Зачем TCAS две антенны?

Две антенны

Как упомянул @Ron, фюзеляж является непрозрачным препятствием для волн, и для охвата всего пространства вокруг самолета требуются две антенны. Выбор состоит в том, чтобы иметь одну антенну внизу фюзеляжа, а другую вверху. Это похоже на антенны SSR, и на самом деле SSR и TCAS, которые используют одни и те же частоты, могут использовать одни и те же антенны.

^{Двухантенная система TCAS, источник SKYBrary}

Когда нижняя антенна отправляет импульсы опроса, эти импульсы могут отражаться от земли до того, как достигнут транспондер-нарушитель, этот очень распространенный эффект называется многолучевым распространением, он может привести к ложным следам из-за неправильной оценки расстояния.

Кроме того, он освещает большую площадь под самолетом вплоть до земли, что может вызвать множество ответов от других транспондеров, особенно из-за плотного движения на более низкой высоте, даже если TCAS запрещены на очень малых высотах и ​​на земле, потому что TCAS также запускать транспондеры режимов C и S. Если большое количество ответов достигает антенны одновременно, возможно синхронное искажение , и некоторые ответы не обрабатываются.

Решение состоит в том, чтобы максимально использовать верхнюю антенну для обнаружения на большом расстоянии и ограничить нижнюю антенну для наблюдения за злоумышленниками на более коротком расстоянии и ниже самолета. Другие злоумышленники контролируются верхней антенной. На практике мощность нижней антенны снижается.

Синхронное уменьшение искажений с помощью шепота и крика

Для дальнейшего ограничения искажений используются различные методы, как уже упоминалось, один из них заключается в снижении мощности, когда это возможно, а протокол, используемый TCAS, заключается в более частой отправке импульсов с низкой мощностью, чем с высокой мощностью. Это известно как метод шепота-крика , и он также используется для SSR.

Запросы малой мощности имеют меньший эффективный радиус и позволяют получить картинку ближнего действия, в то время как запросы большой мощности получают картинку дальнего действия, которую не нужно так часто обновлять.

Однако можно дополнительно уменьшить синхронные искажения, особенно на большом расстоянии, используя направленные импульсы запроса. Хотя этот метод сначала используется на верхней антенне, где он наиболее эффективен, его также можно использовать для нижней антенны.

Синхронное уменьшение искажений за счет направленности антенны

Верхняя антенна состоит как минимум из 4 отдельных излучателей, освещающих только 90°.

^{Направленная антенна TCAS, источник}

Эти отдельные антенны можно использовать вместе для формирования диаграммы направленности в заданном направлении. Это имеет два интереса:

• Это уменьшает синхронные искажения на антенне, которая используется чаще всего. Эффект двоякий: при передаче опрашиваются только воздушные суда в секторе 90°; при приеме ответы от самолетов вне сектора игнорируются.

• Это позволяет определить азимут ответа с некоторой точностью (от 1° до 10°). Боковые лепестки, также уменьшенные конструкцией антенны, используются для улучшения обработки азимута.

Подробнее см. в этом документе .