Fra perspektivet til en som er ekspert på radarteknologi, hva er forskjellen mellom primær og sekundær radar?


Svar 1:

Den primære radaren er den mest grunnleggende formen for radaren mens den sekundære radaren er en mye sen oppgradering av den primære radaren. Når det gjelder de fysiske forskjellene, er den primære radaren den enorme roterende parabolske platen som ting du ser på flyplasser. Sekundærradaren, også kjent som Secondary Surveillance Radar (SSR), er mye mindre og kan til tider ses heist oppå den primære radaren. Det ser ut som et horisontalt metallark.

Primærradar fungerer i utgangspunktet ved å overføre et signal og fange refleksjonene fra målet. Retningen på antennene gir objektet peiling og rekkevidden kan enkelt beregnes ettersom vi vet at elektromagnetiske bølger beveger seg med lysets hastighet. En enkel måling av tid fra overføring og mottak kan gi oss avstanden. Det største med primærradar er at den ikke trenger objektet for å gi den tillatelse til å spore.

Sekundærradar er mye mer komplisert enn den primære radaren. Den er ikke avhengig av reflektert pulsteknologi og krever samarbeid fra målet. Målet må også ha et spesialutstyr. Dette utstyret kalles en transponder. Det kalles en transponder fordi den transponerer til avhøret fra den sekundære radaren. SSR genererer en pulsstråle i horisontal retning for avhøret, mens målet eller flyet sender omnidireksjonalt tilbake. Det er tre hovedmetoder for avhør. Mode A, mode C og mode S. Vi ville konsentrere oss om A og C da modus S fungerer på en lignende måte med lite forbedringer her og der.

Avhøret består av to hovedpulser kalt P1 og P3. Hvis operert under modus A, er tidsintervallet eller perioden mellom pulsen 8 mikrosekunder, og hvis det gjøres under modus C, er intervallet rundt 21 mikrosekunder. Det er også en annen spesiell puls dannet kalt P2. Denne puls dannes 2 mikrosekunder etter P1. Resonnementet bak pulsen er underlapp undertrykkelse. Du forstår, radar skaper mange sidelobber med en eneste hovedlove. Sidelobene er bortkastet energi, og hvis et luftfartøy prøver å svare innenfor sidelobene, vil det bli gitt feil utlesningsavlesninger. Så, puls P2 er laget slik at dens intensitet er høyere enn den sterkeste sidelappen. P2-pulsen stråles ut i alle retninger når P1 og P3 blir utstrålt i retning av antennene. For å gjøre undertrykkelse mulig er det to SSR-er. Den ene roterer og den andre står stille. Den roterende gir lageret, mens den faste SSR kjemper mot sidelobene.

Flytransponderen sammenligner styrken til P2 med P1 og P3. Hvis du er i en sidelobe, vil P2-pulsen være sterkere enn P1 og P3. Dette vil ikke gi et svar fra flyet. Hvis flyet er i hovedloben, vil P1 og P3 være mye sterkere enn P2 og en positiv tilbakemelding vil bli gitt ut fra flyet.

Frekvensen for betjening av avhør er 1030 Mhz for overføring og 1090 Mhz for mottak, mens transponderen til flyet mottar 1030 Mhz og sender på 1090 Mhz.

Hvordan flyet identifiseres er ved å legge inn numeriske koder på transponder-skjermen. Lufttrafikkontrollen ber piloten om å legge inn ('squawk') den angitte koden på transponderen og gjøre det vil få flyinformasjonen til å vises på radaren. Hvis modus A brukes, vil bare flyidentifikasjonen være synlig, men bruken av modus C vil gi ut høyden som er avlest sammen med identifikasjonen til den bakkebaserte kontrolleren. Piloten må også sette transponderen sin til 'alt' for å oppnå dette. Tallkodene jeg nevnte før, kan skrives til A, B, C og D. Det er tre tall for hver bokstav; 1,2 og 4. Som du ser gir tillegg av disse figurene 7. Det vil si at det er det høyeste antallet som kan legges inn på transponderen. Jeg vil bruke figuren nedenfor for å forklare dette mer detaljert.

Som du ser i den første tabellen, er resultatet 7,7,7 og 7. Når transponderen mottar avhøret og det er bekreftet, skaper transponderen to hovedpulser kalt F1 og F2 som er 20 mikrosekunder fra hverandre. Maksimalt 12 pulser kan passe mellom F1 og F2. Når vi har koden 7,7,7 og 7, opprettes alle 12 pulser. Hvert av tallene 1,2 og 4 er en puls. Så der danner de 12 pulser. For å gjøre det mer tydelig, laget jeg en kode og plasserte den i tabellen 2. Denne tabellen viser en kode 4,2,1 og 6. Dette vil danne 5 pulser, da det totalt er 5 tall.

En merket enkel transponderenhet for et fly.

Hvis piloten blir bedt om å identifisere seg av trafikkontrolløren vil han trykke på ident-tasten. Ved å trykke på denne tasten, opprettes en puls 4 mikrosekunder etter F2-puls. Dette vil danne en sirkel rundt flyet i ATC-radarskjermen.

Sammenlignet med den primære radaren er SSR mye mindre kraftig, da den ikke bruker noen reflekterte bølger. SSR har også en rekkevidde på rundt 200 nm. Ulempene inkluderer mangelen på mulige koder. Bare 4096 koder kan brukes her. Bruken av modus S gir imidlertid en mye høyere kodekombinasjon. Over 16 millioner koder, det vil si. Mode S bruker også datakommunikasjonslinkene for å sende over informasjon. Den nødvendige informasjonen kan sendes i tekstform mellom flyet og bakken, noe som i veldig stor grad kan redusere radiosendingene, noe som gjør informasjonen mye tydeligere og enklere å forstå for begge parter.


Svar 2:

La oss legge inn noen bilder for å forbedre forståelsen din for hvilken effekt all denne teknologien har på hvor den virkelig betyr noe: radarskjermen til flygeledere.

Hvis en kontroller har 27 fly i terminalområdet på en primærradar-bare skjerm, vil han ganske enkelt se 27 blipp på skjermen. Han vil ikke vite hvilken blip er hvilken flyging.

Så kontrollører pleide ofte å adressere et bestemt fly på VHF-radio og be dem ta en sving. Mens de kikket på skjermen, kunne de se en blip som gjør seg som rettet, og nå visste de at dette var flyet de hadde adressert.

Se for deg å gjøre det på dagens overfylte flyplasser. For sikkerhets skyld må du plassere flyene langt fra hverandre, og dermed redusere gjennomstrømningen til flyplassen din.

Og for en flyplass betyr gjennomstrømming penger.

Sekundær overvåkingsradar ble brakt for å øke gjennomstrømningen ved å la fly være tettere sammen, øke utnyttelsen av det kontrollerte luftrommet og dermed tillate mange flere start- og landinger på en gitt tid.

Dette gjøres ved å vise mye mer data, selektivt, på kontrollerens skjerm.

Sekundær overvåkningsradar (Monopulse), MSSR, Mode S, TCAS og ADS-B er lignende moderne metoder for sekundær overvåking.

Tidligere transpondere (modus A og C) hadde flere problemer som måtte løses. I 1983 ga ICAO ut et rådgivende rundskriv som beskrev det nye systemet, nå kjent som Mode S.

En datalink-teknologi for luftkontroll

En C- eller Mode S-transponder er også nødvendig for å fungere ACAS eller TCAS antikollisjonssystem, som er obligatorisk for alle store kommersielle transporter.

▲ På skjermen vises to fly: ett uten transponder (øverst til venstre), som bare gir en "rå retur" (enkelt blip) når den blir feid av radarstrålen, og den andre utstyrt med en modus S-transponder, som har blitt “Squawked” (valgt) av kontrolleren. Mengden informasjon som er gjort tilgjengelig er kjempebra, fordi data rir på radarstrålene; det kalles faktisk "datalink". Husk: ideen er å presentere disse dataene for kontrolleren når han trenger det; og SSR er ikke det eneste svaret. Faktisk vil det i løpet av få år bli erstattet av et satellittbasert system kalt ADS-B.

For overvåking (å holde oversikt over hvilket fly som er hvor) er SSR ikke det eneste svaret. Et annet, bedre system venter i vingene: ADS-B. Så vil SSR gå veien for CDen og mikrofilmleser-skriveren.

▲ La oss se på radarsymbologi. Grønt flymål squawking 7034 er i en rapportert høyde på 300ft (~ LGAV-høyde) med en hastighet på 150Kts. Det er en avgang fra 03R som ruller for start. Radar har foreløpig ikke koblet squawk-koden med flygedatablokken, og den har følgelig ingen etikett festet. Flyet har også transponder som kommuniserer med sekundærradar (SSR), men siden det ikke er luftbåren primærradar har det ingen kontakt ennå. Så det tomme kvadratmålet (enroute sekundær radar) vil bli fylt trekant på få sekunder, og fargen vil endre seg fra grønt til cyan så snart DEP-kontrollen tar over dette flyet.

OAL778 som passerer 5600ft høyde, blir ryddet for FL110 og klatring (pil opp) direkte til KEPIR (like øst for NEVRA). Flyet har 204Kts hastighet, det er en medium (vekt) kategori, kontrollert av DEP-kontroller og destinasjon er LGLM.

MDF201 som forlot 03R etter OAL778, blir klarert til 9000 fot som passerer 5500 fot, bakkestyrke 166kts, Lys kategori, kontrollert av DEP og destinasjon er LGTS. Målet er gult fordi det nå er valgt (utpekt). Datablåsene er solide (uten vekslende informasjon). De roteres rundt målet for ikke å overlappe hverandre med et veldig enkelt tastetrykk-trykk.

▲ En riktig innstilt ILS 03L-sekvens med 8 miles separasjon. Etablerte fly er allerede sendt til TWRW Tower-kontrolleren, mens ARR2-kontrolleren vektorerer dem for å etablere ILS03L. Fly bestemt i Hellas har destinasjonen på etiketten. Fly med internasjonal destinasjon som VEX41C - som passerer FL169 for tildelt 240 - har FIR exit fix (dvs. TUMBO) i destinasjonsdelen av etiketten. Magenta-rutene er værradaravkastning av noen lette skyer.

▲ Her er en observatørstasjon, slik at alle datablokker er grønne farger (ikke kontrollert fra den posisjonen). Værradarinngang mates inn i systemet (noen lette skyer den dagen med magenta farge). Du kan se fly komme inn via NEMES-fikse mot Vesten: DLH3420 fremdeles med AC2-sektorkontroller, som passerer FL203 for tilordnet FL170. Tilnærmingskontroller ARR2 styrer OAL170 som passerer FL245 for FL210 og AZA732 under radarveterorer på kurs ~ 080 som passerer FL170 for FL110. Athens direktør ARR3 kontrollerer OAL663, 334 og 519 mens de er etablert på ILS for 03R, AFR2332 & AEE531A er allerede overlevert til Tower East TWRE-kontrolleren. Som du kan se, viser tilnærming radar også Athens kystlinje og betydelige terrenghøyder. Det er et annet lag minimum Vectoring Altitudes (MVA) som ikke er slått på her.

▲ Nok et nært blikk på tilnærmingskontroll pågår. For øyeblikket spores bare OAL807 av kontrolleren. Alle andre er med tårn eller avgang. Kontrolleren har nettopp gitt OAL807 en nedstigning fra nåværende 6000 ft til tildelt 4000 ft, men flyet er fortsatt ikke synkende, så skiltet står = på etiketten. Den har 205 kt hastighet og er et fly i middels vekt.

▲ Inne i verdens høyeste ATC-tårn: Vancouver YHC. I godt vær og dårlig bruker kontrollerne en fin skjerm i tårnet som hjelper til med å holde oversikt over alle flyene i sonen, og utover. Det kalles “Nav Canada Auxilliary Radar Display System,” eller NARDS. Her er en skjermgrep fra NARDS. Du kan se flyvningene i YHC CZ, alt med små "V". Det betyr at flyene flyr VFR. De blir kontrollert av "TH", eller "Tower Harbor." Du kan også se annen trafikk i området, spesielt rundt YVR i sør. Du kan se flynummeret, for eksempel “HR304” eller flyets registrering, “C-GSAS.” Flygingens høyde vises rett under. For eksempel viser C-GSAS “007”. Bare legg til to nuller, så får du 700 fot. Legg til en null til tallet bare til høyre, så får du flyets hastighet. “13” blir 130, i knop. Det er også informasjon om retning og høyde om “blips”. Nå vet du hvordan du kan lese en NARDS-skjerm!


Svar 3:

Primærradar viser en visuell representasjon (blip) på en planposisjonsindikator (omfang), som indikerer den geografiske plasseringen til et objekt som har speilet en brøkdel av den overførte energien som er sendt ut av den roterende antennen. Målet er helt passivt i denne typen skjerm. Rot, eller visuell støy, fra stasjonære gjenstander (bygninger, terreng, tårn, broer) kan noen ganger overvelde skjermen, og dermed maskere det interessante målet og kreve andre trinn for å spore målet.

Skriv inn "sekundær radar". Målet blir en "aktiv" spiller ved å bruke en transponder. Enkelt sagt viser omfanget nå et mål som den geografiske plasseringen til et signal som sendes av målet og mottatt av radarantennen. Hvis det nå er for mye rot på omfanget, må operatøren ganske enkelt redusere “gain” -kontrollen. Den primære radarblipingen vil sannsynligvis forsvinne; det sekundære målet, som er samlokalisert på omfanget med plasseringen av den primære blippingen, redder nå dagen og viser målstedet.

Som man kan anta, siden primærradar avhenger av reflektert energi mens sekundærradar avhenger av energi som ankommer "frisk" fra målsenderen (faktisk "transponder", fordi den bare "bjeffer" når "kiles" av radarantennens sveip over målet ), har den sekundære radaren et større område.

Når kontrollører får erfaring, lærer de egenskaper, fordeler, begrensninger og feller for begge typer skjermer.