¿Por qué TCAS necesita 2 antenas?

dos antenas

Como mencionó @Ron, el fuselaje es un obstáculo opaco para las olas y se requieren dos antenas para cubrir todo el espacio alrededor de la aeronave. La elección es tener una antena en la parte inferior del fuselaje y otra en la parte superior. Esto es similar a las antenas SSR y, en realidad, SSR y TCAS, que comparten las mismas frecuencias, pueden usar las mismas antenas.

^{Sistema de dos antenas TCAS, fuente SKYBrary}

Cuando la antena inferior envía pulsos de interrogación, estos pulsos pueden reflejarse en el suelo antes de llegar al transpondedor del intruso, este efecto muy común se llama propagación multicamino, puede dar lugar a pistas falsas, debido a una evaluación incorrecta de la distancia.

Además, ilumina una gran área debajo de la aeronave hasta el suelo, lo que puede desencadenar muchas respuestas de otros transpondedores, particularmente del tráfico denso a menor altitud, incluso si los TCAS están inhibidos a altitudes muy bajas y en tierra, porque TCAS también activar los transpondedores de modo C y S. Si una gran cantidad de respuestas llegan a la antena al mismo tiempo, es posible que se produzcan distorsiones sincrónicas y algunas respuestas no se procesan.

La solución es usar la antena superior tanto como sea posible para la detección a larga distancia y limitar la antena inferior para monitorear a los intrusos a distancias más cortas y por debajo de la aeronave. Otros intrusos son monitoreados por la antena superior. En la práctica, se reduce la potencia de antena inferior.

Reducción sincrónica de garbling por susurro-grito

Se utilizan diferentes técnicas para limitar aún más la distorsión, como se mencionó, una es reducir la potencia cuando sea posible, y el protocolo utilizado por TCAS es enviar pulsos a baja potencia con más frecuencia que a alta potencia. Esto se conoce como la técnica de susurro-grito y también se usa para SSR.

Las interrogaciones de baja potencia tienen un radio efectivo más pequeño y permiten obtener la imagen de corto alcance, mientras que la imagen de largo alcance, que no necesita actualizarse con tanta frecuencia, se obtiene con interrogaciones de alta potencia.

Sin embargo, es posible reducir aún más la confusión síncrona, especialmente a larga distancia, mediante el uso de pulsos de interrogación direccional. Si bien esta técnica se usa primero en la antena superior donde es más efectiva, también se puede usar para la antena inferior.

Reducción de distorsión síncrona por direccionalidad de antena

La antena superior está hecha de al menos 4 radiadores individuales que iluminan solo 90°.

^{Antena direccional TCAS, fuente}

Estas antenas individuales se pueden usar juntas para formar un patrón de radiación en una dirección determinada. Esto tiene dos intereses:

• Reduce la confusión sincrónica en la antena que se usa con más frecuencia. El efecto es doble: en la transmisión, solo se interroga a las aeronaves en un sector de 90°; en recepción se ignoran las respuestas de las aeronaves fuera del sector.

• Permite determinar el acimut de una respuesta con cierta precisión (1° a 10°). Los lóbulos laterales, también reducidos por el diseño de la antena, se utilizan para refinar el procesamiento de azimut.

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