<div class="gmail_quote"><div class="gmail_quote"><div>Caros colegas,<br><br>A
propósito de uma conversa sobre interferências causadas por sistemas aeronáuticos de radar em comunicações de
amador,
pensei que poderia ter interesse apresentar uma breve
descrição destes sistemas, nomeadamente alguns daqueles que utilizam
sinais
pulsados em UHF.<br>Embora estes sinais possam parecer exóticos,
veremos que não são desprovidos de valor para o radioescuta ou mesmo
para o radioamador.<br></div><br><div><div>
A supervisão e controle dos espaços aéreos são feitos através de dois tipos de radar, chamados primário e secundário.<br>O
radar primário, desenvolvido independentemente em vários países durante
os anos 30, consiste no envio de potentes impulsos de RF que são
reflectidos pelos
objectos metálicos à distância e novamente recebidos pela antena. Estes
ecos revelam a presença das aeronaves, embora nada digam sobre a sua
identificação.<br>
O SSR (Secondary Surveillance Radar), conhecido por radar secundário ou
radar ATC é um tipo de
radar de "baixa" potência que complementa o radar primário. Deriva do
IFF, um sistema militar desenvolvido na Europa no início da 2ª guerra
para resolver o problema da identificação dos alvos detectados. É
famoso o caso do ataque japonês a Pearl Harbour do qual se diz que o
radar primário detectou os aviões japoneses mas estes foram ignorados
porque se esperava a chegada de aviões norte-americanos que viriam do
continente. Um IFF nessa altura poderia ter feito toda a diferença ao
prevenir da chegada de aviões inimigos.<br>
<br>O SSR
moderno envia um sinal de interrogação relativamente fraco na frequência de 1030 MHz que é
recebido por um equipamento "transponder" a bordo da aeronave. Este por
sua vez emite um conjunto de impulsos de resposta correspondentes ao sinal
recebido, agora na frequência de 1090 MHz, acrescido de alguma informação adicional como a identificação ou a altitude.<br>
<br>Em qualquer dos tipos de radar, sabendo a direcção em que aponta a
antena direccional e medindo o tempo de propagação dos sinais, o
equipamento de
radar sabe onde se encontra a aeronave interrogada. Aliás, é normal
ambos os sistemas coexistirem usando uma antena rotativa dupla.
Na <span style="background-color: rgb(255, 255, 255);">foto anexa</span>
(SSR-LPPT.JPG) que mostra a antena do aeroporto de Lisboa, pode ver-se
a parábola do radar primário e por cima desta a antena plana do SSR.<br>
</div><br> O TCAS (Traffic Colision Avoidance System) é um sistema
anti-colisão que usa uma espécie de radar secundário instalado a bordo
da aeronave, com o qual interroga
todas as aeronaves circundantes para determinar a sua posição e
distância e, pela informação recebida, também a altitude. Medindo a
trajectória e velocidade relativas a cada uma delas, bem como a
diferença de altitudes e respectiva variação, o TCAS identifica
potenciais intrusos. Para cada um destes, calcula a cada instante o
valor da mínima distãncia e o tempo previsto para essa ocorrência. Caso
estes parâmetros excedam certos limites, é dado aviso aos pilotos ou
poderão até mesmo ser ordenadas manobras evasivas.<br><br><span style="background-color: rgb(255, 255, 0);"></span>As potências em jogo variam, mas são da ordem dos 500 a 1500 W para as estações fixas e 125 a 500 W para os transponders e TCAS.<br>
<br>Os impulsos emitidos pelos radares secundários, quer sejam radares
fixos, transponders ou TCAS, são muito estreitos, tipicamente com
duração inferior a 1 us. A largura de banda dos nossos receptores,
própria para sinais audio, não é suficiente para permitir a sua
recepção individual e um conjunto de impulsos enviados por qualquer um
destes equipamentos é recebido como um único impulso de energia. Ainda
assim, algumas coisas de interesse se podem ver e aprender escutando
nestas condições.
<br>No esquema anexo (SSR_TXRX) apresenta-se uma interrogação típica
de um radar SSR. A duração total da interrogação, cerca de 23 us, é da
ordem do tempo de amostragem de audio normalmente usada nos PCs, de
44.1 kHz.<br>
O espaçamento entre P1 e P3 serve para o transponder distinguir o modo
da interrogação. Neste caso (21 us) trata-se do modo C e o transponder
deverá responder com a altitude barométrica da aeronave.<br>P2
é um impulso especial, independente do modo, que é emitido por uma
antena omnidireccional. Conforme se ilustra no mesmo esquema, a
intensidade deste sinal em qualquer ponto do espaço deve ser sempre
superior à intensidade dos impulsos P1 e P3 radiados pelos lóbulos
laterais de forma a garantir que o transponder apenas envia a sua
resposta quando interrogado pelo sinal proveniente do lóbulo principal.
Se não fosse assim, a aeronave apareceria nos ecrans do radar também em
outros azimutes. Chama-se a esta técnica SLS ou Side Lobe Suppression.<br>
<br>Na vizinhança de aeroportos equipados de radar
secundário, como Lisboa, Porto ou Faro, ou ainda perto de locais de
instalação
dos grandes radares como Montejunto ou Fóia, é usual receber-se sinais
fortes nos 1030 MHz, correspondentes às interrogações dos SSR.
Evidentemente que em qualquer sítio sobrevoado por aeronaves se pode
escutar as respectivas respostas nos 1090 MHz. Estas escutam-se mesmo
até a grandes distâncias.<br>
O registo "1030-SSR.mp3" anexo foi obtido a alguns quilómetros do Montejunto,
durante a noite, sem tráfego aéreo. O receptor foi um Icom
IC-R1500 sintonizado nos 1030 MHz em AM. Resultados similares seriam
obtidos mesmo com equipamento mais ligeiro como um receptor portátil do tipo IC-R5 ou outro da mesma
classe.<br>Embora
simples, este registo servirá para ilustrar alguns dos parâmetros e
características importantes dos radares como PRF (Pulse Repetition
Frequency), ARP (Antena Rotation Period) e SLS (Sidelobe Suppression).
Também revela um fenómeno interessante que é o da reflexão de sinais de
muito alta frequência, neste caso a partir de antenas rotativas.<br>
<br>
Neste registo podem ouvir-se dois radares distintos, um com tom mais
grave e
outro mais agudo. O tom de cada um é determinado pelo PRF ou "Pulse
Repetition
Frequency". Este parâmetro determina a frequência das interrogações e é
definido para cada instalação. Uma vez que o PRF das respostas é o
mesmo
das interrogações, serve também para despistar falsas respostas quando
a aeronave é interrogada por vários radares SSR simultâneamente. Embora
no gráfico não se consiga ver, cada um daqueles picos representa uma
interrogação com 3 impulsos de RF, como descrito acima.<br>
Os dois radares têm velocidades de rotação distintas, observáveis
pelo período de repetição das rajadas. Os ARP medidos para cada antena
foram 10 segundos (6 rpm) para o mais agudo e 7.6 segundos (7.9 rpm)
para o mais grave.<br>
No caso deste radar também se consegue ouvir, cerca de 2,2 segundos
após a passagem do lóbulo principal da antena, uma pequena réplica
deste sinal. <br>Inicialmente
suspeitou-se de se tratar de radiação por lóbulo lateral, mas após
fazer alguns cálculos e por considerações geométricas e temporais,
concluiu-se que se trata de reflexão do lóbulo principal da antena na
estrutura do outro radar no mesmo local.<br style="background-color: rgb(255, 255, 102);">
No fundo, audível entre as passagens das antenas dos radares, há um
zumbido mais ou menos constante à mesma frequência de PRF. Trata-se do
impulso de SLS ou "Sidelobe Suppression", que é emitido por uma antena
omnidireccional e que serve justamente para impedir os transponders de
responder ás interrogações provindas dos lóbulos laterais, tal como
discutido acima. Este sinal é muito mais claramente ouvido a menores
distâncias do radar.<br>
<br>No gráfico anexo "Montejunto.jpg" mostra-se um diagrama temporal de
parte do sinal registado, com indicação dos ARP medidos para cada um
dos radares, bem como uma ampliação de cada uma das passagens da
antena, e do sinal reflectido, onde se mostram também os PRF medidos.<br>
<br>
</div></div>Um passeio pelos cimos dos montes à volta de Lisboa permitirá escutar e destacar alguns radares fixos:<br>1. Montejunto NAV - PRF: 124.9 Hz - ARP: 7.6 s (7.9 rpm)<br>2. Montejunto FAP - PRF: 291.2 Hz - ARP: 10 s (6 rpm)<br>
3. Lisboa aeroporto - PRF: 265.7 Hz - ARP: 3.7 s (15.9 rpm)<br>4. não identificado - PRF: 83.3 Hz - ARP: 6.2s (9.6 rpm)<br><br>É
interessante observar que há outros radares (possivelmente Fóia, ou
talvez Tires, ou ainda outros aeródromos) que mesmo não sendo
identificados de nenhuma forma directa, são destacados dos outros pelos
seus parâmetros diferentes.<br>
Quem sabe, poderia organizar-se uma caça à raposa com sinais pulsados?<br>
</div><br>A NAV publica <a href="http://www.ead.eurocontrol.int/eadbasic/pamslight/B5N5XI3TOPDWY/EN/AIP/ENR/LP_ENR_1_6_en_2010-05-06.pdf" target="_blank">uma lista dos seus radares</a>, primários e secundários, com as respectivas localizações e mapas de coberturas, a seguir resumida:<br>
Aeroporto de Lisboa (15 rpm)<br>Aeroporto de Faro (15 rpm)<br>Aeroporto do Porto (15 rpm)<br>Montejunto (7.5 rpm)<br>Fóia (7.5 rpm)<br>Porto Santo (7.5 rpm)<br>Santa Maria (7.5 rpm)<br>Destes, o único radar combinado primário/secundário é o do aeroporto de Lisboa.<br>
<br>A FAP mantém uma rede de radares de vigilância, que incluem radares primários e secundários.<br><a href="http://pt.wikipedia.org/wiki/Esta%C3%A7%C3%A3o_de_Radar_n.%C2%BA_1" target="_blank">Estação de Radar Nº 1</a> - Fóia (<a href="http://www.panoramio.com/photo/2449351" target="_blank">foto</a>)<br>
<a href="http://pt.wikipedia.org/wiki/Esta%C3%A7%C3%A3o_de_Radar_n.%C2%BA_2" target="_blank">Estação de Radar Nº 2</a> - Paços de Ferreira (<a href="http://www.panoramio.com/photo/1539095" target="_blank">foto</a>)<br>
<a href="http://pt.wikipedia.org/wiki/Esta%C3%A7%C3%A3o_de_Radar_n.%C2%BA_3" target="_blank">Estação de Radar Nº 3</a> - Montejunto (<a href="http://www.panoramio.com/photo/25450276" target="_blank">foto</a>)<br>Nas fotos de Fóia e Montejunto podem ver-se ambos os radares, civis (brancos) e militares (escuros).<br>
<br>Além destes, muito possivelmente existem outros radares secundários em aeródromos, sejam bases aéreas ou outros.<br><br>Uma última nota sobre o interesse disto tudo para nós radioamadores.<br>Estes
radares estão permanentemente activos, têm potências razoavelmente
elevadas e localizações excelentes. Tanto as plataformas fixas como as
aéreas oferecem um interessante mundo de sinais cuja exploração e
compreensão pode fornecer muitas ideias para diferentes projectos de
amador. A utilização de modulação por impulsos, a radiolocalização ou a
exploração da comunicação por reflexão para contornar obstáculos
naturais e os estudos de propagação são apenas alguns exemplos.<br>
<br>73,<br>António Vilela<br>CT1JHQ<br>