Radiofaros
Procesado de señal y teoría de la comunicación
Contenidos


Radiogoniometría
Radiofaros




NDB (Nondirectional beacons)
VOR (VHF Omnidirectional Range)
DME (Distance Measuring Equipment)
TACAN (Tactical Air navigation)
2
Radiogoniometría
1.
2.
3.
4.
5.
Introducción
Frecuencias usadas
Antenas Transmisoras
Antenas Receptoras
Exactitud
Referencias

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.
4
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.
5
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).
6
Frecuencias usadas

Cualquier frecuencia es válida para la radiogoniometría. Los criterios
para escoger una frecuencia determinada son
1.
2.
3.



El alcance deseado para el transmisor
La exactitud que se pretende que tenga el sistema
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
7
Directividad de una antena (I)
Si estuviésemos tratando con
una linterna veríamos que la
intensidad de la luz radiada varía
con el ángulo
8
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.
Pmax/2
∆θ3dB
Pmax
9
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
 2
 
2 L S N
10
Antenas 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.
11
Antenas 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.
12
Radiogoniómetros 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.
Radiofaro
d
φ0
f Doppler
shift

v


 f rot d

sin( 2  f rot t   0 )
13
Exactitud

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.
14
Contenidos


Radiogoniometría
Radiofaros




NDB (Non-directional beacons)
VOR (VHF Omnidirectional Range)
DME (Distance Measuring Equipment)
TACAN (Tactical Air navigation)
15
Radiofaros


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.
16
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).
17
Radiofaros no direccionales (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.
18
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
19
Comments on propagation (II)

Ground wave
•
•
•
Below ~3 MHz, and depending on surface type -water or landand 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
20
Comments on propagation (III)

Skywave
•
•
•
At HF (3-30 MHz) the main way of propagation is by skywave,
by reflection and refraction at the different layers of
ionosphere (50-300 km)
Broadcast television frequencies (VHF, UHF) propagate
skywaves
There is a skip distance between the transmitting antenna and
first position at which the wave can be received
i.e.
the
as
the
21
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
22
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.
23
Radiofaro omnidireccional de VHF (VOR -VHF
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.
24
Radiofaro omnidireccional de VHF (VOR -VHF
Omnidirectional Range-) (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.
25
Radiofaro omnidireccional de VHF (VOR -VHF
Omnidirectional Range-) (II)



La
antena
transmisora
VOR
convencional tiene un diagrama de
radiación compuesto que consiste de
una parte no direccional más dos
Parte procedente
componente con forma de ocho, que
de la antena
resultan en un diagrama con forma de
cardioide.
La
polarización
es
no direccional
horizontal.
El
cardioide
resultante
rota v
( t )  cos w c t
VOR
electrónicamente a una velocidad
angular de 30 vueltas por segundo
 a cos w c t cos w m t cos 
(30 Hz), lo que se consigue con una
modulación en amplitud a 30 Hz de v
( t )  cos
w c tw[1tsin
a cos(
wsin
t   )]
VOR
m 
a
cos
w
t
c
m
los componentes en forma de ocho
que tiene un desfase relativo de 90o.
Antena con
Un receptor en la dirección α recibe
Segunda antena
una señal dependiente de la dirección,
diagrama en
con diagrama en
que tras ser demodulada es una
forma de ocho
forma de ocho
función lineal de α.
28
Radiofaro omnidireccional de VHF (VOR -VHF
Omnidirectional Range-) (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]
v VOR ( t )  cos w c t [1  a cos( w m t   ))]
 b cos( w u t   cos w m t )]
)
 f ( t ) cos w i t ]
29
Radiofaro omnidireccional de VHF (VOR -VHF
Omnidirectional Range-) (IV)
El receptor VOR
La 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 aproximadamente de 1.40. Sin embargo, los tests de calidad indican
que con un grado de fidelidad del 99.94% el sistema VOR
tiene un error inferior a ±0.35°.
30
Radiofaro omnidireccional de VHF (VOR -VHF
Omnidirectional Range-) (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.
31
Radiofaro omnidireccional de VHF (VOR -VHF
Omnidirectional Range-) (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.
32
Contenidos


Radiogoniometría
Radiofaros




NDB (Non-directional beacons)
VOR (VHF Omnidirectional Range)
DME (Distance Measuring Equipment)
TACAN (Tactical Air navigation)
33
Equipo telemétrico (DME -Distance
Measuring Equipment-)
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Descripción del sistema
Procedimiento de búsqueda
Seguimiento
Transpondedor
Exactitud
El futuro del DME
Equipo telemétrico (DME -Distance Measuring
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.
35
Equipo telemétrico (DME -Distance Measuring
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.
36
Equipo telemétrico (DME -Distance Measuring
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:





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:



Los canales de interrogación están localizados entre 1025 y 1150 MHz
Los canales de respuesta ocupan dos rangos de frecuencia: 962-1024 MHz y 11511213 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
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.
37
Equipo telemétrico (DME -Distance Measuring
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
38
Equipo telemétrico (DME -Distance Measuring
Equipment-) (DME) (V)
Procedimiento de búsqueda
t0 +∆t
1/130 s
1/150 s
1/120 s
1/140 s
Pulso
transmitido
Pulso
transmitido
Pulso
transmitido
Pulsos
recibidos
Pulsos
recibidos
Pulso
transmitido
Pulso
transmitido
Pulsos
recibidos
Pulsos
recibidos
39
Equipo telemétrico (DME -Distance Measuring
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.
40
Equipo telemétrico (DME -Distance Measuring
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
41
Equipo telemétrico (DME -Distance Measuring
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
interrogación están sujetos a un error de ±1 μs
2. Detección por parte del receptor
 reflexiones (fenómeno de multicamino o multi-path)
una
42
Equipo telemétrico (DME -Distance Measuring
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.
43
Equipo telemétrico de precisión (DME/P –
Precise Distance Measuring Equipment-)
1.
2.
3.
4.
5.
Descripción del sistema
Circuito de retardo, atenuación y comparación (Delay, attenuate
and compare circuit, DAC)
Ventajas y desventajas del DME/P comparado con el DME/N
Modos de aproximación inicial (IA) y final (FA)
Exactitud
Equipo telemétrico de precisión (DME/P –Precise
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.
45
Equipo telemétrico de precisión (DME/P –
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)
46
Equipo telemétrico de precisión (DME/P –
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)
47
Equipo telemétrico de precisión (DME/P –
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
48
Equipo telemétrico de precisión (DME/P –
Precise Distance Measuring Equipment-) (V)
Ventajes del DAC
1. El punto de detección es independiente de la amplitud y del
tiempo de ascenso del pulso.
2. Se evita el multicamino.
Desventajes del DAC
Ya 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.
49
Equipo telemétrico de precisión (DME/P –
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)
50
Equipo telemétrico de precisión (DME/P –Precise
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.
51
Equipo telemétrico de precisión (DME/P –Precise
Distance Measuring Equipment-) (VIII)
Exactitud
PFE= Path following error; CMN= Control motion noise
52
Navegación aérea táctica (Tactical Air
Navigation, TACAN)
1.
2.
3.
4.
Descripción del sistema
TACAN vs. VOR
Exactitud
Futuro del TACAN
Navegación aérea táctica (Tactical Air Navigation,
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
colocalizadas
con
las
instalaciones
VOR.
Estás
estaciones
multifunción se denominan VORTAC
54
Tactical Air Navigation (TACAN) (II)
TACAN vs. VOR
Como el VOR
1. El diagrama de radiación de la antena es un cardiode
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.
55
Tactical Air Navigation (TACAN) (III)
TACAN vs. VOR
Distinto del VOR
1. 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.
56
Tactical Air Navigation (TACAN) (V)
TACAN vs. VOR
Distinto del VOR
5. 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.
57
Tactical Air Navigation (TACAN) (VI)
Exactitud
La 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 TACAN
TACAN no está encriptado y puede ser utilizado por el
enemigo. Esto es una desventaja frente al GPS militar.
58