Procesado de se

1
Radiofaros

• Procesado de señal y teoría de la comunicación

2
Contenidos

• Radiogoniometría
• Radiofaros
• NDB (Nondirectional beacons)
• VOR (VHF Omnidirectional Range)
• DME (Distance Measuring Equipment)
• TACAN (Tactical Air navigation)

3
Radiogoniometría

• Introducción
• Frecuencias usadas
• Antenas Transmisoras
• Antenas Receptoras
• Exactitud

4
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.

5
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.

6
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).

7
Frecuencias usadas

• Cualquier frecuencia es válida para la
  radiogoniometría. Los criterios para escoger una
  frecuencia determinada son
• 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

8
Directividad de una antena (I)

• Si estuviésemos tratando con una linterna
  veríamos que la intensidad de la luz radiada
  varía con el ángulo

9
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
??3dB
Pmax
10
Directividad de una antena (III)

• La directividad es proporcional al cociente ?/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

11
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.

12
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.

13
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.

d
f0
Radiofaro
14
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.

15
Contenidos

• Radiogoniometría
• Radiofaros
• NDB (Non-directional beacons)
• VOR (VHF Omnidirectional Range)
• DME (Distance Measuring Equipment)
• TACAN (Tactical Air navigation)

16
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.

17
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).

18
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 (lt 50
  W), b) potencia media (50-2,000 W) y c) alta
  potencia (gt2,000 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.

19
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 Earths atmosphere
• Ground wave
• Skywave
• Troposphere scatterering
• Line of sight

20
Comments on propagation (II)

• Ground wave
• Below 3 MHz, and depending on surface type
  -water or land- and moisture conditions if on
  land, the ground behaves as perfect conductor,
  currents are induced on the Earths 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

21
Comments on propagation (III)

• Skywave
• At HF (3-30 MHz) the main way of propagation is
  by skywave, i.e. by reflection and refraction at
  the different layers of the ionosphere (50-300
  km)
• Broadcast television frequencies (VHF, UHF)
  propagate as skywaves
• There is a skip distance between the transmitting
  antenna and the first position at which the wave
  can be received

22
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

23
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.

24
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.

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 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 a recibe una señal
  dependiente de la dirección, que tras ser
  demodulada es una función lineal de a.

26
Comments on analogue modulation theory (I)

• The general expression for a sinusoidal carrier
  is
• The three parameters A, fc and F may be varied
  for the purpose of transmitting information
  giving respectively amplitude, frequency and
  phase modulation.

27
Comments on analogue modulation theory (II)

• Amplitude modulation (AM)
• Frequency modulation (FM)

28
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 a recibe una señal
  dependiente de la dirección, que tras ser
  demodulada es una función lineal de a.

29
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. b0.3, fu 9960 Hz, ß16
• Además, la señal está modulada en amplitud por un
  código Morse a 1020 Hz f(t) código Morse, fi
  1020 Hz

30
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 (a0) ? 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 aproxima- damente 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.
31
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.

32
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.

33
Contenidos

• Radiogoniometría
• Radiofaros
• NDB (Non-directional beacons)
• VOR (VHF Omnidirectional Range)
• DME (Distance Measuring Equipment)
• TACAN (Tactical Air navigation)

34
Equipo telemétrico (DME -Distance Measuring
Equipment-)

• Descripción del sistema
• Procedimiento de búsqueda
• Seguimiento
• Transpondedor
• Exactitud
• El futuro del DME

35
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.

36
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.

37
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
• Los canales de interrogación están localizados
  entre 1025 y 1150 MHz
• Los canales de respuesta ocupan dos rangos de
  frecuencia 962-1024 MHz y 1151-1213 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
• 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
• 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.

38
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 t 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.
• t aumenta linealmente como t 18 10-3 t/150 y
  escanea un segmento de 2400 µs correspondiente a
  un espacio de unos 370 km en 20 segundos

39
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
Pulsos recibidos
Pulsos recibidos
Pulsos recibidos
Pulsos recibidos
40
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.

41
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

42
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
• los 50 µs de retardo tras la recepción de una
  interrogación están sujetos a un error de 1 µs
• Detección por parte del receptor
• reflexiones (fenómeno de multicamino o
  multi-path)

43
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.

44
Equipo telemétrico de precisión (DME/P Precise
Distance Measuring Equipment-)

• 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

45
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.

46
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)

47
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)

48
Equipo telemétrico de precisión (DME/P Precise
Distance Measuring Equipment-) (IV)

• Circuito de retardo, atenuación y comparación
  (Delay, attenuate and compare circuit ,DAC)
• El circuito compara una versión retardada del
  pulso con una versión atenuada del mismo pulso
• 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

49
Equipo telemétrico de precisión (DME/P Precise
Distance Measuring Equipment-) (V)

• Ventajes del DAC
• El punto de detección es independiente de la
  amplitud y del tiempo de ascenso del pulso.
• 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.

50
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)

51
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.

52
Equipo telemétrico de precisión (DME/P Precise
Distance Measuring Equipment-) (VIII)

• Exactitud

PFE Path following error CMN Control motion
noise
53
Navegación aérea táctica (Tactical Air
Navigation, TACAN)

1. Descripción del sistema
2. TACAN vs. VOR
3. Exactitud
4. Futuro del TACAN

54
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

55
Tactical Air Navigation (TACAN) (II)

• TACAN vs. VOR
• Como el VOR
• 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.
• Junto con el cardiode hay una señal
  omnidireccional que se envía como referencia de
  fase.

56
Tactical Air Navigation (TACAN) (III)

• TACAN vs. VOR
• Distinto del VOR
• 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)
• El cardiode rota a una velocidad de 15 vueltas
  por segundo (15 Hz), la mitad de la velocidad de
  rotación de un sistema VOR.
• La señal de referencia consiste de 12 pares de
  pulsos separados 18 µs.
• 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.

57
Tactical Air Navigation (TACAN) (V)

• TACAN vs. VOR
• Distinto del VOR
• 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.

58
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.