multă putere ca un radar primar:
- radarul primar emite o undă care este reflectată de țintă (avion) și apoi revine la antena sursă (emițător radar). Prin urmare, semnalul parcurge o călătorie dus-întorsă completă și suferă atenuare pe tot parcursul acestei căi. Prin urmare, semnalul emis de antena radar trebuie să fie suficient de puternic pentru a rezista unei astfel de atenuări ( propagarea undelor radio ) în timp ce avionul este complet „pasiv”.
- radarul secundar, între timp, trimite o interogare către aeronavă care, la rândul său, emite un răspuns codat. Aeronava este „activă”. Fiecare dintre aceste semnale parcurge, prin urmare, numai o dată distanța care separă sursa de țintă (calea exterioară pentru semnalul sursă / țintă, calea de retur pentru semnalul țintă / sursă). Prin urmare, antena radar nu are nevoie de atâta putere ca în cazul radarului primar, deoarece semnalul va suferi atenuare numai pe calea exterioară.
Radarul secundar emite două sau trei impulsuri pentru a interoga avioanele care zboară în sectorul controlului traficului aerian. Separarea timpului între două impulsuri determină modul utilizat și întrebarea pusă. Transponderul dispozitivelor răspunde cu o serie de impulsuri codate. Modurile militare și civile (A, C și S) sunt frecvent utilizate, în timp ce modurile B și D sunt definite, dar nu sunt utilizate.
| Modă | Timpul P1-P3 | Interpretare |
|---|---|---|
| 1 | 3 µs | misiune de identificare militară |
| 2 | 5 µs | identificarea militară |
| 3 și A | 8 µs | Identificare |
| VS | 21 µs | altitudine |
| D | 25 µs | nedefinit |
| S | trei impulsuri cu separare variabilă |
utilizare multiplă |
Modul A este cel mai simplu mod de transmitere a datelor între avion și sol. Singura informație transmisă este un cod SSR, patru cifre incluse între 0 și 7. Codul va fi afișat pe afișajul radar al controlerului. Fiecărui plan i se atribuie un cod unic, astfel încât acest cod face posibilă stabilirea unei relații între un complot și un avion, pentru a identifica cu certitudine că acest complot corespunde acestui plan. Aceasta se numește identificare radar . Prin modul A, controlerul are deci poziția avionului și un mijloc de identificare radar.
Modul Charlie este încă cel mai utilizat în 2012 . Ca și modul A, solicită indicativul de apel al aeronavei, dar necesită informații despre altitudine. Aceste date sunt măsurate în aeronavă, transmise la radar, apoi afișate pe ecranul controlerului. Adesea denumit „Alt” pe transponderele actuale.
Modul S este încă o evoluție a radarului secundar. Numărul de coduri disponibile în modul A și C este limitat (numai coduri 4096) și devine insuficient pentru nevoile actuale. Prin urmare, modul S permite o legătură de date adevărată. Pe lângă codul atribuit de un controlor și altitudinea dată de un alticoder, se transmite înregistrarea sau indicativul de apel al aeronavei. Orice date pot fi transmise, atât de la avion la sol, cât și de la sol la avion. Aplicațiile sunt numeroase.
IFF îndeplinește aceleași funcții în aeronavele militare ca și transponderul. Se adaugă o funcție de identificare a prietenului militar / ostil. Există diferite moduri militare: 1, 2, 3, 3C, 4 și 5. Modurile 3 și 3C sunt echivalentele militare ale modurilor Alpha și Charlie. Modurile 1, 2, 4 și 5 sunt exclusiv militare. Modurile 4 și 5 sunt criptate, iar modul 5 permite un dialog real al computerului.
Impulsurile trimise de radar se găsesc nu numai în direcția fasciculului principal, ci și într-o măsură mai mică în jurul radarului, în funcție de modelul de radiație al antenei. Semnalul de interogare a unuia sau mai multor lobi laterale are șanse mari să fie perceput de antena unei aeronave în zbor și să declanșeze funcționarea transponderului. Dispozitivul aflat pe calea fasciculului principal și a lobilor secundari își va vedea astfel transponderul răspunzând la interogarea fiecărui lob destul de intens.
Răspunsul de la interogarea lobului lateral va fi afișat pe ecranul radar în direcția în care se află fasciculul principal în acel moment și la aceeași distanță de radar ca răspunsul fasciculului principal anterior. Prin urmare, operatorului radar i se va părea că există, prin urmare, mai multe ținte echidistante care au aceeași identificare în jurul radarului. În cazul extrem în care avionul este foarte aproape de radar, transponderul va fi activat continuu în timpul unei rotiri complete a antenei, iar răspunsurile sale vor forma un inel pe afișajul PPI .
Există două tehnici simple pentru suprimarea lobului lateral: suprimarea interogării și suprimarea recepției. Există o altă tehnică pentru a reduce influența răspunsurilor false cauzate de reflexia multiplă a fasciculului radar: suprimarea îmbunătățită a lobilor laterali la interogare.
Ștergeți la interogareUn radar secundar are de obicei două antene: antena direcțională principală și a doua omnidirecțională. Primul emite două impulsuri în modul de interogare (P1 și P3), a căror distanță de timp corespunde întrebării puse. Această antenă are un fascicul principal subțire, de ordinul 2 ° la 3 ° în azimut, unde își concentrează energia. Antena omnidirecțională emite un impuls "control" P2 izotrop , imediat după impulsul P1. Acest impuls trebuie să fie mult mai slab decât impulsurile fasciculului principal P1 și P3.
Impulsurile P1 și P3 sunt emise și în lobii secundari, dar cu o intensitate mult mai mică. Rezultă că raportul dintre intensitățile lui P1 și P2 va fi, prin urmare, mai mic dacă un avion le primește din direcția unui lob secundar:
Principiul este similar cu cel al suprimării interogatoriului: semnalele trimise de transponderul unei aeronave vor fi mai intense dacă sunt preluate de lobul principal al antenei direcționale decât de lobii săi secundari. Încă o dată, aveți nevoie de aceleași două antene, fiecare conectată la receptoare identice și un comparator . Prin compararea amplitudinii semnalului care vine de la cei doi receptori, este posibil să se diferențieze răspunsurile provenite de la lobii laterali de cei de la lobul principal:
Radarele secundare sunt utilizate într-un mediu plin de construcții reflectorizante (hangare, aerodrom , garduri etc.). Mesajul de interogare și răspunsul de la aeronavă în zbor pot fi reflectate de pe aceste suprafețe cu suficientă putere pentru a adăuga semnalelor directe, provocând „fantome” pe ecranul radar la o distanță și un rulment greșite.
O metodă numită „suprimarea îmbunătățită a lobului lateral al interogării” elimină o mare parte din aceasta. În acest caz, pulsul P1 este emis de antena de control omnidirecțională în plus față de P2. În cazul în care antena direcțională îndreaptă spre aeronavă, P1 al acestei antene plus P1 sunt adăugate și acest lucru echivalează cu cazul suprimării la interogare. Pe de altă parte, în celelalte direcții, aeronava în zbor primește perechea P1-P2 direct de la antena de comandă și întrucât cele două au aceeași intensitate (P1 = P2), transponderul nu răspunde la interogatoriu. Aceasta oprește transponderul pentru o perioadă de timp, timp în care impulsurile care ar fi putut fi reflectate de obstacole și care ar fi parcurs o cale mai lungă, nu vor primi un răspuns.
Suprimarea interferențelorRăspunsurile transponderului durează 20,3 µs și sunt formate din 15 impulsuri, conținând informațiile solicitate, separate de 1,45 µs una de cealaltă. Principala problemă de interferență pentru un radar secundar este suprapunerea răspunsurilor de la două aeronave strâns distanțate sau primirea răspunsurilor solicitate la alte sisteme de comunicații terestre. Este împărțit în tulburări sincrone și asincrone.
FructeToate radarele secundare transmit pe frecvența de 1030 MHz , iar transponderele răspund omnidirecțional pe frecvența de 1090 MHz . Aceste frecvențe standard permit avioanelor să se poată deplasa dintr-o zonă de control al traficului aerian în alta, fără a fi nevoie să schimbe parametrii transponderului lor de fiecare dată, dar acest răspuns poate fi totuși preluat de toți receptorii radar secundari sau radarele. situat în zona de radiație a transmițătorului de la bord.
Astfel, receptorul unei stații B va putea detecta un răspuns la un interogatoriu de la o stație A, de îndată ce ținta C se găsește în zona de suprapunere a acoperirilor A și B. Pentru a elimina răspunsurile false, toate mesajele primite cu un impuls radar sunt comparate cu cele de la impulsul următor. Numai răspunsurile provenite din aceleași poziții de la un impuls la altul vor fi păstrate deoarece corespund interogării radarului secundar. Ceilalți, numite „răspunsuri asincrone“ sau „fruct“ (pentru F ALSE R eplies U n-sincronizată I n T ime ), vor fi poziționate în mod aleatoriu și eliminate.
ÎncurcăturăAcestea sunt răspunsuri care se încurcă unul în celălalt, deci este dificil să le atribui unei anumite aeronave. Ele provin de la transponderele a două avioane foarte apropiate una de cealaltă, la distanță sau în azimut și care, prin urmare, ajung împreună la radar. Acest fenomen este asincron atunci când distanța dintre cele două dispozitive nu este un multiplu al diferenței de timp dintre impulsurile conținute în răspunsurile lor. Diversele impulsuri ale primului dispozitiv și cele ale celui de-al doilea nu se suprapun, ci alternează în mesajul primit. Este posibil să le separați atribuindu-le alternativ la unul sau altul dintre dispozitivele din memorie.
Implicarea este sincronă în cazul în care distanța dintre cele două dispozitive este un multiplu al diferenței de timp dintre impulsurile conținute în mesajul său. Cele două mesaje sunt apoi suprapuse exact de la una dintre impulsuri. Este imposibil să știm la ce răspuns aparțin impulsurile și decodarea mesajului dă un rezultat aleatoriu. Prin urmare, aceste răspunsuri trebuie eliminate.
Odată ce datele sunt filtrate, acestea sunt trimise la centrul care are nevoie de aceste informații. Ei sunt supuși unui tratament care îndeplinește mai multe funcții. Primul este creșterea preciziei informațiilor prin amestecarea informațiilor de la mai multe radare. Prin verificarea încrucișată a informațiilor, poziția aeronavei este rafinată. Apoi se efectuează o comparație cu informațiile precedente, pentru a determina cursul avionului și viteza acestuia. Aceste informații vor fi apoi afișate pe afișajul radar.
Faptul că trebuie vizualizat echipamentul de la bord face ca radarul secundar să nu fie adecvat pentru uz militar. Pentru detectarea exhaustivă, va fi preferat radarul primar .