¿Cómo tienden a ser los patrones de radiación de las transmisiones ADS-B en los grandes aviones?

En el artículo reciente, Flightradar24 se prepara para una nueva ola de seguimiento de vuelos , leí sobre el receptor experimental Wave Glider ADS-B de FR24, esencialmente una boya de energía solar autopropulsada como una estación terrestre remota.

¿Cómo tienden a ser los patrones de radiación de las transmisiones ADS-B en los grandes aviones? En particular, las transmisiones que serían recibidas por receptores ADS-B satelitales o de superficie que recopilan información de tráfico.

¿Hay algún ejemplo publicado de estos patrones de radiación? ¿Existen lineamientos, mejores prácticas o regulaciones que se apliquen a la direccionalidad de la radiación?

Un ejemplo de un requisito general podría ser el CS-ACNS de EASA :

CS-ACNS.D.ELS.060 Instalación de antena

(Ver AMC1 ACNS.ELS.)

(a) La(s) antena(s) instalada(s) tiene(n) un patrón de radiación resultante que está(n) polarizado(s) verticalmente, omnidireccional(es) en el plano horizontal, y tiene(n) suficiente ancho de haz vertical para asegurar el funcionamiento adecuado del sistema durante las maniobras normales de la aeronave.

(b) La(s) antena(s) está(n) ubicada(s) de modo que se minimice el efecto de la estructura de la aeronave sobre el(los) diagrama(s) de radiación de campo lejano.

que solo aborda las direcciones por encima o por debajo de la horizontal en la medida en que se aplican a las "maniobras normales de aeronaves". Puede haber más.

A continuación, he agregado un patrón de ganancia similar pero diferente como ejemplo del tipo de datos que estoy buscando. Sin embargo, es el patrón de ganancia para una recepción ADS-B orientada hacia abajo a bordo de un satélite, que muestra una buena recepción desde abajo (nadir: θ , ϕ ≈ 0 ). Lo que estoy buscando es un gráfico de tipo similar, pero para la radiación de un avión.

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arriba: Foto del receptor ADS-B de FR24 a bordo de una plataforma Wave Glider de Liquid Robotics . Crédito de la foto Flightradar24.

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arriba: Ejemplo de este documento del patrón de ganancia de un receptor. En este caso se trata de un sistema de antena receptora ADS-B, a bordo de un satélite, que muestra optimización de ganancia mirando directamente hacia abajo (nadir).

¿Supone que no se pueden instalar varias antenas? ¿Uno en la parte superior de la aeronave para satélite y otro en la parte inferior para estaciones terrestres? Sin embargo, puede ser un tema puramente académico, sé que la FAA ha estado planeando un despliegue de receptores de satélite ADS-B en la constelación Iridium o GlobalStar, pero no creo que hayan lanzado un solo satélite capaz a partir de hoy. .
@RonBeyer ¡Buen punto! Es un gran tema, más de lo que se puede cubrir con una sola pregunta. Estoy realmente interesado en la forma general del patrón y expresé mi "suposición" solo como un punto de referencia. ¿Los aviones grandes a menudo tienen un dispositivo de "cono de silencio" y una película ? Perdón por el humor: ¡cualquier información útil para comenzar sería apreciada!
La OACI requiere que las aeronaves de categoría de transporte (es decir, los aviones comerciales) tengan sistemas 1090ES "diversos" con una antena apuntando hacia arriba y otra hacia abajo.
@pericynthion ¡Es útil saberlo! ¿Es una búsqueda de "Sistemas 1090ES diversos de la OACI" la mejor manera de intentar leer más? ¿Las antenas simplemente deben parecer apuntar hacia arriba y hacia abajo, o hay algún requisito sobre la potencia de RF real entregada en esas direcciones?
No está claro lo que quiere entender, ya que hay varios detalles ilustrativos en su pregunta. Por el título, parece que su pregunta podría resumirse en "¿Cuáles son las ubicaciones y los patrones de radiación de las antenas ADS-B en los grandes aviones? ¿Cuál es la regulación asociada, si la hay?". Tenga en cuenta que ADS-B se puede utilizar tanto para enlaces aire-tierra como aire-aire (este último para mensajes TCAS).
@mins Editaré para aclarar. Para esta pregunta, solo me interesa saber si hay características generales en los patrones de radiación, o incluso ejemplos publicados, y si existen pautas, mejores prácticas o regulaciones sobre estos patrones de alguna manera. Solo me interesan las señales que recibirían los satélites o las estaciones de superficie (incluidas las boyas).
Para empezar, puede echar un vistazo a este borrador de documento de EASA . Especifica los requisitos preliminares para "ADS-B out", incluidos los requisitos de antena (los hay polarizados verticalmente y omnidireccionales). Ver página 28: "UNIDAD TRANSMISORA ADS-B". Esté preparado para consultar otros documentos a los que se hace referencia aquí para cada aspecto. EASA tiene como objetivo un modo llamado 1090ES, es decir, la frecuencia es de 1090 MHz y la velocidad de datos es "extendida" (señales espontáneas extendidas) para permitir la transmisión de más datos (en comparación con los transpondedores de modo S clásicos).
@mins OK, es un comienzo útil. ¡Gracias por el enlace y también por su entrenamiento de SE!
También esta presentación 1090ES . Alguien vendrá con más información, pero este es un buen comienzo.

Respuestas (1)

En los aviones comerciales, como en la mayoría de los aviones, la transmisión ADS-B proviene del transpondedor de radar ATC. Los transpondedores en aeronaves con una Masa Máxima de Despegue superior a 5700 kg / 12500 lbs deben tener diversidad de antena. Esto significa que la aeronave tendrá una antena superior e inferior conectada al transpondedor.

Las transmisiones ADS-B se envían desde la antena superior o inferior, cuya selección debe ser aleatoria con una distribución de 50-50.

Las respuestas de radar y TCAS se envían a la antena en la que la interrogación entrante fue más fuerte.

Las antenas están polarizadas verticalmente y tienen un patrón de radiación aproximadamente omnidireccional en el plano horizontal. En el plano vertical, la mayor parte de la energía de radiación se concentrará 45 grados alrededor del horizonte. Tienen un cono de silencio.

La estructura de la aeronave bloquea y refleja parte de la energía radiada. Esto hace que el patrón de campo lejano no sea uniforme y varíe de un avión a otro. En la antena inferior el efecto principal es el del fuselaje y los motores. En la antena superior el fuselaje, la cola y las alas/winglets son los principales obstáculos.

En aviones pequeños, esto es un problema mayor, especialmente cuando la antena del transpondedor se encuentra entre grandes puntales de tren fijo.

Este estudio contiene un patrón de antena de la antena superior de un avión.

¡Gracias! Esta es una descripción muy útil del patrón general y sobre el manejo de las antenas superior e inferior. Veo que revisó mis comentarios cuidadosamente. Acabo de descubrir que " cono de silencio " es un término de aviación real para esto. Pensé que era una coincidencia notable que se adaptara tan bien a la situación.
De nada. Esto está muy relacionado con el trabajo que hice. Trabajé con las personas que escribieron los documentos a los que @mins se vinculó. Establecer el patrón de radiación exacto de un avión no es fácil. He intentado hacer esto a partir de la potencia de la señal recibida en los receptores ADS-B terrestres, pero no es sencillo distinguir los efectos de la señal de trayectos múltiples, el patrón de la antena del receptor y la diversidad de la antena de la aeronave.
Si la intensidad de la señal recibida se registrara y registrara como estándar, y pudiera acumularse, con el tiempo se podría construir una especie de "nube de recepción" de datos alrededor de una aeronave. Si tuviera un punto muerto, durante un período prolongado de tiempo y una variedad de rutas, el punto muerto comenzaría a aparecer si se extrajeran muchos datos. No es una medida adecuada, por supuesto, pero podría ser interesante. No sé si la intensidad de la señal recibida es realmente accesible para un volumen tan grande de datos requerido.
¿Cómo tienden a ser los patrones de radiación de las transmisiones ADS-B en los grandes aviones?
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