Секундарни радар

ССР антена.

Секундарни радар.

Секундарни Радар (енгл. Secondary Surveillance Radar - SSR) је радарски систем који се користи у контроли летења, који не само да детектује и одређује позицију ваздухоплова, већ прикупља додатне податке од самог ваздухоплова као што је његов идентитет и висина на којој лети. За разлику од примарног радара, који мери само правац и удаљеност објеката детектујући одбијене радио сигнале од објекта, секундарни радар се ослања на то да су ваздухоплови опремљени радарским транспондером, уређајем који детектује радарски сигнал и на њега одговара емитујући сопствени сигнал који секундарни радар детектује. Секундарни радар је базиран на технологији развијеној у току Другог светског рата за разликовање непријатељских авиона (енгл. Identification Frend or Foe - IFF).

Развој радарске технологије у ваздухопловству

Радари су се у ваздухопловству најпре користити у војне сврхе, за детектовање непријатељских ваздухоплова. Касније се развила и цивилна употреба у контроли летења, јер прецизно познавање позиције ваздухоплова омогућава много мање критеријуме раздвајања него кад се контрола летења врши процедурално, односно само на основу процењене позиције ваздухоплова. На овај начин се такође олакшава рад контролору летења.

Примарни радар

Главни чланак: Радар

Радар који ради на класичном принципу детектовања одбијеног радио зрачења од препрека се зове примарни радар. Примарни радар детектује све препреке, било да су то ваздухоплови, атмосферске творевине, јата птица или планине. Ова детекција се врши без икакве сарадње са стране објекта детекције. Контролор летења може да има тешкоћа у идентификацији ваздухоплова када их има два или више у малом простору. Понекад је једино решење да од једног од пилота захтева извесни маневар да би могао да га препозна.

Секундарни радар

За разлику од примарних радара, секундарни радари не користе ехо сигнале од циља, већ раде на принципу “питач–одговарач”. Њихова главна улога је да дају допунске информације о циљу, које се не могу добити примарним радаром. Примарни радар даје податке о координатама циља и његовој трајекторији, што је, наравно, од изузетне важности за контролу лета, али је често недовољно за правилно регулисање ваздушног саобраћаја. Недостаје низ информација везаних за припадност, број лета, тип авиона, и слично, што примарни радар није у стању да прикаже. Такве допунске информације о циљу може на упит контролора лета дати секундарни радар и то аутоматским путем, без посебног ангажовања пилота или навигатора.

Секундарни радар састоји се из две међусобно кооперативне јединице: питача као земаљског уређаја и одговарача као авионског уређаја. Секундарни радар веома ретко ради аутономно, већ ради у координацији с примарним радаром. Треба уочити да су и питач и одговарач примо–предајни уређаји. Антена питача обично је постављена на антену примарног радара и с њом током претраживанаја синхроно ротира, чиме је обезбеђено да снопови зрачења обе антене обасјавају истовремено исти циљ. Процеси у секундарном радару одвијају се на следећи начин. Када оператор на примарном радару уочи циљ и жели да добије допунске информације о њему, он активира питач секундарног радара. У кодеру питача формира се питање у форми питачкг кода којим се модулише предајник. Предајни питачки сигнал се преко дуплексера и двоканалне обртне спојнице приводи питачкој антени и зрачи у правцу циља. Овај сигнал се прима одговарачком антеном, појачава се и детектује у пријемнику одговарача и приводи се блоку декодера питања. У овом блоку се декодује питање и након тога се активира кодер одговора, у којем се аутоматски формира одговор на постављено питање. Одговарачким кодом се модулише предајник одговарача и тако модулисани сигнал се преко дуплексера приводи одговарачкој антени и зрачи у простор. Ови сигнали се примају антеном питача и преко двоканалне обртне спојнице и дуплексера воде се у пријемник питача. У њему се сигнали појачавају, детектују и након тога приводе декодеру одговора. Сигнали одговора воде се на показивач примарног радара и приказују у алфа–нумеричком виду поред одраза циља. На тај начин оператор примарног радара добија потребну допунску информацију о циљу. На пр., ако је питање било о броју лета, на екрану ће се појавити одговарајућа информација. Наравно да информација у зависности од постављеног питања може да буде и другачији.

Треба узети у обзир чињеницу, да су примарни радари у контроли ваздушног саобраћаја још увек 2Д (“дводимензионални”) радари, који дају само даљину и азимут циља, али не и његов месни угао, односно висисну циља, која се добија преко секундарног радара. Треба још уочити, да су фреквенције предајника питача и одговарача према ИЦАО (Интернатионал Цивил Авиатион Органисатион) нормама различите. Питачка је на 1030 МХз (што је истовремено и фреквенција на којој је подешен пријемник одговарача), а одговарачка је на 1090 МХз (што је истовремено фреквенција на којој је подешен пријемник питача). Тиме је избегнуто да се рефлексије од околних објеката питачког сигнала, клатери, примају пријемником питача. На тај начин, за разлику од примарних радара, секундарни радар није подложан дејству клатера.

Поред контроле ваздушног саобраћаја, секундарни радари имају и ширу примену. На пр., у војној примени служе за идентификацију сопствених летјелица у ратним условима, када настаје својеврсни “хаос” у ваздушном саобраћају, па је често тешко закључити да ли циљ откривен примарним радаром припада нашим или непријатељским формацијама. За ту сврху се питања и одговори шифрују посебним тајним шифрама, које по претпоставци непријатељ не познаје. Затим, примењују се за повећање домета праћења сопствених летјелица. Наиме, домет секундарног радара знатно је већи од домета примарних радара, с обзиром на активан одговарачки сигнал, уместо ехо сигнала. Велику примену имају и за “обележавање” пунктова за прецизно бомбардовање или десант. На жељеном пункту тајно се поставља одговарач, који је нормално у пасивном режиму пријема, да би се затим активирао питачким сигналом из авиона који се приближава пункту и тиме се прецизно лоцирао његов положај.

Проблеми бочних снопова питачке антене

Питачки код садржи три импулса П1, П2, и П3. У питачком коду кодује се временски интервал између импулса П1 и П3, док је импулс П2 закашњен у односу на П1 увек за исти временски интервал од 2микросекунде. Да би се спречили одговори на питања постављена кроз бочне снопове питачке антене, користи се посебан систем за потискивање оваквих одговора, СЛС систем (Сиде Лобес Супрессион). За ту сврху служи импулс П2, за којег смо рекли да не учествује у кодовању питачког сигнала. Систем СЛС на питачкој страни користи: - Главну, усмерену антену, кроз коју се шаљу импулси П1 и П3 - Помоћну, неусмерену (омнидирекционалну, или краће омни) антену, кроз коју се шаље импулс П2

Брзи електронски преклопник прикључује предајник на главну антену у моменту предаје импулса П1 и П3, а у моменту предаје импулса П2, предајник је прикључен на омни антену. Нивои сигнала П1 и П2, као и добици обе антене, подешени су тако да на месту одговарача интензитет сигнала П2 буде за око 6 dB већи од интензитета сигнала П1 у правцу бочног снопа усмерене антене, а за 18дБ мањи у правцу главног снопа.

На страни одговарача СЛС систем располаже посебном логиком која испитује однос интензитета сигнала П1¸и П2 и доноси следећу одлуку: Ако је импулс П1 већи од импулса П2 одговор се нормално шаље јер је питање послато кроз главни сноп. Ако је, напротив, импулс П2 већи од импулса П1, одговор се блокира, јер је питање постављено кроз бочни сноп.

Уколико не би постојао СЛС систем, примали би се одговори на питања постављена кроз бочне снопове питача. Они би се појављивали на азимутима који не одговарају стварном азимуту циља (лажни циљеви), што би стварало конфузију у контроли лета. Сем тога показивач примарног радара био би преоптерећен великим бројем одговора што би допунски компликовало праћење вадушне ситуације.

У америчкој литератури секундарни радари се називају АТЦРАБС што је скраћеница од: Аутоматиц Трафиц Цонтрол Радар Беацон Сyстем. У европској литератури он се назива ССР (Сецондарy Сурвеилланце Радар). Последњих година систем секундарног радара у развијеним земљама унапређен је директним адресовањем авиона који се идентификује. Тако унапређен систем назива се ДАБС, што је скраћеница од Дирецт Адресс Беацон Сyстем. Тиме се спречава активирање одговарача оних циљева који нису од интереса за легитимисање, иако су и они “обасјани” снопом зрачења питачке антене

Мод рада секундарног радара

Током технолошког развоја секундарног радара се повећавао број и резолуција података који транспондер емитује. Према својим могућностима се транспондери у цивилној употреби деле на:

• Мод А транспондере који емитују нумерички код од 4 окталне цифре на које је транспондер намештен,
• Мод C транспондер који емитује висину на којој се ваздухоплов налази, базирано на мерењу које даје алтиметар (инструмент који мери висину),
• Мод С транспондер који може да емитује велики број различитих података: јединствену адресу ваздухоплова, висину на којој се налази, брзину, оријентацију и слично.

Технологија радарских станица на земљи којим управљају службе контроле летења и технологија транспондера на ваздухопловима, којима управљају оператери су компатибилне и развијају се упоредо. С обзиром да цео систем ваздушног саобраћаја ради као јединствена целина, да би се обезбедио технолошки развој система, веома је битно да нова технолошка генерација опреме може да ради са старијом генерацијом, да постоје строги технички стандарди рада којих се сви произвођачи и корисници придржавају, као и регулатива којом се опрема одређене класе проглашава обавезном у одређеном року, као и одређеном ваздушном простору.

Упит и одговор

Земаљске радарске станице емитују интерогационе импулсе електромагнетног зрачења, тј упите, на фреквенцији 1030 MHz. Транспондери на ваздухопловима детектују пулс и емитују одговор на на фреквенцији 1090 MHz. Упит и одговор су дигитални сигнали стандардно дефинисаног формата. У случају рада у моду А и C, упит се односи на све ваздухоплове који су у домету радара и сваки транспондер одговара шаље одговор са својим кодом и висином. У случају рада у моду S, упити могу да се односе на све ваздухоплове, а могу бити и селективни, тј да се односе на само један, претходно идентификовани ваздухоплов. У том случају други ваздухоплови не одговарају на тај упит, чиме се смањује електромагнетно загађење околног простора.

Идентификација ваздухоплова

Мод А транспондери имају могућност да подесе 4 цифре бројчаника на вредности 0-7 (окталне цифре), што укупно чини 8x8x8x8 = 4096 комбинација. Пилот подешава транспондер на извесни број, односно код у договору са контролом летења и тај код служи као идентификација ваздухоплова. Известан број кодова је резервисан за специјалне ситуације, као:

• 7700 – опасност,
• 7600 – губитак радио-комуникације,
• 7500 – отмица авиона.

Оперативну тешкоћу представља то што је укупан број кодова мали, а треба осигурати да у ваздушном простору који надгледа једна јединица контроле летења сви ваздухоплови имају јединствене кодове. У Европи и једном броју суседних земаља је у функцији процедурални метод доделе SSR кодова, (енгл. Originating Region Code Asignment Method - ORCAM) . Овај метод се базира на томе да су резервисане групе кодова које ће бити додељене летовима из одређених региона, са тежњом да се ти кодови што ређе мењају током трајања лета. У новије време се планира унапређење овог метода новим, (енгл. Centralised Code Asignment and Management System - CCAMS) . Међутим, са порастом густине ваздушног саобраћаја, мањак SSR кодова постаје све већи проблем.

Мод S решава овај проблем тиме што транспондери као идентификацију ваздухоплова емитују мод S адресу, што је 24-битни код, којих укупно има 16777216. Мод S адреса је трајно додељена транспондеру која се не мења током животног века ваздухоплова. Овако олакшана идентификација ваздухоплова ће поједноставити посао пилота и контролора летења и повећати безбедност ваздушне пловидбе.

Висина ваздухоплова

Предност технологија секундарног радара је што висину ваздухоплова чини познатом, пошто примарни радар одређује позицију ваздухоплова само на хоризонталној равни, тј дводимензионално. Информација о висини ваздухоплова у моду C се шаље на основу мерења алтиметра, у резолуцији од 100 стопа, тј око 30 m. Ако податак са алтиметра није доступан, транспондер треба да пошаље празан формат који недвосмислено указује да податак недостаје. У моду S се висина може слати и као податак са резолуцијом 25 стопа, тј око 7,5 m.

Стандарди

Да би систем секундарног радарског надзора функционисао, радарске станице и транспондери разних произвођача морају да раде заједно, а то се постиже тиме што сви прате заједничке стандарде и усклађују технолошки ниво којем заједнички теже.

Основни стандарди дефинисани од стране ICAO-а су:

• Анекс 10 Чикашке конвенције, Ваздухопловне телекомуникације, део IV, Радарски надзор и системи за избегавање судара,
• ICAO документ 9684, Упутство за системе секундарног радарског надзора,
• ICAO документ 9688, Специфични сервиси Мода S.

Види још

• Радар
• Мод-С Радар
• АДС-Б

Спољашње везе

• Основе радарске технике (језик: енглески)(језик: немачки)(језик: турски)
• EUROCONTROL-ova stranica domena radarskog nadzora (језик: енглески)