ES2904802T3 - Procedimiento de medición de determinadas características del transpondedor de a bordo en funcionamiento operativo mediante un radar secundario - Google Patents

Abstract

Procedimiento para realizar una prueba del buen funcionamiento del transpondedor de radar secundario de una aeronave que opera en una zona cubierta por un radar secundario de vigilancia del tráfico aéreo, caracterizado porque comprende: - una primera etapa (11) que implementa: - una operación (111) para medir la potencia transmitida por el transpondedor, a partir de la medición de la potencia recibida del transpondedor en respuesta a cada interrogación transmitida por el radar; - una operación (112) para medir la tasa media de respuesta local del transpondedor a las interrogaciones transmitidas por el radar, realizada contando el número de interrogaciones para las que el radar ha recibido una respuesta del transpondedor; la primera etapa se lleva a cabo mientras los parámetros de funcionamiento del radar no están modificados respecto a los parámetros de funcionamiento operativo; - una segunda etapa (12) que implementa una operación de medición de la sensibilidad del transpondedor, realizada mediante la transmisión de interrogaciones adicionales con niveles de potencia de transmisión crecientes o decrecientes a lo largo del tiempo, y la determinación del nivel de potencia transmitido cuando se transmitió la primera interrogación por debajo del cual el transpondedor no transmite una respuesta; llevándose a cabo la segunda etapa modificando los parámetros de funcionamiento del radar de manera que las interrogaciones adicionales necesarias para la medición puedan realizarse, durante el intervalo de tiempo que sigue a la última interrogación operativa durante el cual la aeronave permanece situada en el lóbulo principal del canal Suma de la antena del radar, con una potencia transmitida en la dirección del transpondedor que enmarca el umbral de sensibilidad del transpondedor; - una tercera etapa (13) que realiza una operación para medir la tasa de respuesta máxima que puede sostener el transpondedor durante un breve intervalo de tiempo de duración determinada, realizándose operación transmitiendo una pluralidad de interrogaciones adicionales y contando las interrogaciones para las que el transpondedor ha transmitido respuestas; la tercera etapa se lleva a cabo modificando los parámetros de funcionamiento del radar para permitir la transmisión, durante el intervalo de tiempo que sigue a la última interrogación operativa durante el cual la aeronave permanece situada en el lóbulo principal del canal Suma de la antena del radar, un número de interrogaciones sucesivas suficiente para causar una ausencia de respuesta del transpondedor.

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento de medición de determinadas características del transpondedor de a bordo en funcionamiento operativo mediante un radar secundario

Campo de la invención

La invención se refiere al campo general del control del tráfico aéreo (ATC según el acrónimo de la terminología anglosajona “Air Traffic Control”), donde el rendimiento del radar de control en tierra, así como el de los transpondedores a bordo de las aeronaves, es fundamental para garantizar el alto nivel de seguridad requerido. Se refiere más concretamente al control del rendimiento de un transpondedor de a bordo que funciona en modo S (Modo Selectivo), mediante el radar de control con el que interactúa.

Contexto de la invención - estado de la técnica

Hoy en día, el control del tráfico aéreo se basa principalmente en el diálogo en modo S entre uno o varios radares asociados a un centro de control en tierra y los transpondedores en modo S de las aeronaves en vuelo que supervisa y garantiza la seguridad. La fiabilidad de la detección y descodificación de los sistemas de control del tráfico aéreo en modo S es mundialmente conocida.

Sin embargo, el rendimiento de los enlaces en Modo S está en la práctica directamente relacionado con las características de rendimiento de los transpondedores a bordo de las aeronaves, que se comunican en Modo S con el radar de control del tráfico.

En efecto, un radar de control de tráfico del tipo radar secundario, a diferencia de un radar de vigilancia primario que no espera ninguna cooperación de los objetos que se mueven en el espacio bajo su vigilancia, se distingue por el hecho de que establece, con cada aeronave bajo su vigilancia, un diálogo basado, en modo S, en:

- una interrogación selectiva, en una frecuencia de 1030MHz, destinada específicamente a la aeronave en cuestión, a través de la dirección en Modo S de ésta,

- la respuesta del transpondedor de la aeronave considerada a esta interrogación, en una frecuencia de 1090MHz, codificada con su dirección en modo S.

La buena calidad de este diálogo implica, a nivel del transpondedor, tres características principales:

- la potencia de su transmisor, que es un segundo factor que determina la distancia a partir de la cual la aeronave deja de estar bajo el control del radar en cuestión;

- su capacidad para manejar muchas respuestas en modo S (carga soportada): promedio local, promedio global y tasa de respuesta máxima;

- la sensibilidad de su receptor, así como la capacidad de descodificar la interrogación recibida en modo S, que es un primer factor determinante de la distancia a partir de la cual la aeronave deja de estar bajo el control del radar considerado;

También hay que señalar que, mientras que un radar secundario transmite sus interrogaciones en modo S de manera direccional hacia tal o cual aeronave que evoluciona en el espacio bajo su control, el transpondedor de una aeronave transmite y recibe de manera omnidireccional y puede por tanto dialogar con todos los radares que la rodean. Este diálogo múltiple puede provocar una carga excesiva en el transpondedor.

Cabe señalar asimismo que un transpondedor transmite también mensajes no solicitados (asíncronos), distintos de las respuestas a las interrogaciones a las que está sometido y que hacen uso de su capacidad para formular y transmitir las numerosas respuestas en modo S a las interrogaciones en modo S a las que está sometido.

Aunque la capacidad de diálogo y las prestaciones de un transpondedor son físicamente limitadas, deben no obstante respetar los mínimos definidos por la reglamentación de la Organización de la Aviación Civil Internacional (OACI o ICAO según la denominación anglosajona), mínimos que permiten garantizar un nivel mínimo de integridad de los enlaces del transpondedor radar.

En particular, un transpondedor en modo S debe tener

- una potencia máxima de emisión radiada dentro de un intervalo de potencia dado por la OACI;

- una tasa de respuesta mínima en el modo S, una característica especialmente importante;

- sensibilidad mínima y rango dinámico mínimo;

- patrones de antena, tanto de transmisión como de recepción, con plantillas dadas, que intervienen directamente en la radiación.

En la actualidad no es posible controlar las características de funcionamiento de un transpondedor de forma sencilla, una vez instalado a bordo de una aeronave.

En efecto, los procedimientos de control utilizados exigen que se retire el transpondedor y se coloque en un banco de pruebas, lo que tiene como consecuencia mantener la aeronave en tierra durante las fases de control e inducir unos costes de inmovilización elevados.

Por lo tanto, en el contexto técnico actual, las mediciones que permiten conocer las características fundamentales de un transpondedor, a saber:

- la medición de su potencia de transmisión a 1090MHz para determinar su capacidad de transmitir respuestas a las interrogaciones del radar,

- la medición de su Tasa de Generación de Respuestas tras una interrogación (tasa media local, global y máxima);

- la medición de su sensibilidad de recepción de 1030MHz, que determina su capacidad de recibir interrogaciones de un radar de control, sólo puede llevarse a cabo durante los períodos de mantenimiento de la aeronave en la que está montado, mantenimiento que requiere la inmovilización de la aeronave.

En la actualidad no existe una forma sencilla y asequible de detectar un mal funcionamiento del transpondedor o una pérdida de rendimiento entre dos periodos de mantenimiento.

Sin embargo, por razones obvias de seguridad, es necesario detectar lo antes posible las degradaciones del rendimiento de un transpondedor, en particular si estas degradaciones son tales que el transpondedor deja de cumplir ciertos requisitos establecidos por las autoridades de la OACI, en particular los mencionados en el Anexo 10 - Volumen IV del Convenio sobre Aviación Civil Internacional. De hecho, estas degradaciones del rendimiento pueden provocar una pérdida de contacto entre el radar y el transpondedor, especialmente en la zona de cobertura lejana del radar.

Un documento EP 2431 762 A1 divulga un procedimiento para ampliar el tiempo de iluminación de los objetivos por un radar secundario.

En lo sucesivo, para simplificar, la potencia radiada P^t del transpondedor (en dBm) vista por el radar se denominará "potencia del transpondedor", a una frecuencia de 1090 MHz y la sensibilidad St del transpondedor (a 1030 MHz) medida en la antena de la aeronave se denominará "sensibilidad del transpondedor", incluyendo así las pérdidas (en dB) debidas al cableado de la aeronave entre el transpondedor y su antena y la ganancia máxima de la antena de la aeronave asociada al transpondedor;

Presentación de la invención

Es un objetivo de la invención proporcionar una solución para controlar el rendimiento principal de un transpondedor, especialmente un transpondedor en Modo S, mientras el transpondedor está en uso a bordo de una aeronave. Otro objeto de la invención es proporcionar una solución para utilizar el radar secundario interrogador para controlar un transpondedor que funciona en modo S.

Para ello, la invención tiene por objeto un procedimiento para realizar la prueba de funcionamiento correcto, en fase operativa, de un transpondedor de radar secundario de una aeronave que vuela en una zona cubierta por un radar secundario de vigilancia del tráfico aéreo, caracterizado porque comprende:

- una primera etapa que implementa:

- una operación de medición de la potencia transmitida por el transpondedor, realizada a partir de la medición de la potencia recibida del transpondedor en respuesta a cada interrogación transmitida por el radar;

- una operación para medir la tasa de respuesta media del transpondedor a las interrogaciones transmitidas por el radar, realizada contando el número de interrogaciones para las que el radar ha recibido una respuesta del transpondedor;

la primera etapa se lleva a cabo mientras los parámetros de funcionamiento del radar no se modifican con respecto a los parámetros de funcionamiento operativo;

- una segunda etapa que implementa una operación de medición de la sensibilidad del transpondedor, realizada mediante la transmisión de interrogaciones adicionales con niveles de potencia de transmisión crecientes o decrecientes en el tiempo, y la determinación del nivel de potencia transmitido cuando se transmite la primera interrogación por debajo del cual el transpondedor no transmite una respuesta; la segunda etapa se lleva a cabo modificando los parámetros de funcionamiento del radar de manera que las interrogaciones adicionales necesarias para la medición puedan realizarse, durante el intervalo de tiempo que sigue a la última interrogación operativa durante el cual la aeronave permanece situada en el lóbulo principal del canal Suma de la antena del radar, con una potencia transmitida en la dirección del transpondedor que enmarca el umbral de sensibilidad del transpondedor;

- una tercera etapa que implementa una operación para medir la tasa máxima de respuestas que el transpondedor puede sostener durante un breve intervalo de tiempo de duración determinada, operación que se realiza transmitiendo una pluralidad de interrogaciones adicionales y contando las interrogaciones para las que el transpondedor ha transmitido respuestas;

la tercera etapa se lleva a cabo modificando los parámetros de funcionamiento del radar para permitir transmitir, durante el intervalo de tiempo que sigue a la última interrogación operativa durante el cual la aeronave permanece situada en el lóbulo principal del canal Suma de la antena del radar, un número de interrogaciones sucesivas suficiente para provocar la ausencia de respuesta del transpondedor.

Según varias disposiciones que pueden considerarse cada una por separado o consideradas en combinación, el procedimiento según la invención puede tener las siguientes características funcionales.

Según una primera característica, la operación de medición de la potencia de la primera etapa se realiza sobre la base de interrogaciones operativas o de interrogaciones adicionales enviadas al transpondedor.

Según otra característica, la operación de medición de la tasa de respuesta local media del transpondedor en la primera etapa se efectúa contando, para cada vuelta de antena, la relación entre el número de interrogaciones enviadas al transpondedor y el número de respuestas obtenidas en el lóbulo efectivo EBW, y calculando, de manera deslizante, el valor medio de esta relación sobre un número dado de vueltas de antena o de reunión de antena. Según otra característica, en una configuración de funcionamiento multirradar, la ejecución de la operación de medición de la tasa de respuesta media local del transpondedor de la primera etapa recurre a una operación complementaria que permite determinar si, en caso de falta de respuesta a las interrogaciones transmitidas por el radar durante un intervalo de tiempo dado, la aeronave interrogada está ocupada transmitiendo una respuesta a otro radar también perteneciente a la estructura multirradar considerada.

En este caso, las ausencias de respuesta consideradas no se contabilizan como tales y la tasa de respuesta media global se establece en función de la presencia o ausencia de respuestas a las interrogaciones emitidas por otros radares.

Según otra característica, la operación de medición de la sensibilidad de la segunda etapa se realiza disminuyendo progresivamente la potencia transmitida al transpondedor. El radar emite interrogaciones adicionales en cuanto la potencia transmitida al transpondedor cae por debajo de un valor de potencia determinado por encima del umbral de sensibilidad teórico y dentro de un intervalo de potencia que incluye este umbral. Se emiten sucesivas interrogaciones suplementarias, mientras la potencia transmitida al transpondedor disminuye, hasta que no se transmite ninguna respuesta al radar. El valor de la media, entre la intensidad de la señal transmitida al transpondedor para la última interrogación a la que el transpondedor respondió y aquella para la que el transpondedor no respondió, determina el nivel de sensibilidad medido del transpondedor.

Según otra característica, al reducirse la potencia de transmisión del transmisor de radar en un número determinado de decibelios, el radar transmite interrogaciones adicionales con niveles de potencia decrecientes en cuanto, debido la desorientación del lóbulo principal de transmisión del canal Suma con respecto a la dirección de la aeronave, la potencia transmitida al transpondedor evoluciona en un intervalo de potencia que incluye el umbral de sensibilidad teórico del transpondedor.

Según otra característica, si el transpondedor no proporciona una respuesta tan pronto como en la primera interrogación adicional, o si el transpondedor sigue transmitiendo una respuesta en la última interrogación adicional, la etapa de medición de la sensibilidad se repite en el siguiente giro de la antena con una potencia transmitida por el transmisor que es respectivamente mayor o menor que la potencia transmitida para la medición anterior.

Según otra característica, estando el transmisor configurado para transmitir una señal al transpondedor a través de los lóbulos de transmisión del canal Diferencia con una potencia determinada, se transmiten interrogaciones adicionales por el radar tan pronto como, debido a la desorientación de los lóbulos de transmisión del canal Diferencia con respecto a la dirección de la aeronave, la potencia transmitida al transpondedor se eleva por encima de un valor de potencia determinado inferior al umbral teórico de sensibilidad y aumenta en un intervalo de potencia que incluye este umbral teórico. Se emiten sucesivas interrogaciones suplementarias, a medida que aumenta la potencia transmitida al transpondedor, hasta que se transmite una respuesta al radar. Se considera que el valor de la media entre la intensidad de la señal transmitida al transpondedor para la primera interrogación a la que el transpondedor respondió y la última interrogación a la que el transpondedor no respondió corresponde al nivel de sensibilidad medido del transpondedor.

Según otra característica, si, mientras el valor de la potencia transmitida al transpondedor es superior al límite superior del intervalo de potencia correspondiente, el transpondedor sigue sin transmitir ninguna respuesta, o si el transpondedor proporciona una respuesta ya en la primera interrogación, la etapa de medición de la sensibilidad se vuelve a realizar en el siguiente giro de antena con una potencia transmitida por el transmisor respectivamente superior o inferior a la potencia transmitida para la medición.

Según otra característica, la operación de medición de la tasa de respuesta máxima de un transpondedor se realiza transmitiendo al transpondedor en cuestión, tan pronto como se haya ejecutado con éxito la última interrogación selectiva operativa, sucesivas interrogaciones adicionales, separadas entre sí por un intervalo de tiempo coherente de la unidad de tiempo de la tasa de respuesta máxima que se desea medir, y contando las respuestas transmitidas por el transpondedor hasta la primera interrogación no contestada, así como determinando el tiempo máximo de respuesta, para establecer una medida de la tasa máxima para una unidad de tiempo determinada, comparándose dicha tasa con la tasa mínima impuesta por la normativa aplicable para determinar el estado del transpondedor. Según otra característica, las diferentes etapas se realizan varias veces durante el vuelo de la aeronave, durante cada vuelta de la antena, utilizándose los resultados obtenidos en cada medición para calcular una media del valor de la característica medida ponderada por el número de muestras de cada medición y las condiciones de obtención de dicha medición.

Según otra característica, las diferentes etapas se realizan para una misma aeronave por varios radares, utilizándose las mediciones obtenidas por cada uno de los radares para calcular una media del valor de la característica medida ponderada por el número de muestras de cada medición y las condiciones de obtención de dicha medición.

Descripción de las figuras

Las características y ventajas de la invención se apreciarán mejor a partir de la siguiente descripción, que se basa en las figuras adjuntas que muestran:

la figura 1, un sinóptico del procedimiento según la invención;

la figura 2 muestra un diagrama esquemático del funcionamiento de un radar secundario capaz de implementar el procedimiento según la invención;

la figura 3 muestra los diagramas de radiación acimutal de transmisión y recepción de los diferentes canales de antena del radar secundario mostrado en la figura 2;

la figura 4 muestra los patrones de radiación en elevación de transmisión y recepción del canal Suma del radar secundario mostrado en la figura 2;

la Figura 5, un diagrama que ilustra la secuencia ideal de las interrogaciones operativas en modo S para una aeronave por un radar secundario;

la figura 6, un diagrama que ilustra el principio de secuenciación de las interrogaciones operativas en el modo S en el contexto de las etapas de medición de la potencia y las tasas de respuesta media (tasa local y tasa global), del procedimiento según la invención;

la figura 7, un diagrama que ilustra el principio de secuenciación de las interrogaciones operativas en modo S y de las interrogaciones adicionales en el contexto de la etapa de medición de la sensibilidad del transpondedor, en una primera forma de realización del procedimiento según la invención;

la figura 8 es un diagrama que ilustra el principio de secuenciación de las interrogaciones operativas en modo S y las interrogaciones adicionales en la etapa de medición de la sensibilidad del procedimiento según la invención, en una segunda realización;

la figura 9, un diagrama que ilustra el principio de secuenciación de las interrogaciones operativas en modo S y las interrogaciones adicionales en la etapa de medición de la tasa de respuesta máxima del procedimiento según la invención;

la figura 10, un diagrama esquemático que muestra las modificaciones funcionales que permiten a un radar secundario implementar el procedimiento según la invención.

Cabe señalar que, en las figuras adjuntas, el mismo elemento funcional o estructural lleva preferentemente el mismo símbolo, número o letra.

Cabe señalar también que en las Figuras 5 a 9, los gráficos representan la potencia radiada hacia, o desde, la aeronave considerada para evaluar el rendimiento de su transpondedor, que tiene en cuenta el diagrama de antena azimutal de la Figura 3 ponderado para la transmisión de la potencia de interrogación.

Como ejemplo, la fase de procesamiento operacional, necesaria para detectar el objetivo y posicionarlo, y la fase de prueba funcional, necesaria para evaluar el rendimiento del transpondedor, se presentan de forma dividida. Las líneas continuas representan la potencia radiada durante las 2 fases de las interrogaciones del radar.

Descripción detallada

El concepto general del procedimiento de prueba de la fase operativa según la invención (es decir, la solución al problema planteado por la invención) comprende, como se ilustra en la figura 1, tres etapas distintas:

- una primera etapa 11 durante la cual las respuestas del transpondedor a las interrogaciones en modo S transmitidas en modo operativo por el radar secundario se utilizan para realizar :

- la medición 111 de la potencia del transpondedor,

- la medición 112 de la tasa de respuesta media local a las interrogaciones en modo S emitidas por el radar, y, de forma complementaria:

- la medición de la tasa de respuesta media global a las interrogaciones en modo S de un transpondedor con respecto a todos los radares que lo gestionan.

Cabe señalar que la ejecución de la medida 113 sólo es necesaria, obviamente, si diferentes radares gestionan simultáneamente el transpondedor y sólo es posible si los diferentes radares que gestionan el transpondedor en cuestión cooperan dentro de un sistema de control global, como se explicará a continuación.

Durante esta etapa, el procedimiento según la invención sólo explota las señales operativas y los datos intercambiados en el contexto de un funcionamiento en modo S;

- una segunda etapa 12 durante la cual se mide la sensibilidad del transpondedor, mediante interrogaciones en modo S adicionales transmitidas por el radar, además de las transmitidas durante la fase operativa.

Una tercera etapa 13 en la que las respuestas del transpondedor a las interrogaciones selectivas adicionales transmitidas por el radar específicamente para el transpondedor en cuestión se utilizan para probar su tasa de respuesta máxima.

Según la invención, la primera etapa 11 del procedimiento de prueba puede realizarse durante la fase de intercambios operativos entre el radar y el transpondedor; mientras que la segunda etapa 12 y la tercera etapa 13 se realizan fuera de las fases de intercambios operativos entre el radar y el transpondedor y requieren una modificación en tiempo real del funcionamiento del radar.

Según la invención, es también la ejecución de todas las mediciones que constituyen las diferentes etapas del procedimiento lo que permite determinar el estado de funcionamiento correcto del transpondedor en cuestión.

Por consiguiente, se considera que un transpondedor está en buen estado de funcionamiento si las mediciones que constituyen las distintas etapas del procedimiento según la invención cumplen las especificaciones de la Organización de Aviación Civil Internacional (OACI) relativas a cada una de las características funcionales medidas (véase el Anexo 10 - Volumen IV del Convenio sobre Aviación Civil Internacional).

Sin embargo, las diferentes etapas 11, 12 y 13 del procedimiento son independientes, de modo que pueden realizarse en cualquier orden, lo que depende en particular de la posibilidad, en el momento en cuestión, de realizar tal o cual etapa del procedimiento, posibilidad que presupone el cumplimiento de ciertas condiciones. El orden de ejecución de las etapas del procedimiento según la invención está condicionado en particular por las necesidades operativas del radar.

Así, la etapa 11 puede realizarse continuamente durante la operación operativa cuando el objetivo (es decir, el transpondedor) se encuentra en zonas en las que se sabe que:

- para la medición de la potencia (operación 111), que la propagación de las ondas esté libre de perturbaciones para que las mediciones estén lo más libres posible de errores,

- para una medición fiable de la tasa media de respuesta del transpondedor:

- no es probable que ningún otro radar interrogue al transpondedor, en cuyo caso la operación 112 da un resultado fiable para la tasa de respuesta media; o

- que todos los radares que pueden interrogar al transpondedor estén conectados a un centro de control y transmitan sus datos al centro de control, en cuyo caso la ejecución de la operación adicional 113 arroja un resultado fiable en cuanto a la tasa de respuesta media.

Del mismo modo, las etapas 12 y 13 deben realizarse cuando la aeronave que lleva el transpondedor interrogado esté operando en zonas en las que no sea probable que las interrogaciones adicionales en modo S interfieran con el funcionamiento de otros radares que estén en contacto con la aeronave, y en las que el transpondedor sea poco interrogado por otros radares, a fin de garantizar unas mediciones fiables.

Además, cada etapa puede repetirse varias veces para el mismo transpondedor, estando el número de veces que se realiza una medición vinculado, en particular, a la precisión de medición esperada. Por ejemplo, se puede considerar, como primera estimación, que unas diez mediciones por transpondedor realizadas en las condiciones descritas anteriormente, que corresponden a un tiempo de ejecución de aproximadamente 1 minuto por radar, permiten un primer nivel de estimación del rendimiento.

Cabe señalar que todas las mediciones efectuadas en un transpondedor pueden almacenarse y correlacionarse ventajosamente a lo largo de períodos que abarcan varios vuelos de la aeronave en la que está colocado el transpondedor, a fin de trazar la evolución de las mediciones en el tiempo para detectar una degradación progresiva del transpondedor.

A continuación, se describe en detalle cada una de las tres etapas. Para ello, y con el fin de hacer más claro el principio de funcionamiento del procedimiento según la invención, se considera el caso de un radar secundario típico, cuya estructura y principio de funcionamiento se describen en las figuras 2 a 5.

La figura 2 muestra de forma esquemática los principales componentes de un radar secundario, radar IFF ("Identification Friend or Foe"), radar SSR ("Secondary Surveillance Radar") o radar Modo S, tomados como ejemplo, en los que se puede implementar el procedimiento según la invención. El radar mostrado aquí, a modo de ejemplo, es un radar convencional con una antena 21 configurada para mostrar tres patrones de radiación correspondientes a los canales convencionales de un radar secundario:

- un primer canal ascendente y descendente 2101, conocido como canal "Suma" o canal "SUM" o canal I, que corresponde al lóbulo principal de la antena;

- un canal descendente 2102, conocido como canal "Diferencia" o canal "DIFF" o canal A, generalmente descendente (aquí sólo se considera el canal acimutal);

- un segundo canal ascendente y descendente 2103, denominado canal Control o canal CONT o canal "O" o canal SLS (Side Lobe Suppression según la denominación anglosajona), que permite determinar, de manera conocida, las señales recibidas por los lóbulos laterales del diagrama del canal Suma de la antena durante la transmisión ISLS (o "Interrogation Side Lobe Suppression" según la denominación anglosajona) o durante la recepción RSLS (o "Recepcion Side Lobe Suppression" según la denominación anglosajona).

No obstante, cabe señalar que el principio de prueba implementado por el procedimiento según la invención puede implementarse en otros tipos de radares. En función de las misiones asignadas al radar en cuestión y, por tanto, de las prestaciones esperadas del mismo, la antena que equipa el radar en cuestión puede caracterizarse por varios elementos:

1) el número de diagramas presentados:

- 4 diagramas: Suma (canal I), Diferencia (canal A), Control delantero (canal CONT_Front) y Control Posterior (canal CONT_Back);

- 3 diagramas: Suma (canal I), Diferencia (canal A) y Control (canales CONT_Front y CONT_Back que se agrupan en la antena);

- 2 diagramas: Suma (canal I), Diferencia y Control (canales A, CONT_Front & CONT_Back agrupados en la antena).

2) sus dimensiones de anchura: se sabe que una antena ancha forma un haz principal fino (lóbulo principal del canal Suma) que proporciona una alta ganancia, así como una alta selectividad y una mayor precisión del acimut;

3) sus dimensiones en altura:

- una antena de gran altura, del tipo de gran apertura vertical (“Large Vertical Aperture” o LVA según la denominación anglosajona) proporciona una ganancia significativa y protección contra las reflexiones en el suelo (útil principalmente en ATC);

- una antena de pequeña altura, de tipo “haz” que proporciona movilidad.

De forma conocida, para una antena ATC, los diagramas de canal Suma y Diferencia son clásicamente finos con lóbulos laterales de 3dB entre 2,4° y 10°, mientras que los diagramas de canal Control (CONT_Front y CONT_Back) tratan de cubrir casi 180° cada uno.

Cabe señalar también que el principio de prueba implementado por el procedimiento según la invención puede implementarse en diferentes tipos de radares que comprenden tanto antenas de patrón fijo, como antenas giratorias, conocidas como antenas de "exploración mecánica", como antenas de patrón evolutivo, como antenas fijas o giratorias de exploración electrónica, ("Active Electronically Scanned Array" o AESA según la denominación anglosajona).

El resto del texto, ilustrado en las Figuras 2 a 10, describe el procedimiento según la invención basado en la estructura de un ejemplo de radar secundario ATC equipado con una antena de tres patrones, Diferencia, Suma y Control.

En un radar secundario, la antena 21 está configurada para cubrir una banda de frecuencias que se superpone a la frecuencia de las señales de interrogación en modo S transmitidas por el radar (1030 MHz), así como a la frecuencia de las señales transmitidas por el transpondedor (1090 MHz), incluyendo las respuestas a las interrogaciones del radar.

Como se ilustra en la Figura 2, un radar secundario también tiene, de manera conocida, varios elementos funcionales, cuyo papel se recuerda brevemente a continuación.

La junta giratoria 22, proporciona un acoplamiento de radiofrecuencia (acoplamiento RF), entre la parte giratoria y la parte fija del Radar, de las señales de 1030MHz y 1090MHz correspondientes a los diferentes patrones de antena. También dispersa la posición acimutal del eje del lóbulo principal del diagrama de canal Suma de la antena;

El duplexor 23 acopla el transmisor de radar 24 y el receptor 25 a los diferentes canales de antena;

El transmisor 24 produce y entrega en el canal Suma y en el canal CONT las señales RF de 1030MHz, correspondientes a las interrogaciones transmitidas por el radar. Se sabe que las transmisiones en el canal CONT identifican y bloquean (es decir, impiden que el radar las tenga en cuenta) las respuestas de los transpondedores recibidas por los lóbulos laterales del canal Suma de la antena 21 (interrogaciones ISLS).

El funcionamiento del transmisor es similar para los diferentes protocolos de comunicación, IFF, SSR y Modo S, utilizados por el radar secundario.

El receptor 25 recibe señales de RF a 1090MHz correspondientes a las respuestas de transpondedor recibidas en los diferentes canales Suma 2101, Diferencia 2102 y Control 2103.

El funcionamiento del receptor es similar para los diferentes protocolos IFF, SSR y Modo S.

El módulo 26 de gestión del tiempo real del radar realiza la gestión espacio-temporal (Space Time Management o STM según la denominación anglosajona) del radar, es decir, la gestión en tiempo real de los períodos de interrogación y de escucha asociados, para los diferentes protocolos IFF, SSR y Modo S.

Para ello, realiza interrogaciones en tiempo real, en forma de señales de RF, por el transmisor 24 en los canales Suma 2101 y Control 2103.

El módulo de procesamiento de señales 27 (Signal Processing o SP según la denominación anglosajona) detecta las respuestas recibidas por el radar durante los periodos de escucha asociados a las interrogaciones, para los distintos protocolos IFF, SSR y Modo S, tal y como se define en la unidad de gestión espacio-temporal del radar.

Para ello, asegura la detección y decodificación de las respuestas sincrónicas transmitidas por los transpondedores explotando las señales de RF recibidas por los diferentes canales de recepción 2101, 2102 y 2103 de la antena: - las señales de RF recibidas por el canal Suma, para detectar las respuestas recibidas por el lóbulo principal del diagrama de la antena;

- las señales de radiofrecuencia recibidas por el canal Diferencia, en particular para localizar con precisión en acimut las respuestas recibidas por el lóbulo principal del diagrama de la antena;

- las señales de RF recibidas por el canal Control, para rechazar las respuestas recibidas por los lóbulos laterales del diagrama de la antena. Se sabe que las recepciones en el canal CONT identifican y bloquean (es decir, impiden que el radar las tenga en cuenta) las respuestas de los transpondedores recibidas por los lóbulos laterales del canal Suma de la antena 21 (función RSLS).

El módulo 28 de gestión y de secuenciación asegura la preparación de las transacciones (interrogaciones & respuestas) a realizar, en función del acimut del lóbulo principal del diagrama del canal Suma de la antena, para los diferentes protocolos IFF, SSR y Modo S:

- teniendo en cuenta los objetivos presentes en el lóbulo principal de la antena ("Radar Beam Scheduling" según la denominación anglosajona) para el acimut considerado;

- la colocación de las interrogaciones y respuestas del Modo S en el futuro período de funcionamiento en modo "Roll call" según el estado de las transacciones que se acaban de realizar. Se recuerda aquí que, de forma conocida, un periodo de funcionamiento en modo "Roll call" consiste en un intervalo de tiempo durante el cual, clásicamente, el diálogo (interrogación & respuesta) se realiza de forma selectiva con cada aeronave cuyo transpondedor está funcionando en modo S, presente en el lóbulo principal del diagrama de canal Suma de la antena.

El módulo extractor 29 realiza, de manera convencional, la función de constitución de las tramas, llamada habitualmente extracción, para cada uno de los diferentes protocolos IFF, SSR y Modo S, a partir de las respuestas sincrónicas correspondientes a los mensajes transmitidos por las señales RF recibidas por los diferentes canales de recepción 2101-2102-2103 del radar.

El módulo de gestión multivuelta 2111 (Task Scan Management según la denominación anglosajona) proporciona principalmente la gestión de las tareas en Modo S que deben realizarse de vuelta en vuelta para los transpondedores pertenecientes a las aeronaves que operan en la Zona de vigilancia del radar.

Como tal, incluye un módulo que predice las posiciones de la aeronave para la próxima reunión con la antena y prepara las tareas a realizar según las solicitudes externas y el estado de las operaciones realizadas anteriormente. En el ámbito de la vigilancia de radar, el módulo de asociación de tramas y seguimiento de objetivos 2112 (Association & Pistage) rastrea los objetivos asociando las tramas obtenidas en un giro con la pista existente de las tramas anteriores del mismo objetivo, con el fin de mejorar el rendimiento (eliminación de tramas falsas, control de los datos decodificados, ...) del seguimiento de la aeronave y sobre todo para predecir la posición futura de ésta durante la próxima reunión de antena.

Una reunión de antena se define como la etapa del lóbulo principal del canal Suma de la antena en la aeronave en cuestión. En el caso de una antena de diagrama fijo con barrido mecánico, esto ocurre una vez por cada vuelta de la antena. Sin embargo, en el caso de una antena de barrido electrónico, se produce a la velocidad de orientación del lóbulo principal de la antena a la posición de la aeronave. En el texto siguiente, a menos que se especifique lo contrario, los conceptos de giro en el aire y reunión en el aire se combinan bajo el término "vuelta de antena".

Como se ilustra en la figura 2, el funcionamiento de un radar secundario en modo S (pero también en los modos SSR e IFF) es una operación sincrónica que procede generando interrogaciones sucesivas y procesando de forma sincrónica las respuestas correspondientes, estando la sincronización materializada en la figura por las flechas que conectan respectivamente los módulos 26 y 28 con los módulos 27 y 29, así como por la flecha que conecta los módulos 2111 y 2112.

Las figuras 3 y 4 muestran patrones de antena típicos correspondientes a los patrones de radiación de una antena 21 que puede utilizarse en un radar secundario ATC.

La figura 3 muestra la ganancia relativa (en dB) de cada uno de los canales de la antena en función de la excursión azimutal (en grados) alrededor de la línea central del lóbulo principal 31 del canal Suma de la antena (canal I ) para la frecuencia de transmisión (1030 MHz), considerándose la ganancia relativa tomando como referencia la ganancia máxima del lóbulo principal (0dB). La curva 32 representa el diagrama de antena del lóbulo principal del canal Suma de Antenas (canal I ) para la frecuencia de recepción (1090 MHz), las curvas 33 y 34 representan los diagramas de antena del canal Control (canal CONT), para la frecuencia de transmisión (1030 MHz) y para la frecuencia de recepción (1090 MHz) respectivamente, mientras que la curva 35 representa el diagrama de antena del canal Diferencia (canal A) para la frecuencia de recepción (1090 MHz).

La figura 4 muestra las curvas 41 y 42 para la variación de la ganancia en valor absoluto (en dB), en función de la excursión de elevación (en grados) del lóbulo principal del canal Suma (canal I ) de la antena, para la frecuencia de transmisión (1030 MHz) y la frecuencia de recepción (1090 MHz) respectivamente.

Como se ilustra en las Figuras 3 y 4, las antenas de radares secundarios de control del tráfico aéreo (ATC) suelen tener patrones de canal de transmisión y recepción, de canal Diferencia y de canal Control muy similares, tanto en elevación como en acimut, debido a la pequeña desviación entre las frecuencias del radar y del transpondedor, 1030 MHz y 1090 MHz respectivamente. Sólo hay una ligera diferencia en la ganancia máxima, a menudo del orden de 1 dB, entre las frecuencias de 1030 MHz y 1090 MHz.

No obstante, aunque las diferencias observadas son pequeñas, la realización de las diferentes operaciones de control llevadas a cabo por el procedimiento según la invención se efectúan preferentemente considerando el diagrama de antena que mejor refleja las características de la antena implicada en la medición en cuestión, a fin de garantizar la mejor precisión.

Por ejemplo:

- para el control de la sensibilidad del transpondedor (etapa 12), se considerará el diagrama 31 del lóbulo principal del canal Suma en la frecuencia 1030 MHz (frecuencia de transmisión del radar);

- para el control de la Potencia del transpondedor (etapa 11), consideraremos el diagrama 32 del lóbulo principal del canal Suma a la frecuencia 1090 Mhz (frecuencia de transmisión del transpondedor).

La ilustración de la figura 5 muestra de forma sencilla, a través de un caso ideal, el principio de funcionamiento, en modo operativo, de la gestión por parte del radar de las interrogaciones en Modo S y de las respuestas selectivas, para una aeronave determinada situada en el lóbulo principal 31 (lóbulo de transmisión a 1030 MHz), 32 (lóbulo de recepción a 1090 MHz) del canal Suma de la antena 21.

Con respecto a la figura 5, así como a las figuras 6 a 9, cabe señalar que durante la rotación de la antena 21, el eje principal de ésta se desplaza en acimut siguiendo los acimuts geográficos crecientes (como indica la flecha 52), de modo que, al considerar la dirección del eje principal 51 como referencia de acimut en un momento dado, las ilustraciones de las figuras 5 a 9 permiten representar la variación en el tiempo de la posición de acimut de una aeronave determinada con respecto al eje principal de la antena.

Como resultado, una aeronave iluminada por el lóbulo principal del canal Suma de la antena verá su posición en las figuras 5 a 9 desplazarse, con el tiempo, de la derecha a la izquierda de la figura considerada.

La gestión nominal del funcionamiento del radar tiene la función de garantizar, de manera conocida, que el transpondedor de una aeronave considerada sea interrogado al menos una vez cuando ésta se encuentre en la zona del lóbulo principal útil 31-32 del canal Suma de la antena (zona comprendida entre las 2 líneas verticales discontinuas 53 y 54 de la figura 5) donde, la función de monopulso del radar, utilizando las señales recibidas por el canal de diferencia 35 (canal A), es conocida para localizar el objetivo con precisión en acimut.

Para ello, el controlador del radar predice la posición de la aeronave en el acimut geográfico para el giro de la antena considerado y no comienza a interrogar selectivamente al objetivo hasta que, dada la velocidad de rotación de la antena 21 (o exploración del haz), el borde de ataque del lóbulo principal 31-32 del canal Suma de la antena interseca el acimut geográfico predicho del objetivo. Este momento está marcado por la línea continua 55 en la figura 5. La línea 55 se define a priori en función de la posición prevista de la aeronave y del ajuste de las funciones ISLS y RSLS, así como de la anchura del lóbulo principal 31-32 de la antena. Del mismo modo, la línea 56 marca el borde posterior del lóbulo principal 31-32.

El radar realiza las operaciones 57 y 58 (interrogación y respuesta selectiva) para la aeronave mientras el lóbulo de la antena se mueve (es decir, explora el espacio) en acimut.

Las transacciones 57 al principio del lóbulo se utilizan para intercambiar datos entre el radar y la aeronave. Si una primera interrogación (la estrella) no obtiene respuesta (en el caso del sorteo por la exclusión ISLS - RSLS) el radar establece otra interrogación para la misma aeronave en el siguiente periodo de Roll Call.

El radar realiza además una operación 58 mientras la aeronave está posicionada sustancialmente en el eje del lóbulo de la antena 31-32 debido a la rotación de la antena. Esta operación para esta posición particular de la aeronave en el lóbulo de la antena 31-32 permite ventajosamente realizar una medición precisa del acimut del objetivo de forma conocida. Esta posición angular precisa se utiliza para determinar los tiempos entre los que se puede realizar una operación de prueba.

Cabe señalar que, por su funcionamiento, el radar es coherente con este principio de funcionamiento. Para cualquier desviación en acimut mayor que la correspondiente a la línea 55 o menor que la correspondiente a la línea 56: - la función ISLS activa en el momento de la transmisión, bloquea el transpondedor

- la función RSLS, activa en la recepción, elimina las respuestas asíncronas recibidas por los lóbulos secundarios o recibidas por las zonas externas del lóbulo principal 32. Estas áreas externas incluyen aquellas áreas del lóbulo principal del diagrama del canal Suma que se encuentran fuera de un área angular central, que se extiende típicamente en acimut sobre ±2° para una antena de radar secundario ATC alrededor del eje central 51 del lóbulo principal del canal Suma 32.

Las respuestas asíncronas son respuestas emitidas por la aeronave en respuesta a las interrogaciones de otros radares, o mensajes emitidos por el transpondedor de forma no solicitada.

Se definen así dos zonas de exclusión: una zona de exclusión delantera ISLS - RSLS (acimuts mayores que el acimut marcado por la línea 55) y una zona de exclusión posterior ISLS - RSLS (acimuts menores que el acimut marcado por la línea 56), como se ilustra en la figura 5.

Convencionalmente, el balance del radar en Modo S se equilibra entre el enlace ascendente (interrogación del radar a 1030MHz) y el enlace descendente (respuesta del transpondedor a 1090MHz).

De este modo, sea cual sea la distancia del objetivo, las respuestas solicitadas por el radar, es decir, las respuestas a las interrogaciones detectadas por el transpondedor, son detectables por el radar.

Para ello, es preferible que el enlace descendente sea ligeramente más eficiente que el ascendente, de modo que todas las respuestas transmitidas por el enlace más débil, el transpondedor, puedan ser detectadas correctamente por la persona que las solicitó.

La estructura típica de un radar secundario al que se puede aplicar el procedimiento según la invención, así como el principio de gestión de las transacciones en modo S, se han descrito de manera general en el texto anterior, nos interesa la puesta en práctica de las distintas etapas del procedimiento según la invención.

Como se ha mencionado anteriormente, la primera etapa 11 puede implementarse sin requerir cambios en los parámetros del radar o en su secuencia operativa.

Esta primera etapa comprende una primera operación 111 que consiste en medir la potencia de transmisión del transpondedor en cuestión; y una segunda operación 112 que consiste en medir la tasa de respuesta media local del transpondedor.

Según la invención, la primera operación 111 de cálculo de la potencia de un transpondedor puede realizarse en todas las aeronaves situadas en la zona de cobertura del radar. La frecuencia considerada aquí es la de recepción de 1090 MHz.

Para esta operación, el radar mide, para la respuesta obtenida del transpondedor en cuestión, principalmente para cada transacción que tiene lugar en una zona delimitada por las líneas de puntos 53 y 54 (cf. para ello, el radar mide, para la respuesta obtenida del transpondedor considerado principalmente para cada operación que tiene lugar en una zona delimitada por las líneas punteadas 53 y 54 (véase la figura 5), que puede extenderse, si es necesario, a la zona delimitada por las líneas 55 y 56, la potencia de la señal recibida y calcula la potencia correspondiente en la zona de máxima ganancia de la antena del radar, es decir, la potencia que se habría medido si la misma señal hubiera sido recibida por la antena 21 en el punto de máxima ganancia (vértice) del lóbulo de la antena 32.

Según la invención, el cálculo realizado introduce la atenuación resultante de la desorientación en azimut de la dirección de la señal que lleva la respuesta recibida con respecto al eje del lóbulo de la antena y tiene en cuenta la deformación del lóbulo en azimut en función de la elevación del objetivo. Sin embargo, esta deformación sigue siendo menor para las elevaciones bajas.

Por lo tanto, la primera operación 111 de la etapa 11 consiste en:

- Calcular, para cada respuesta, la intensidad de la señal (trama) recibida por el radar

- calcular la media de las potencias calculadas para las respuestas más cercanas al eje de la antena (respuestas con las menores desorientaciones);

- ponderar la media resultante para tener en cuenta la atenuación por elevación, es decir, considerar el decaimiento de la ganancia por la elevación real del objetivo con la ganancia máxima por elevación de la antena;

- calcular la potencia transmitida por el transpondedor, teniendo en cuenta las diferentes pérdidas de transmisión, es decir, las pérdidas propias de los elementos del radar como los cables y la junta giratoria, pero también las pérdidas de propagación en la frecuencia de 1090MHz debidas a la distancia entre el radar y la aeronave, e incluso las pérdidas atmosféricas características del emplazamiento del radar y de la posición de la aeronave con respecto al radar en términos de distancia y elevación

- comparar el valor calculado de la potencia transmitida con un umbral determinado de acuerdo con los requisitos de la OACI (Anexo 10) para determinar si la potencia del transpondedor cumple con la potencia requerida (transpondedor en condiciones operativas) o si es insuficiente, lo que caracteriza un funcionamiento degradado o incluso defectuoso.

La potencia así calculada de cada respuesta recibida por el radar puede ser expresada por la siguiente relación:

P ft PRecept "I" ¿Lobe azim t^Lobe elev ^R ecep t ) "I" ¿Recept

+ _(LAtm ¿ _{Lobe Tr} + / ? / ( frecuencia)) ^[01^] donde:

P^t es la potencia radiada del transpondedor (en dBm) vista por el radar, a una frecuencia de 1090 MHz;

PRecept, la potencia de una respuesta recibida por el receptor del radar (en dBm);

Liobe_azim, la pérdida de ganancia de la antena del radar en función del acimut (en dB);

Li_obe_eiev, la pérdida de ganancia de la antena del radar en función de la elevación (en dB),

GRecept, la ganancia máxima de la antena de radar en recepción (en dB),

iRecept, las pérdidas entre el receptor del radar y su antena (en dB),

iAtm, la pérdida en el aire (en dB),

iiobe_Tr, la pérdida de ganancia de la antena del transpondedor en elevación (en dB),

R, las pérdidas de propagación debida a la distancia entre la aeronave y el radar (en dB),

f(frecuencia), una función constante de la frecuencia 1090MHz.

La mayoría de las magnitudes anteriores se establecen para cada radar durante su fabricación en la fábrica (G^Recept) y su instalación in situ (L^Recept), otras se calculan dinámicamente en función de la posición del objetivo (R, L^Lobe_Tr, L^Atm, L^Lobe_elev), o incluso la respuesta en el lóbulo (L^Lobe_azim).

Cabe señalar que el concepto de funcionamiento 111 descrito anteriormente puede aplicarse a cualquier tipo de transpondedor (Modo S, SSR o IFF).

Además, el concepto de operación 111 se aplica a cualquier tipo de respuestas emitidas por un transpondedor, incluso a las provocadas por las interrogaciones selectivas de modo S adicionales generadas para la ejecución de las etapas 12 y 13 del procedimiento según la invención.

La segunda operación 112 para medir la tasa de respuesta local media del transpondedor consiste en contar, entre todas las operaciones realizadas por el radar con respecto al transpondedor en cuestión, el número de operaciones para las cuales una interrogación fue efectivamente seguida por una respuesta del transpondedor.

Un transpondedor puede no ser capaz, por diversas razones, de responder a todas las interrogaciones selectivas que le envía el radar para un lóbulo de antena determinado, como se ilustra en la figura 6. Por ello, algunas preguntas pueden quedar sin respuesta.

Esta falta de respuesta puede deberse a que el transpondedor está demasiado ocupado, lo que puede ser solicitado, por ejemplo, por otros interrogadores (radares, WAM o "Wide Araea Multilateration", etc....), en cuyo caso no es necesariamente un síntoma de fallo del transpondedor.

Sin embargo, la falta de respuesta sistemática a las interrogaciones del radar también puede deberse a problemas de funcionamiento del transpondedor. Por lo tanto, desde el punto de vista del control del estado del transpondedor, es ventajoso medir la tasa de respuesta del transpondedor.

Para realizar esta medición, después de haber efectuado una localización precisa del objetivo (operación 58), el procedimiento según la invención efectúa, para cada vuelta de antena, un recuento del número de interrogaciones enviadas al transpondedor en cuestión y del número de respuestas obtenidas en la zona acimutal que se extiende entre las líneas 55 y 56, en la que el transpondedor debe responder y el radar debe recibir, y acumula el resultado obtenido de vuelta en vuelta de manera que se determine la tasa de respuesta media del transpondedor. Esta tasa media local se calcula de forma deslizante, sobre un número determinado de giros de antena, es decir, un número determinado de pasadas del lóbulo de la antena sobre la aeronave equipada con el transpondedor en cuestión. Por lo tanto, en función del valor de esta tasa media local, se considera que el transpondedor está en condiciones de funcionamiento nominal (operativo) de acuerdo con las especificaciones establecidas por la OACI, o bien que funciona de forma degradada con respecto al radar,

Según la invención, esta tasa media se calcula teniendo en cuenta también:

- la configuración del radar (RSLS, ISLS) y la distancia al objetivo para definir la anchura efectiva del haz (EBW o “Effective Beam Width”);

- el hecho de que una respuesta detectada, pero no decodificada por el radar debido a la superposición de respuestas, se considera aquí como una respuesta del transpondedor (aunque no sea decodificada por el radar), para no penalizar el rendimiento del transpondedor debido a los límites de detección del radar.

Cabe señalar aquí que una tasa de respuesta baja puede estar relacionada con la etapa de la aeronave por una zona geográfica de sobreinterrogación, una zona cubierta por varios interrogadores por ejemplo, lo que disminuye, para esta zona particular, la tasa de respuesta local del transpondedor a las interrogaciones del radar considerado. Sin embargo, esta disminución de la tasa de respuesta local, que puede ser atribuible o no a un mal funcionamiento del transpondedor interrogado, puede tenerse en cuenta de forma automática o por elección del operador del radar para adaptar el comportamiento operativo del radar, por ejemplo para aumentar el número de interrogaciones selectivas para las aeronaves cuyo transpondedor muestra una tasa de respuesta media pobre y que operan dentro de zonas sensibles en las que se requiere una vigilancia permanente de todas las aeronaves.

Cabe señalar también que, en el marco de una operación multirradar, que permite la ejecución de la operación 113 del procedimiento según la invención, el radar en cuestión transmite en cada torre de antena, por ejemplo al centro de control de tráfico del que depende, las operaciones realizadas para cada objetivo en el lóbulo efectivo de la antena. Cada elemento de una transacción en modo S (es decir, cada interrogación, así como la respuesta esperada, obtenida o no) está fechado con precisión.

Por lo tanto, en las zonas de cobertura común de varios sensores, el centro de control puede:

- calcular por unidad de tiempo (normalmente el segundo de deslizamiento) una tasa de respuesta media global para cada aeronave que opere en una zona de vigilancia común: esta cifra refleja realmente la tasa de respuesta media del transpondedor y permite determinar si se está produciendo realmente un fallo del transpondedor en cuestión;

- identificar las zonas geográficas en las que la tasa de respuesta media de las aeronaves se está deteriorando:

este conocimiento de las zonas geográficas de sobreinterrogación puede conducir a cambios en los ajustes de los sensores que operan en estas zonas con el fin de mejorar la seguridad del control realizado.

Cabe señalar que el concepto de funcionamiento 112 descrito anteriormente puede aplicarse a cualquier tipo de transpondedor (Modo S, SSR o IFF).

La segunda etapa 12 de medición de la sensibilidad del transpondedor consiste en transmitir al transpondedor, para una misma vuelta de antena, una sucesión de interrogaciones, cuya señal portadora de esta interrogación tiene una potencia que disminuye o aumenta de una interrogación a la siguiente, y luego en detectar la recepción de las respuestas correspondientes.

La sensibilidad del transpondedor se define entonces por la media de la intensidad de la señal transmitida al transpondedor para la última interrogación a la que el transpondedor respondió y aquella a la que el transpondedor no respondió.

Esta sensibilidad se compara entonces con un umbral fijo según el cual se considera que la sensibilidad del transpondedor es conforme o no a las especificaciones establecidas por la OACI.

La implementación de esta etapa requiere cambiar el nivel de la señal transmitida por el radar al transpondedor de forma dinámica. La modificación dinámica significa que el ajuste del radar debe hacerse independientemente para cada transacción (interrogación/respuesta) con la aeronave en cuestión.

Según la invención, esta etapa se realiza preferentemente cuando la aeronave considerada se encuentra a una distancia cercana o media del radar interrogador, típicamente inferior a 120 Nm.

Además, como el objetivo de la etapa 12 es medir las características del enlace ascendente (este enlace incluye el receptor del transpondedor), es necesario que el enlace descendente (es decir, el enlace transpondedor-radar) no esté desensibilizado para que el fallo de una operación no pueda atribuirse a una pérdida de sensibilidad del radar. Para ello, en el marco del procedimiento según la invención, las medidas de sensibilidad se realizan inhibiendo, en el nivel de recepción, la función TVBC ("Time Variable Based Clamping" según la denominación anglosajona) durante la interrogación del transpondedor.

Se sabe que la función TVBC es una función, comúnmente implementada en los radares secundarios, que actúa sobre la señal recibida por el radar para limitar la formación de tramas falsas a corto y medio alcance. De este modo, garantiza una dinámica de la señal recibida casi constante, cuya amplitud (en dB) viene determinada por el número de la ley TVBC elegido por el operador.

También con este fin, para estar seguros de que una pérdida de detección se debe realmente a la sensibilidad del transpondedor y no a otra causa, se reduce la energía emitida por el radar en la dirección del transpondedor interrogado, para favorecer el enlace descendente (es decir, el enlace transpondedor-radar) en detrimento del enlace ascendente (es decir, el enlace radar-transpondedor). Por ejemplo, se aplica una atenuación dinámica del orden de 20 dB a la emisión del radar sólo para el objetivo.

Para atenuar aún más el nivel de la señal transmitida al transpondedor de forma dinámica, el procedimiento según la invención ofrece diferentes soluciones.

Una primera solución consiste en variar, de una interrogación a otra, el nivel de señal transmitido al transpondedor por el lóbulo principal del canal Suma de la antena. A continuación, esta potencia transmitida varía hasta un valor suficiente para que el transpondedor no detecte la interrogación.

Según una primera forma de realización de esta primera solución, no ilustrada, aplicable cuando el transmisor de radar puede ser controlado para suministrar con la precisión deseada una potencia determinada incluida en un intervalo variable, siendo la dinámica de variación por lo demás suficiente, la medición de la sensibilidad del transpondedor se realiza interrogando al transpondedor en cuestión variando la potencia entregada por el transmisor de radar a través del lóbulo principal del canal Suma de la antena, de una interrogación a otra, por dicotomía, comenzando en las proximidades del valor teórico de sensibilidad del transpondedor, hasta que, para una potencia dada, se constata la ausencia de respuesta de éste. Esto puede hacerse en cuanto las interrogaciones operativas 57 y 58 del transpondedor por el radar se realicen a la potencia nominal.

Alternativamente, según una segunda forma de realización de esta primera solución, aplicable en particular si las características del transmisor radar no permiten medir la sensibilidad del transpondedor con la precisión requerida mediante la atenuación directa de la potencia transmitida (caso en el que la aeronave está muy cerca del radar, por ejemplo), la medición de la sensibilidad del transpondedor se realiza aprovechando la variación en el tiempo de la desorientación del lóbulo principal de la antena con respecto al acimut de la aeronave, como se ilustra en la figura 7, a fin de obtener una variación de la potencia radiada en la dirección de la aeronave.

Según la invención, se transmiten sucesivas interrogaciones adicionales del transpondedor por el radar (a 1030 MHz), después de que las interrogaciones operativas 57 y 58 del transpondedor se realicen a la potencia nominal y tan pronto como la desorientación del lóbulo principal del canal Suma de la antena sea suficiente para que la potencia transmitida en dirección del transpondedor esté a un nivel cercano al umbral teórico 61 de sensibilidad de este último, siendo un poco más alto, un nivel de 6 dB superior al umbral teórico 72, por ejemplo. Estas interrogaciones sucesivas están dispuestas en el tiempo para que la medición enmarque el valor del umbral teórico. Este umbral teórico se muestra en la figura 7 mediante la línea 72.

Una vez alcanzado la desorientación correspondiente o desorientación de partida, el radar realiza una primera interrogación 73 del transpondedor a probar y espera su respuesta.

Por consiguiente, si a partir de esta primera interrogación 73, que se produce para una desorientación para la cual la potencia radiada hacia el transpondedor es 6 dB superior al umbral teórico 72, se recibe una respuesta, se transmiten sucesivas interrogaciones adicionales 74 por el radar hacia el transpondedor a medir, disminuyendo en cada interrogación el nivel de señal transmitido hacia el transpondedor debido a la variación de la desorientación. Según la invención, se emiten entonces interrogaciones adicionales 74 hasta:

- para una determinada interrogación 75, el radar no recibe ninguna respuesta; o

- la desorientación del lóbulo principal de la antena 32 alcanza un valor, considerado como el límite, en el que la aeronave está a punto de salir de la zona cubierta por el lóbulo principal de la antena, normalmente una desorientación de -3,5° para el tipo de antena generalmente utilizado. Este límite está marcado por la línea 71 en la figura 7.

En el primer caso, se detienen entonces las interrogaciones adicionales 74 y se considera que el valor de la media de la potencia de la señal transmitida al transpondedor para la última interrogación 74 a la que el transpondedor respondió y aquella para la que el transpondedor no respondió corresponde al nivel de sensibilidad real del transpondedor.

En el segundo caso, cuando se alcanza el límite de desorientación sin ninguna interrogación sin respuesta, se repite la medición en el siguiente giro de antena, por ejemplo, cambiando la atenuación de 20 dB aplicada inicialmente al nivel de transmisión del radar por una atenuación mayor de 30 dB.

A la inversa, si de la primera interrogación 73 no se recibe ninguna respuesta, la medición se repite en la siguiente ronda, iniciando la operación de medición con un margen de potencia mayor, por ejemplo, un margen de 10 dB, es decir, estableciendo una interrogación 73 para una desorientación menor del lóbulo principal del canal Suma 32 de la antena. Esto se repite sucesivamente hasta que se recibe una respuesta a la primera interrogación. La sensibilidad se determina entonces, como se ha descrito anteriormente, mediante la determinación de la primera interrogación sin respuesta que sigue a esta primera interrogación seguida de una respuesta.

Cabe señalar que el hecho de tener que aumentar el margen de potencia para obtener una primera interrogación seguida de una respuesta es sintomático de un fallo de sensibilidad del transpondedor y que es necesario, por razones de seguridad, medirlo con precisión.

Por lo tanto, conociendo la desorientación del lóbulo de la antena con respecto al transpondedor, medida para la última interrogación que recibió una respuesta del transpondedor, la sensibilidad St del transpondedor (a 1030 MHz) medida en la antena de la aeronave puede expresarse mediante la siguiente relación (similar a la relación [01] que expresa el valor de la potencia del transpondedor):

S - p r —

— PRadar ^Lobe azim ^Lobeelev “I" & Radar ^Radar

_{- P s t m, h o b e T r + 1 + f ( freCUenCÍa))} [02]

donde:

PRadar, representa la potencia (en dBm) de la señal de interrogación realmente generada por el transmisor del radar;

Liobeazim, el cambio (en dB) en la ganancia acimutal de la antena del radar;

Liobe eíev, la variación (en dB) de la ganancia en elevación de la antena del radar;

GRadar, la ganancia máxima (en dB) de la antena de radar transmisora;

iRadar, las pérdidas (en dB) entre el transmisor del radar y su antena;

iAtm, la pérdida en el aire (en dB);

Liobe tr, la variación (en dB) de la ganancia de elevación de la antena del transpondedor;

R, las pérdidas de propagación (en dB),

f(frecuencia), una función constante de la frecuencia 1030 MHz.

Debe señalarse aquí que para aprovechar ampliamente la parte posterior del lóbulo principal del canal Suma de la antena, entre -2° y -3,5°, es necesario, como se ilustra en la figura 7, inhibir la acción de la función ISLS y reducir muy significativamente el umbral de acción de la función RSLS.

Para modificar el nivel de la señal transmitida al transpondedor de forma dinámica, una tercera solución consiste en transmitir las interrogaciones del radar a través del canal Diferencia de la antena y no a través del canal Suma para utilizar la pendiente del diagrama Diferencia 35, habitualmente utilizado en recepción (a frecuencia de 1090 MHz) para la función de desviación del monopulso. La utilización del canal Diferencia permite, ventajosamente, transmitir las interrogaciones selectivas, esta vez con una amplitud que aumenta progresivamente en función de la desorientación del objetivo en el lóbulo de la antena desde la posición del eje 51.

Según esta tercera solución, ilustrada en la figura 8, el radar transmite, a través del patrón 36b del canal Diferencia de la antena (canal de transmisión DIFF), sucesivas interrogaciones selectivas adicionales 81-82 al transpondedor en cuestión. Esto se hace en cuanto se realizan las interrogaciones operativas 57 y 58 del transpondedor por parte del radar.

La variación de nivel de estas interrogaciones, que permite encuadrar el umbral teórico 72 de sensibilidad del transpondedor, se obtiene utilizando la variación de la desorientación del lóbulo de la antena con respecto al acimut del transpondedor y la fuerte variación de la ganancia del patrón del canal Diferencia para valores bajos de desorientación.

Esta gran variación de la ganancia permite, por ejemplo, realizar interrogaciones adicionales 81, 82 para las que la potencia transmitida por el transmisor al transpondedor puede variar de forma que se enmarque el umbral teórico 72 dentro de un intervalo del orden de ±10 dB, por ejemplo, como se ilustra en la figura 8, correspondiendo este intervalo de potencia transmitida a un rango de desorientación determinado.

Según la invención, las sucesivas interrogaciones adicionales 81-82 del transpondedor son transmitidas por el radar a través del canal DIFF (curva 36) a 1030 MHz, a potencia atenuada si es necesario, en función de la distancia de la aeronave, después de que se hayan efectuado las interrogaciones operativas 57 y 58 del transpondedor a la potencia nominal y en cuanto la desorientación del lóbulo principal del canal Suma de la antena sea suficiente para que la potencia transmitida por el lóbulo del canal DIFF 36 en dirección al transpondedor esté a un nivel cercano al umbral teórico 72 de sensibilidad de este último, siendo un poco más bajo, un nivel 10 dB inferior al umbral teórico 72 por ejemplo. Estas interrogaciones sucesivas 81-82 están dispuestas en el tiempo para que la medición enmarque el valor del umbral teórico.

En cuanto se alcanza la correspondiente desorientación, o desorientación de partida, el radar realiza una primera interrogación 81 del transpondedor a probar y espera la respuesta del transpondedor. Tras la primera respuesta del transpondedor, las interrogaciones adicionales 81 se detienen y el valor de la media, entre la potencia de la señal transmitida al transpondedor para la primera interrogación 82 a la que el transpondedor respondió y la última interrogación 81 a la que el transpondedor no respondió, se toma como correspondiente al nivel de sensibilidad real del transpondedor.

Por consiguiente, si el radar recibe respuestas del transpondedor a partir de la primera interrogación 81, con un nivel de potencia transmitido al transpondedor que es 10 dB inferior al umbral de sensibilidad teórico 72, la medición se repite en el siguiente giro de antena, transmitiendo la primera interrogación 81 para una desorientación correspondiente a un nivel de potencia transmitido inferior, un nivel que es 15 dB inferior al umbral de sensibilidad teórico, por ejemplo.

El hecho de que el margen de potencia en torno al umbral teórico 72 deba aumentarse, por ejemplo, de 10 dB a 15 dB, es sintomático de la alta sensibilidad del transpondedor interrogado, ya que el transpondedor puede considerarse entonces demasiado sensible y, por tanto, defectuoso.

Si, por el contrario, el transpondedor no responde a ninguna de las interrogaciones 81-82 transmitidas en el intervalo de potencia considerado, un intervalo de ±10 dB en torno al umbral teórico de sensibilidad 72, las interrogaciones se continúan con un nivel cada vez más fuerte, es decir, con una desorientación cada vez más grande, limitándose, sin embargo, a una desorientación correspondiente a la ganancia máxima del diagrama canal Diferencia de la antena, desorientación materializada por la línea recta 83 de la figura 8 (una desorientación de -1.8° es típica para una antena de radar secundario).

Por lo tanto, si el transpondedor no transmite ninguna respuesta para este nivel de potencia transmitida, la medición se repite en el siguiente giro de antena, aumentando la potencia transmitida del radar desde, por ejemplo, la atenuación de 20 dB aplicada inicialmente al nivel de transmisión del radar, hasta una atenuación de 10 dB.

El hecho de que la potencia transmitida deba elevarse para obtener una primera interrogación seguida de una respuesta es sintomático de un posible fallo del transpondedor.

Cabe señalar aquí que para poder utilizar esta parte del lóbulo para realizar operaciones con el transpondedor en cuestión, es necesario inhibir la acción de la función ISLS y reducir muy significativamente el umbral de acción de la función RSLS, en la zona del diagrama donde se realizan las interrogaciones 81-82 (atenuación de la potencia transmitida en el canal CONT).

La invención también propone combinar las soluciones segunda y tercera en el mismo giro de antena para medir la sensibilidad más rápidamente

La tercera etapa 13 comprueba la tasa de respuesta máxima de un transpondedor. Se recuerda aquí que los valores máximos de la tasa de respuesta esperada para un transpondedor en modo S están dictados por las normas de la OACI.

Estos valores difieren en función de la duración de la prueba realizada y de la categoría a la que pertenece el transpondedor.

Hasta la fecha, estos valores prescritos se resumen en la siguiente tabla.

Así pues, para medir la tasa de respuesta máxima en modo S de un transpondedor, hay que tener en cuenta el tipo de tarea de vigilancia que realiza el radar interrogador y las características del transpondedor (que declara en la fase operativa).

En la siguiente tabla se indican los valores típicos de los parámetros del radar para determinar, para un determinado radar, las condiciones de medición adecuadas.

Así, dependiendo de la duración de la iluminación en la configuración de radar considerada (es decir, con una velocidad de rotación de la antena y una extensión del lóbulo Suma dadas), será posible verificar el requisito sobre una base de tiempo de sólo 25 ms o de 25 ms o 100 ms según se desee.

Como se ilustra en la figura 9, para llevar a cabo esta etapa del procedimiento según la invención el radar transmite, durante un breve intervalo de tiempo de duración determinada, típicamente inferior a 100ms, sucesivas interrogaciones al transpondedor considerado. Estas interrogaciones adicionales 91 comienzan tan pronto como la última interrogación selectiva operativa 58 ha sido ejecutada con éxito para la configuración dada.

Las interrogaciones adicionales emitidas que dan lugar a una respuesta del transpondedor se cuentan y determinan la tasa de respuesta máxima.

Por lo tanto, esta tasa se utiliza para determinar si el transpondedor en cuestión cumple los criterios requeridos. Según la invención, el número de interrogaciones selectivas adicionales 91 que deben transmitirse al transpondedor por período de llamada a filas se determina teniendo en cuenta:

- el número de Roll Calls ejecutables en el tiempo disponible, 25 ms o 100 ms,

- el objetivo de la medida, que puede ser:

- control del mantenimiento del límite de la OACI,

- encontrar el número máximo de respuestas que el transpondedor puede producir en el tiempo disponible para la prueba,

Debe señalarse aquí que a fin de permitir el tiempo suficiente para colocar el número de interrogaciones adicionales requeridas para realizar la prueba deseada, es necesario poder operar el lóbulo principal del canal Suma de la antena más allá del área normalmente utilizada para las interrogaciones operativas. Para ello, es necesario, durante las interrogaciones 91, inhibir la acción de la función ISLS y disminuir dinámicamente, de forma muy notable, el umbral de acción de la función RSLS a nivel de los lóbulos posteriores del diagrama 34.

Como se desprende de la descripción anterior, el procedimiento de prueba según la invención impone pocas restricciones operativas al radar en el que se implementa. Sin embargo, debido en particular al número de interrogaciones adicionales que implica, y a las modificaciones del funcionamiento en tiempo real que puede requerir (modificación de la potencia transmitida, inhibición de la función ISLS y desensibilización de la función RSLS), está previsto que se aplique cuando las condiciones operativas sean favorables para realizar la prueba en una aeronave determinada.

Así pues, teniendo en cuenta las operaciones adicionales que puede generar el radar durante la fase de prueba, la aeronave cuyo transpondedor se está probando debe operar en una zona del espacio que no presente limitaciones ambientales particulares. En particular, la medición de la tasa de respuesta del transpondedor, que requiere la transmisión de interrogaciones adicionales que generan otras tantas respuestas del transpondedor, se realizará preferentemente mientras la aeronave en cuestión esté volando en una zona determinada:

- no en una zona donde la cobertura se comparte con otros radares,

- no en el límite de separación del radar con otros radares,

- en un sector en el que el número de aeronaves gestionadas por el radar en cuestión es relativamente bajo, dándose prioridad a la detección operativa de objetivos en cada ronda.

Para su implementación, el procedimiento según la invención requiere ventajosamente sólo unos pocos ajustes funcionales en el radar secundario interrogador. Estas disposiciones, ilustradas en la figura 10, consisten esencialmente en la adición de tareas adicionales de gestión de transacciones, es decir, tareas de preparación y ejecución de interrogaciones en momentos apropiados que no se utilizan para ejecutar tareas operativas, y tareas de recepción y procesamiento de las respuestas a estas interrogaciones desde el transpondedor interrogado. Como se ha descrito anteriormente, estas operaciones adicionales son de especial interés para las tareas 12 y 13 del procedimiento según la invención.

En la práctica, como se ilustra en la Figura 10, las diversas operaciones necesarias para realizar estas transacciones particulares se codifican dentro del software de gestión que controla los diversos subconjuntos de radar que participan en los intercambios radar-transpondedor.

Así, el módulo 211 encargado de la gestión global de la información del radar (recepción 2111 de las solicitudes del radar y elaboración del seguimiento 2112) puede modificarse para encargarse de la gestión global 1001 de la ejecución de las pruebas que deben implementarse en los transpondedores de las aeronaves presentes en la zona cubierta por el radar, a saber, las pruebas de sensibilidad (etapa 12 del procedimiento), de potencia de transmisión (operación 111), de tasa de respuesta local media (operación 112) y de tasa de respuesta máxima (etapa 13 del procedimiento).

Del mismo modo, el módulo de gestión en el haz 28 puede modificarse para incorporar una operación que tenga en cuenta las solicitudes de transacción adicionales 1003 transmitidas por el módulo 211, y para transmitir al módulo de gestión en tiempo real 26, de manera oportuna una transacción (interrogación, respuesta), período de llamada de rollo tras período de llamada de rollo en el lóbulo de la antena, o incluso varias interrogaciones selectivas adicionales para la misma aeronave distribuida en un mismo período de llamada de rollo, un mensaje de comando 1004 que incorpore los comandos para ejecutar interrogaciones adicionales 1005

El módulo 26 tiene en cuenta estos comandos y transmite entonces al canal Suma del transmisor 24 mensajes 1006, o al canal DIFF mensajes 1008, relativos a las interrogaciones operativas o a las interrogaciones de prueba, así como a los parámetros de funcionamiento asociados a las diferentes interrogaciones.

De nuevo, el módulo extractor 29 puede ser modificado para incorporar la funcionalidad de tener en cuenta cualquier respuesta a las interrogaciones suplementarias emitidas por el radar y separar las respuestas 1007 a las interrogaciones suplementarias de las respuestas operativas para formar las tramas del radar. Las respuestas operativas y las respuestas 1007 a las interrogaciones adicionales son entonces tenidas en cuenta por la tarea de gestión global 1001.

Así, a excepción de la etapa de medición de la sensibilidad de un transpondedor que requiere, para una de sus formas de realización ilustradas por la figura 8, una modificación de hardware que permita al radar transmitir sus interrogaciones por el canal Diferencia (canal A) 36, las demás etapas del procedimiento según la invención no requieren ventajosamente ninguna adaptación o modificación de hardware.

Cabe señalar que la figura 10 es una ilustración simplificada del sistema mostrado en la figura 2, entendiéndose que en realidad las funciones IFF y SSR no se muestran por razones de claridad de la figura, aunque su presencia no se cuestiona.

Dado que el objeto de la invención es detectar, con la mayor eficacia posible, las aeronaves que presentan un transpondedor defectuoso, la ejecución de las pruebas del procedimiento según la invención para una aeronave determinada se realiza preferentemente, con respecto a los radares secundarios situados en los aeropuertos en particular, cuando la aeronave cuyo transpondedor debe probarse acaba de despegar y se encuentra todavía a una distancia corta o media del radar ATC en cuestión. Esto se debe a que la distancia entre la aeronave y el radar sigue siendo lo suficientemente pequeña como para que, aunque el transpondedor tenga una potencia de transmisión baja, la señal transmitida pueda detectarse y se puedan realizar las demás pruebas.

De este modo, puede detectarse un transpondedor averiado y, en caso de que se demuestre que ha fallado, el sistema de control de tráfico (ATC) puede tomar medidas, si es necesario, incluyendo la ausencia de un segundo transpondedor que haga que la aeronave no sea potencialmente segura para volar a largas distancias.

Además, para garantizar la fiabilidad de las mediciones, el procedimiento se lleva a cabo preferentemente cuando la aeronave está en vuelo estacionario, para evitar la contaminación de las mediciones por el posible enmascaramiento de la antena del transpondedor por el ala de la aeronave durante su vuelo.

Además, para lograr un nivel suficiente de precisión y fiabilidad en las pruebas realizadas, lo cual es absolutamente necesario para poder clasificar un transpondedor como defectuoso sobre la base de los valores medidos, el procedimiento según la invención se repite en varias rondas para la misma aeronave. Además, el procedimiento según la invención se utiliza para comprobar el correcto funcionamiento de los transpondedores de las aeronaves situadas en direcciones azimutales en las que la propagación de las ondas entre el radar y la aeronave en cuestión se produce en el espacio libre, con el fin de limitar las perturbaciones vinculadas a los obstáculos (edificios, accidentes geográficos, aerogeneradores, etc.) o a las fuentes de reflexiones múltiples (tejados de edificios, crestas de montañas heladas, etc.).

Cabe señalar que, aunque el procedimiento según la invención está destinado a proporcionar información de medición realizada en un radar secundario determinado, los datos de medición relativos al transpondedor de una aeronave pueden utilizarse en el marco de un enfoque global de vigilancia del estado y la utilización de las aeronaves en servicio, o enfoque HUMS ("Health and Usage monitoring System") según la denominación anglosajona.

En efecto, las mediciones efectuadas a nivel de un solo radar, en las condiciones ambientales específicas del sitio en el que está colocado, pueden transmitirse a un centro de mantenimiento global, explotando las redes de comunicación existentes entre los radares y los centros de control ATC, para ser consolidadas a nivel de varios sensores durante un gran período de análisis, permitiendo seguir la evolución en el tiempo del funcionamiento de los equipos de las aeronaves en servicio. La fusión de los datos de diferentes radares permite realizar más mediciones y, por tanto, una mayor precisión y, sobre todo, fiabilidad de los valores de los parámetros controlados, limitando la influencia inherente a cada emplazamiento del radar.

En particular, la operación 112 de la etapa 11, relativa a la medición de la tasa de respuesta media local de un transpondedor, que se realiza básicamente de forma independiente por los distintos radares, puede enriquecerse ventajosamente en el funcionamiento multirradar, contabilizando, por unidad de tiempo, la tasa de respuesta media de una aeronave en todas las interrogaciones transmitidas por diferentes radares que interrogan a esta misma aeronave durante un período determinado, con el fin de establecer una tasa de respuesta media global del transpondedor más precisa y representativa de la realidad, que tenga en cuenta todas las operaciones en las que ha participado.

En una organización de este tipo, cada radar transmite en cada vuelta (reunión), a un centro de gestión del tráfico global por ejemplo, para cada aeronave, una trama enriquecida con todas las interrogaciones realizadas así como las respuestas transmitidas, o no, por el transpondedor interrogado, fechadas con precisión. Esta información se puede fusionar teniendo en cuenta todos los radares que gestionan esta aeronave. Por consiguiente, para cada aeronave, la ausencia de respuesta a una interrogación selectiva no se tiene en cuenta para el cálculo de la tasa de respuesta media global si corresponde en el tiempo a un momento en que el transpondedor de la aeronave en cuestión está respondiendo a una interrogación selectiva transmitida por otro radar. En este caso, el transpondedor no puede procesar varias interrogaciones simultáneamente, por lo que simplemente se declara ocupado.

En el marco del procedimiento según la invención, esta operación de tener en cuenta una operación integrada del radar se realiza mediante una operación complementaria 113 que consiste en tener en cuenta la información relativa a las operaciones realizadas por los otros radares en relación con la aeronave en cuestión y correlacionar temporalmente estas operaciones para determinar, si es necesario, el origen de una ausencia de respuesta a una interrogación. La falta de respuestas, que se debe a que el transpondedor realiza una transacción con otro radar, no se contabiliza como tal y la tasa de respuesta media global se establece en función de la presencia o ausencia de respuestas a las demás interrogaciones.

Las operaciones de medición implementadas en el marco del procedimiento según la invención permiten así, ventajosamente, realizar una comprobación del buen funcionamiento del transpondedor de una aeronave por un radar de control, un radar ATC por ejemplo, aunque este último realice el seguimiento operativo de la aeronave en cuestión. Esto elimina la necesidad de retirar el transpondedor y probarlo en el taller de mantenimiento para comprobar que funciona correctamente, es decir, que cumple las especificaciones de la autoridad de control de la aviación civil internacional. Esta comprobación puede realizarse en cualquier momento cuando la aeronave se encuentre en la zona de control del radar.

Además, en función del tiempo del que disponga el radar, el procedimiento según la invención puede llevarse a cabo una sola vez, explotándose los resultados de cada una de las mediciones en cuanto se haya completado la prueba correspondiente. Sin embargo, alternativamente, si la carga de trabajo lo permite, las distintas etapas del procedimiento según la invención pueden repetirse varias veces. Los resultados sucesivos obtenidos para cada tipo de medición pueden utilizarse conjuntamente para calcular un valor medio, ponderado por el número de muestras utilizadas para cada medición y las condiciones en las que se ha obtenido.

Del mismo modo, el procedimiento según la invención puede ser realizado por diferentes radares para la misma aeronave. Las mediciones realizadas por cada radar pueden transmitirse a un sistema centralizado de gestión del tráfico que puede realizar un suavizado de los resultados de las mediciones obtenidas. Este alisamiento mejora la fiabilidad y la precisión de la medición de una determinada característica del transpondedor al promediar las mediciones correspondientes realizadas por cada radar, ponderadas por el número de muestras utilizadas por cada radar y las condiciones en las que la medición fue obtenida por cada radar.

Además, como las operaciones realizadas no requieren ninguna intervención en el transpondedor en cuestión, pueden realizarse ventajosamente de forma regular y los resultados obtenidos pueden guardarse. El análisis de la evolución de los resultados de estas mediciones durante un largo periodo de tiempo permite, si es necesario, constatar un deterioro progresivo de las prestaciones del transpondedor y planificar, en su caso, acciones de mantenimiento del transpondedor antes de que deje de ser operativo.

Claims (12)

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para realizar una prueba del buen funcionamiento del transpondedor de radar secundario de una aeronave que opera en una zona cubierta por un radar secundario de vigilancia del tráfico aéreo, caracterizado porque comprende:

- una primera etapa (11) que implementa:

- una operación (111) para medir la potencia transmitida por el transpondedor, a partir de la medición de la potencia recibida del transpondedor en respuesta a cada interrogación transmitida por el radar;

- una operación (112) para medir la tasa media de respuesta local del transpondedor a las interrogaciones transmitidas por el radar, realizada contando el número de interrogaciones para las que el radar ha recibido una respuesta del transpondedor;

la primera etapa se lleva a cabo mientras los parámetros de funcionamiento del radar no están modificados respecto a los parámetros de funcionamiento operativo;

- una segunda etapa (12) que implementa una operación de medición de la sensibilidad del transpondedor, realizada mediante la transmisión de interrogaciones adicionales con niveles de potencia de transmisión crecientes o decrecientes a lo largo del tiempo, y la determinación del nivel de potencia transmitido cuando se transmitió la primera interrogación por debajo del cual el transpondedor no transmite una respuesta; llevándose a cabo la segunda etapa modificando los parámetros de funcionamiento del radar de manera que las interrogaciones adicionales necesarias para la medición puedan realizarse, durante el intervalo de tiempo que sigue a la última interrogación operativa durante el cual la aeronave permanece situada en el lóbulo principal del canal Suma de la antena del radar, con una potencia transmitida en la dirección del transpondedor que enmarca el umbral de sensibilidad del transpondedor;

- una tercera etapa (13) que realiza una operación para medir la tasa de respuesta máxima que puede sostener el transpondedor durante un breve intervalo de tiempo de duración determinada, realizándose operación transmitiendo una pluralidad de interrogaciones adicionales y contando las interrogaciones para las que el transpondedor ha transmitido respuestas;

la tercera etapa se lleva a cabo modificando los parámetros de funcionamiento del radar para permitir la transmisión, durante el intervalo de tiempo que sigue a la última interrogación operativa durante el cual la aeronave permanece situada en el lóbulo principal del canal Suma de la antena del radar, un número de interrogaciones sucesivas suficiente para causar una ausencia de respuesta del transpondedor.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la operación de medición de la potencia (111) de la primera etapa (11) se realiza a partir de interrogaciones operativas o de interrogaciones adicionales transmitidas al transpondedor.

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque la operación de medición de la tasa de respuesta local media del transpondedor (112) de la primera etapa (11) se realiza contando, para cada vuelta de antena, la relación entre el número de interrogaciones enviadas al transpondedor y el número de respuestas obtenidas en el lóbulo efectivo EBW, y calculando, de forma deslizante, el valor medio de esta relación sobre un número dado de vueltas de antena o de reunión de antena.

4. Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado porque, en una configuración de funcionamiento multirradar, la ejecución de la operación de medición de la tasa de respuesta local media del transpondedor (112) de la primera etapa (11) recurre a una operación complementaria (113) que permite determinar si, en caso de ausencia de respuesta a las interrogaciones transmitidas por el radar durante un intervalo de tiempo dado la aeronave interrogada está ocupada transmitiendo una respuesta a otro radar también perteneciente a la estructura multirradar considerada, en cuyo caso las ausencias de respuesta consideradas no se contabilizan como tales y la tasa de respuesta media global se establece sobre la base de la presencia o ausencia de respuestas a las interrogaciones transmitidas por otros radares.

5. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la operación de medición de la sensibilidad de la segunda etapa (12) se efectúa disminuyendo progresivamente la potencia transmitida al transpondedor, transmitiendo el radar interrogaciones adicionales (73-74) en cuanto la potencia transmitida al transpondedor cae por debajo de un valor de potencia dado mayor que el umbral de sensibilidad teórico (72) y dentro de un intervalo de potencia que incluye dicho umbral; las sucesivas interrogaciones adicionales que se transmiten, a medida que la potencia transmitida al transpondedor disminuye, hasta que no se transmite ninguna respuesta al radar, el valor de la media, entre la potencia de la señal transmitida al transpondedor para la última interrogación (74) a la que el transpondedor respondió y aquella para la que el transpondedor no respondió, determina el nivel de sensibilidad medido del transpondedor.

6. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque, la potencia de transmisión del transmisor de radar se reduce en un número determinado de dB, las interrogaciones adicionales (73-74) se transmiten por el radar con niveles de potencia decrecientes en cuanto, debido a la desorientación del lóbulo principal de transmisión del canal Suma con respecto a la dirección de la aeronave, la potencia transmitida al transpondedor evoluciona dentro de un intervalo de potencia que incluye el umbral de sensibilidad teórico del transpondedor (72).

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 5 ó 6, caracterizado porque si el transpondedor no proporciona una respuesta a partir de la primera interrogación adicional, o si el transpondedor sigue transmitiendo una respuesta en la última interrogación adicional, la etapa de medición de la sensibilidad se repite en el siguiente giro de antena con una potencia transmitida por el transmisor que es respectivamente mayor o menor que la potencia transmitida para la medición anterior.

8. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque, estando el transmisor configurado para transmitir una señal al transpondedor a través de los lóbulos de transmisión en el canal Diferencia con una potencia determinada, las interrogaciones adicionales (81-82) son transmitidas por el radar en cuanto, debido a la desorientación de los lóbulos de transmisión del canal Diferencia con respecto a la dirección de la aeronave, la potencia transmitida al transpondedor pasa por encima de un valor de potencia determinado por debajo del umbral teórico de sensibilidad (72) y aumenta en un intervalo de potencia que incluye este umbral teórico (72), transmitiéndose las sucesivas interrogaciones adicionales, a medida que aumenta la potencia transmitida al transpondedor, hasta que se transmite una respuesta al radar, el valor de la media, entre la potencia de la señal transmitida al transpondedor para la primera interrogación (82) a la que el transpondedor respondió y la última para la que el transpondedor no respondió, se considera como correspondiente al nivel de sensibilidad medido del transpondedor.

9. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado porque si, mientras el valor de la potencia transmitida al transpondedor está por encima del límite superior del intervalo de potencia correspondiente, el transpondedor sigue sin transmitir una respuesta, o si el transpondedor proporciona una respuesta tan pronto como en la primera interrogación, la etapa de medición de la sensibilidad se repite en el siguiente giro de la antena con una potencia transmitida por el transmisor que es, respectivamente, mayor o menor que la potencia transmitida para la medición.

10. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la operación de medición de la tasa de respuesta máxima de un transpondedor se realiza transmitiendo al transpondedor en cuestión, tan pronto como se haya realizado con éxito la última interrogación selectiva operativa (58), sucesivas interrogaciones adicionales (91), separadas entre sí por un intervalo de tiempo coherente de la unidad de tiempo de la tasa de respuesta máxima a medir, y el recuento de las respuestas transmitidas por el transpondedor hasta la primera interrogación no contestada, así como la determinación del tiempo máximo de respuesta, con el fin de establecer una medida de la tasa máxima para una unidad de tiempo determinada, comparándose dicha tasa con la tasa mínima impuesta por la normativa aplicable para determinar el estado del transpondedor.

11. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las distintas etapas (11, 12 y 13) se realizan varias veces durante el vuelo de la aeronave, en cada vuelta de la antena, utilizándose los resultados obtenidos en cada medición para calcular una media del valor de la característica medida ponderada por el número de muestras de cada medición y las condiciones de obtención de dicha medición.

12. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las distintas etapas (11, 12 y 13) se realizan para una misma aeronave mediante varios radares, utilizándose las mediciones obtenidas por cada uno de los radares para calcular una media del valor de la característica medida ponderada por el número de muestras de cada medición y por las condiciones de obtención de dicha medición.