Warum benötigt TCAS 2 Antennen?

Zwei Antennen

Wie @Ron erwähnte, ist der Rumpf ein undurchsichtiges Hindernis für Wellen, und es sind zwei Antennen erforderlich, um den gesamten Raum um das Flugzeug herum abzudecken. Die Wahl besteht darin, eine Antenne unten am Rumpf und eine andere oben zu haben. Dies ähnelt SSR-Antennen, und tatsächlich können SSR und TCAS, die dieselben Frequenzen verwenden, dieselben Antennen verwenden.

^{TCAS-Zwei-Antennen-System, Quelle SKYBrary}

Wenn die untere Antenne Abfrageimpulse sendet, können diese Impulse am Boden reflektiert werden, bevor sie den Eindringlingstransponder erreichen, dieser sehr häufige Effekt wird als Mehrwegeausbreitung bezeichnet, er kann zu falschen Spuren führen, aufgrund einer falschen Einschätzung der Entfernung.

Außerdem leuchtet es einen großen Bereich unterhalb des Flugzeugs bis zum Boden aus, was viele Antworten von anderen Transpondern auslösen kann, insbesondere von dichtem Verkehr in niedriger Höhe, selbst wenn TCAS in sehr niedrigen Höhen und am Boden gesperrt sind, weil TCAS lösen auch Mode C- und S-Transponder aus. Wenn viele Antworten gleichzeitig die Antenne erreichen, ist synchrones Garbling möglich und einige Antworten werden nicht verarbeitet.

Die Lösung besteht darin, die obere Antenne so weit wie möglich für die Fernerkennung zu verwenden und die untere Antenne auf die Überwachung von Eindringlingen in kürzerer Entfernung und unterhalb des Flugzeugs zu beschränken. Andere Eindringlinge werden von der oberen Antenne überwacht. In der Praxis wird die geringere Antennenleistung reduziert.

Synchrone Garbling-Reduktion durch Flüsterruf

Verschiedene Techniken werden verwendet, um die Verstümmelung weiter einzuschränken, wie erwähnt, besteht darin, die Leistung zu reduzieren, wenn möglich, und das von TCAS verwendete Protokoll besteht darin, Impulse mit niedriger Leistung häufiger als mit hoher Leistung zu senden. Dies ist als Whisper-Shout- Technik bekannt und wird auch für SSR verwendet.

Abfragen mit geringer Leistung haben einen kleineren effektiven Radius und ermöglichen das Erhalten des Nahbereichsbildes, während das Langbereichsbild, das nicht so oft aufgefrischt werden muss, mit Abfragen mit hoher Leistung erhalten wird.

Es ist jedoch möglich, synchrones Garbling, insbesondere auf große Entfernungen, weiter zu reduzieren, indem gerichtete Abfrageimpulse verwendet werden. Während diese Technik zuerst an der oberen Antenne verwendet wird, wo sie am effektivsten ist, kann sie auch für die untere Antenne verwendet werden.

Synchrone Garbling-Reduktion durch Antennenrichtwirkung

Die Top-Antenne besteht aus mindestens 4 Einzelstrahlern, die nur 90° ausleuchten.

^{TCAS-Richtantenne, Quelle}

Diese einzelnen Antennen können zusammen verwendet werden, um ein Strahlungsmuster in einer gegebenen Richtung zu bilden. Dies hat zwei Interessen:

• Es reduziert synchrones Garbling auf der am häufigsten verwendeten Antenne. Der Effekt ist zweifach: Beim Senden werden nur Flugzeuge in einem 90°-Sektor abgefragt; beim Empfang werden Antworten von Flugzeugen außerhalb des Sektors ignoriert.

• Es erlaubt, den Azimut einer Antwort mit einer gewissen Genauigkeit (1° bis 10°) zu bestimmen. Nebenkeulen, die ebenfalls durch das Antennendesign reduziert werden, werden verwendet, um die Azimutverarbeitung zu verfeinern.

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