Du point de vue d'un expert en technologie radar, quelle est la différence entre un radar primaire et secondaire?


Réponse 1:

Le radar primaire est la forme la plus élémentaire du radar tandis que le radar secondaire est une mise à niveau beaucoup plus tardive du radar primaire. En ce qui concerne les différences physiques, le radar principal est cette énorme plaque parabolique rotative que vous voyez dans les aérodromes. Le radar secondaire également connu sous le nom de radar de surveillance secondaire (SSR) est beaucoup plus petit et peut parfois être vu hissé au-dessus du radar principal. Il ressemble à une tôle horizontale.

Le radar primaire fonctionne essentiellement en transmettant un signal et en capturant les réflexions de la cible. La direction des antennes donne le relèvement de l'objet et la portée peut être facilement calculée car nous savons que les ondes électromagnétiques se déplacent à la vitesse de la lumière. Une simple mesure du temps entre la transmission et la réception peut nous donner la distance. Le plus grand avantage du radar primaire est qu'il n'a pas besoin de l'objet pour lui donner la permission de tracer.

Le radar secondaire est beaucoup plus complexe que le radar primaire. Il ne repose pas sur la technologie des impulsions réfléchies et nécessite la coopération de la cible. La cible doit également transporter un équipement spécial. Cet équipement est appelé transpondeur. Il est appelé transpondeur car il répond à l'interrogation du radar secondaire. Le SSR génère un faisceau d'impulsions dans le sens horizontal pour l'interrogation, tandis que la cible ou l'avion retransmet omnidirectionnellement. Il existe trois principaux modes d'interrogation. Mode A, mode C et mode S. Nous nous concentrerions sur A et C car le mode S fonctionne de manière similaire avec peu d'améliorations ici et là.

L'interrogation consiste en deux impulsions principales nommées P1 et P3. Si elle fonctionne en mode A, l'intervalle de temps ou la période entre les impulsions est de 8 microsecondes et si elle est effectuée en mode C, l'intervalle est d'environ 21 microsecondes. Il existe également une autre impulsion spéciale formée appelée P2. Cette impulsion est formée 2 microsecondes après P1. Le raisonnement derrière l'impulsion est la suppression des lobes latéraux. Vous voyez, le radar crée beaucoup de lobes latéraux avec un seul lobe principal. Les lobes latéraux sont une perte d'énergie et si un avion essaie de répondre dans les lobes latéraux, des relevés de relèvement incorrects seront émis. Ainsi, l'impulsion P2 est faite de telle sorte que son intensité soit supérieure à celle du lobe latéral le plus fort. L'impulsion P2 est rayonnée dans toutes les directions où P1 et P3 sont rayonnées vers la direction des antennes. Pour rendre possible la suppression, il existe deux SSR. L'un tournant et l'autre stationnaire. Le rotatif donne le roulement, tandis que le SSR fixe combat les lobes latéraux.

Le transpondeur de l'avion compare la force de P2 à celle de P1 et P3. Si dans un lobe latéral, l'impulsion P2 sera plus forte que P1 et P3. Cela ne produira pas de réponse de l'avion. Si l'avion est dans le lobe principal, les P1 et P3 seront beaucoup plus forts que P2 et une rétroaction positive sera donnée par l'avion.

La fréquence de fonctionnement de l'interrogateur est de 1030 Mhz pour l'émission et 1090 Mhz pour la réception, tandis que le transpondeur de l'avion reçoit à 1030 Mhz et émet à 1090 Mhz.

La façon dont l'avion est identifié consiste à saisir des codes numériques sur l'écran du transpondeur. Le contrôle de la circulation aérienne demande au pilote de saisir («squawk») le code désigné sur le transpondeur et de le faire, les informations de l'avion apparaîtront sur le radar. Si le mode A est utilisé, seule l'identification de l'avion sera visible, mais l'utilisation du mode C donnera l'altitude lue avec l'identification au contrôleur au sol. Le pilote doit également régler son transpondeur sur «alt» pour y parvenir. Les codes numériques que j'ai mentionnés précédemment peuvent être écrits en A, B, C et D. Il y a trois chiffres pour chaque lettre; 1,2 et 4. Comme vous pouvez le voir, l'addition de ces chiffres donne 7. C'est donc le nombre le plus élevé qui peut être entré sur le transpondeur. J'utiliserai la figure ci-dessous pour l'expliquer plus en détail.

Comme vous pouvez le voir dans le premier tableau, le résultat est 7,7,7 et 7. Lorsque le transpondeur reçoit l'interrogation et qu'elle est vérifiée, le transpondeur crée deux impulsions principales appelées F1 et F2 distantes de 20 microsecondes. Un maximum de 12 impulsions peut être ajusté entre F1 et F2. Lorsque nous avons le code 7,7,7 et 7, les 12 impulsions sont créées. Chacun des nombres 1, 2 et 4 est une impulsion. Ainsi, il y a les 12 impulsions. Pour le rendre plus clair, j'ai fait un code et l'ai placé dans le tableau 2. Ce tableau montre un code 4,2,1 et 6. Cela formera 5 impulsions car il y a un total de 5 nombres.

Un transpondeur simple étiqueté d'un aéronef.

Si le pilote est invité à s'identifier par le contrôleur de la circulation, il appuie sur la touche «ident». Appuyer sur cette touche crée une impulsion 4 microsecondes après l'impulsion F2. Cela formera un cercle autour de l'avion dans l'écran radar ATC.

Comparé au radar primaire, le SSR est beaucoup moins puissant car il n'utilise aucune onde réfléchie. Le SSR a également une portée d'environ 200 nm. Les inconvénients incluent le manque de codes possibles. Seuls 4096 codes peuvent être utilisés ici. Cependant, l'utilisation du mode S donne une combinaison de codes beaucoup plus élevée. Plus de 16 millions de codes, c'est-à-dire. Le mode S utilise également les liens de communication de données pour envoyer des informations. Les informations requises peuvent être envoyées sous forme de texte entre l'avion et le sol, ce qui peut réduire considérablement les transmissions radio, ce qui rend les informations beaucoup plus claires et plus faciles à comprendre pour les deux parties.


Réponse 2:

Mettons quelques visuels pour améliorer votre compréhension de l'effet de toute cette technologie sur l'endroit où elle compte vraiment: l'écran radar du contrôleur de la circulation aérienne.

Sur un écran uniquement radar primaire, si un contrôleur a 27 avions dans sa zone terminale, il verra simplement 27 blips sur son écran. Il ne saura pas quel blip est quel vol.

Ainsi, les contrôleurs s'adressaient souvent à un avion particulier sur la radio VHF et leur demandaient de faire un virage. Alors qu'ils regardaient l'écran, ils pouvaient voir un blip faire ce virage comme indiqué, et maintenant ils savaient que c'était l'avion auquel ils s'adressaient.

Imaginez faire cela dans les aéroports bondés d'aujourd'hui. Pour des raisons de sécurité, vous devrez espacer l'avion très loin, réduisant ainsi le débit de votre aéroport.

Et, pour un aéroport, le débit signifie de l'argent.

Le radar de surveillance secondaire a été amené à augmenter le débit en permettant aux avions d'être plus proches les uns des autres, en augmentant l'utilisation de l'espace aérien contrôlé et en permettant ainsi beaucoup plus de décollages et d'atterrissages en un temps donné.

Cela se fait en affichant beaucoup plus de données, de manière sélective, sur l'écran du contrôleur.

Le radar de surveillance secondaire monopulse (MSSR), le mode S, le TCAS et l'ADS-B sont des méthodes modernes similaires de surveillance secondaire.

Les transpondeurs antérieurs (modes A et C) avaient plusieurs problèmes qui devaient être corrigés. En 1983, l'OACI a publié une circulaire consultative décrivant le nouveau système, désormais connu sous le nom de Mode S.

Une technologie de liaison de données de contrôle du trafic aérien

Un transpondeur mode C ou mode S est également nécessaire pour faire fonctionner le système anti-collision ACAS ou TCAS, qui est obligatoire pour tous les grands transports commerciaux.

▲ Deux appareils sont affichés à l'écran: l'un sans transpondeur (en haut à gauche), qui donne juste un «retour brut» (un seul coup) lorsqu'il est balayé par le faisceau radar, et l'autre équipé d'un transpondeur Mode S, qui a été «Squawked» (sélectionné) par le contrôleur. La quantité d'informations mises à disposition est impressionnante, car les données circulent sur ces faisceaux radar; il s'agit en fait de «liaison de données». N'oubliez pas: l'idée est de présenter ces données au contrôleur chaque fois qu'il en a besoin; et la SSR n'est pas la seule réponse. En fait, dans quelques années, il est susceptible d'être remplacé par un système satellitaire appelé ADS-B.

Pour la surveillance (garder une trace de quel avion est où), la SSR n'est pas la seule réponse. Un autre système meilleur attend dans les coulisses: l'ADS-B. Ensuite, SSR suivra le chemin du CD et du lecteur-imprimante de microfilms.

▲ Regardons maintenant une symbologie radar. La cible verte de l'avion squawking 7034 se trouve à une altitude de 300 pieds (élévation ~ LGAV) avec une vitesse sol de 150 nœuds. C'est un départ de 03R roulant pour le décollage. Le radar n'a pas encore lié le code squawk avec le bloc de données de vol et il n'a donc pas d'étiquette attachée. L'avion a également un transpondeur communiquant avec le radar secondaire (SSR), mais comme son radar primaire non aéroporté n'a pas encore de contact. Ainsi, la cible carrée vide (radar secondaire en route) deviendra un triangle rempli en quelques secondes et la couleur passera du vert au cyan dès que le contrôleur DEP prendra le contrôle de cet avion.

OAL778 passant par 5600ft Altitude est autorisé pour FL110 et grimper (flèche vers le haut) directement à KEPIR (juste à l'est de NEVRA). L'avion a une vitesse sol de 204Kts, sa catégorie Medium (poids), contrôlée par le contrôleur DEP et la destination est LGLM.

Le MDF201 qui a décollé 03R après OAL778, est autorisé à 9000 ft en passant par 5500 ft, vitesse au sol 166kts, catégorie Light, contrôlé par DEP et destination est LGTS. La cible est jaune car elle est désormais sélectionnée (désignée). Les blocs de données sont solides (sans alternance d'informations). Ils sont tournés autour de la cible pour ne pas se chevaucher avec une simple pression sur le bouton du clavier.

▲ Une séquence ILS 03L correctement réglée avec une distance de 8 miles. Les avions établis sont déjà passés au contrôleur TWRW Tower tandis que le contrôleur ARR2 les vecteurs pour établir ILS03L. Les avions destinés à la Grèce ont la destination sur l'étiquette. Les avions avec destination internationale comme VEX41C - passant FL169 pour 240 assignés - ont le repère de sortie FIR (c.-à-d. TUMBO) dans la partie de destination de l'étiquette. Les carrés magenta sont des retours radar météorologiques de quelques nuages ​​légers.

▲ Voici une station d'observation, donc tous les blocs de données sont de couleur verte (non contrôlés à partir de cette position). L'entrée du radar météorologique est introduite dans le système (quelques nuages ​​légers ce jour-là de couleur magenta). Vous pouvez voir les avions entrer via le correctif NEMES vers l'ouest: DLH3420 toujours avec le contrôleur de secteur AC2, passant FL203 pour le FL170 attribué. Le contrôleur d'approche ARR2 contrôle OAL170 passant FL245 pour FL210 et AZA732 sous des vétors radar au cap ~ 080 passant FL170 pour FL110. Le directeur d'Athènes ARR3 contrôle les OAL663, 334 et 519 alors qu'il était établi sur l'ILS de 03R, AFR2332 et AEE531A sont déjà remis au contrôleur Tower East TWRE. Comme vous pouvez le voir, le radar d'approche affiche également le littoral d'Athènes et les altitudes importantes du terrain. Il existe une autre couche d'altitudes vectorielles minimales (MVA) qui n'est pas activée ici.

▲ Un autre regard attentif sur le contrôle d'approche en cours. Actuellement, seul l'OAL807 est suivi par le contrôleur. Tous les autres sont avec tour ou départ. Le contrôleur vient de donner à l'OAL807 une descente de 6000 pieds actuels à 4000 pieds assignés mais l'avion ne descend toujours pas, donc le signe est = sur son étiquette. Il a une vitesse sol de 205 nœuds et est un avion de catégorie moyenne.

▲ À l'intérieur de la tour ATC la plus haute du monde: Vancouver YHC. Par beau temps et par mauvais temps, les contrôleurs utilisent un affichage astucieux dans la tour qui permet de garder une trace de tous les avions dans la zone et au-delà. C'est ce qu'on appelle le «Système d'affichage radar auxiliaire de Nav Canada» ou NARDS. Voici une capture d'écran de NARDS. Vous pouvez voir les vols dans le YHC CZ, tous avec de petits «V». Cela signifie que les avions volent en VFR. Ils sont contrôlés par «TH» ou «Tower Harbor». Vous pouvez également voir d'autres trafics dans la région, en particulier autour de YVR au sud. Vous pouvez voir le numéro de vol, comme «HR304» ou l'immatriculation de l'avion, «C-GSAS». L'altitude du vol est affichée juste en dessous. Par exemple, C-GSAS affiche «007». Ajoutez simplement 2 zéros et vous obtenez 700 pieds. Ajoutez un zéro au nombre juste à droite et vous obtenez la vitesse de l'avion. «13» devient 130, en nœuds. Il y a aussi des informations de changement de direction et d'altitude sur les «blips». Vous savez maintenant lire un affichage NARDS!


Réponse 3:

Le radar principal affiche une représentation visuelle (blip) sur un indicateur de position en plan (portée), indiquant l'emplacement géographique d'un objet qui a reflété une fraction de l'énergie transmise qui a été envoyée par l'antenne tournante. La cible est entièrement passive dans ce type d'affichage. L'encombrement, ou le bruit visuel, d'objets fixes (bâtiments, terrain, tours, ponts) peut parfois submerger l'affichage, masquant ainsi la cible d'intérêt et nécessitant d'autres étapes pour suivre la cible.

Entrez «radar secondaire». La cible devient un joueur «actif» en utilisant un transpondeur. En termes simples, l'oscilloscope affiche désormais une cible comme l'emplacement géographique d'un signal transmis par la cible et reçu par l'antenne radar. Maintenant, s'il y a trop d'encombrement sur l'oscilloscope, l'opérateur doit simplement réduire le contrôle du «gain». L'effet radar primaire est susceptible de disparaître; la cible secondaire, qui est co-localisée sur l'oscilloscope avec la position du blip principal, enregistre maintenant le jour et affiche l'emplacement cible.

Comme on peut le supposer, puisque le radar primaire dépend de l'énergie réfléchie tandis que le radar secondaire dépend de l'énergie arrivant «fraîche» de l'émetteur cible (en fait «transpondeur», car il «aboie» uniquement lorsqu'il est «chatouillé» par le balayage de l'antenne radar sur la cible ), le radar secondaire a une plus grande portée.

Au fur et à mesure que les contrôleurs acquièrent de l'expérience, ils apprennent les caractéristiques, les avantages, les limites et les pièges des deux types d'écrans.