¿Qué antena en un avión de una aerolínea comercial se usa para el transpondedor (SSR)?

Respuesta corta

Las antenas SSR están etiquetadas como ATC L y ATC R (dos en la parte superior, dos en la parte inferior).

^Fuente

Ambos sistemas SSR y TCAS usan el mismo protocolo de comunicación y usan las mismas frecuencias (1030 y 1090 MHz). Bien podrían usar las mismas antenas. Sin embargo, para un mejor rendimiento, las antenas SSR son omnidireccionales y las antenas TCAS favorecen algún sector, generalmente por formación de haz .

En esta imagen B767-200, la antena TCAS es la plana en el frente y la antena SSR amarilla está un poco atrás (solo una):

^{Ver la foto completa y en mayor calidad de Ramon Jordi}

Otro fuselaje con dos antenas SSR:

^{Ver la foto completa y de mayor calidad por Temo Madrigal}

No pude encontrar una buena vista de la antena SSR en un B767-200, pero en este A320, las dos antenas SSR amarillas laterales son más visibles (así como la única antena DME detrás):

^{Antenas A320 SSR, fuente}

El uso y las necesidades son diferentes.

Supongo que están compartiendo la misma antena. ¿Tengo razón?

Como se dijo, podría tener razón, ya que SSR y TCAS operan en las mismas frecuencias de banda L y no pueden superponerse en el tiempo. Pero en realidad tienen antenas dedicadas, porque necesitan diferentes patrones de radiación:

• La función inicial del transpondedor consiste en responder a los interrogadores SSR en tierra, y ahora también en la transmisión de señales espontáneas ADS-B. La antena SSR inferior es de algún tipo omnidireccional, comúnmente un monopolo de un cuarto de longitud de onda ). Debido a que el fuselaje no es un plano de tierra perfecto, el patrón de radiación no alcanza su punto máximo en la horizontal como cabría esperar, sino que tiene una dirección privilegiada a 30°. ( fuente ) por debajo del plano de la aeronave, una baja ganancia en el plano horizontal, y es casi ciego en su nadir.

• TCAS por el contrario necesita tener una buena recepción en o cerca del plano horizontal y alrededor del nadir. Son las direcciones de donde provienen las amenazas más inmediatas.

Es por eso que la antena TCAS está diseñada de manera diferente. Veamos la parte trasera de la antena TCAS mostrada anteriormente:

^Fuente

Hum... ¡no un conector de antena, sino cuatro!

La forma plana de la cúpula del TCAS ( a veces redonda ) contiene una antena de matriz en fase de 4 elementos que se puede configurar para cubrir un hemisferio, pero que también se puede enfocar en una cuarta parte de este hemisferio. Ejemplo de diseño utilizando una red de formación de haces conmutada (SBFN):

^{Fuente: Microondas y RF}

Las cuatro salidas etiquetadas A1..A4 están conectadas a los cuatro conectores individuales debajo del radomo.

TCAS utiliza la dirección obtenida con la matriz para seleccionar en qué dirección enviar las interrogaciones y escuchar las respuestas, a fin de reducir la confusión sincrónica de los transpondedores de modo C cercano que responden simultáneamente a la aeronave (radio de 1,7 NM) y FRUIT de todas las aeronaves que responden a un interrogatorio terrestre ATCRBS .

TCAS revierte la antena inferior al modo omnidireccional (misma fase en las cuatro antenas) y disminuye la potencia de RF en las fases de aterrizaje y despegue, para evitar la sobrecarga del espectro de radio.

Para un avión con transpondedor Modo S, tendríamos este tipo de configuración:

^{Guía ACAS II}

Tenga en cuenta que hay una conexión entre TCAS y SSR para inhibirse entre sí cuando están usando las frecuencias y proteger su entrada de RF. Si no recuerdo mal, el modo SSR tiene prioridad (al menos cuando el TCAS no está en fase TA/RA).