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Navegación NDB/ADF

2109:Vigilancia y Comunicaciones Aeronáuticas 2

Radiogoniometría

Para la aplicación de esta técnica se requiere una fuente de ondas

electromagnéticas (transmisor) y un receptor. El receptor debe tener un

conjunto de antenas capaz de captar, con el proceso que sea preciso, el

sentido de procedencia de la energía electromagnética EEM emitida.

Dependiendo de la posición del transmisor y receptor los equipos reciben las

siguientes denominaciones:

TX en tierra NDB (Non Directional Beacon) y RX en la aeronave ADF

(Automatic Directional Finder). En este caso se utiliza EEM de baja y

media frecuencia.

TX en la aeronave (equipo comunicaciones VHF) y RX en tierra VDF

(VHF Directional Finder). En este caso se utiliza EEM en la banda VHF

con longitudes de onda en el entorno de los metros.

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Características NDB

• Cobertura: Intensidad de campo mínimo 70 V/m.

• Radiofrecuencia: 190 –1750 KHz.

• Identificación: Mínimo 1 vez/30s (ruta). 3 veces/30s (Aproximación).

• Moduladora para Identificación: 1.020 Hz

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Diagrama de bloques NDB

Oscilador

RFModulador Amplificador

Filtro y

Captador

Oscilador

Audio

1020 Hz

Manipulador

Control

Desconexión Información de Potencia,

SWR y % Modulación

Alimentación

eléctrica

Error de código

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Instalación NDB

Elemento radiante

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Instalación NDB

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Rx / Procesador

Antena

Indicador

Receptor

Instalación a Bordo

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Situación Antena ADF

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Técnicas de determinación del sentido de la EEM

Dependiendo del tipo de antena empleada existen tres técnicas:

1. Antena de cuadro y antena de sentido.

2. Doble antena de cuadro ortogonal

3. Antena maestra y anillo de esclavas (efecto Doppler)

• Con giro del conjunto de

antenas.

• Utilizando un goniómetro

mecánico y antenas fijas.

• Electrónicamente.

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Receptor ADF: Antena de cuadro y de sentido

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Receptor ADF: Doble antena de cuadro fija

))2

(2(1 2

senkd

senEeEtj

))cos2

(2(2 2

kdsenEeE

tj

γ

γ

d <<

+

+

-

-

Eje longitudinalde la aeronave

E2

)))2

cos(1

sentkdEE

))cos)2

cos(2

tkdEE

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Receptor ADF: Doble antena de cuadro y goniómetro

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Receptor ADF: Determinación electrónica de

Conversor de

Frecuencia Filtro

A = 1/2

Conversor de

Frecuencia Filtro

Selector

De

Frecuencias

Oscilador

Local

Señal Cuadro 1: E1

Señal Cuadro 2: E2

+

+

-

+

γ2γ

kdEcos((w-w0)t+γ)

kdEcos((w-w0)t-γ)

kdE sen γ sen((w-w0)t)kdE sen γ cos(wt+π/2)

Desfasador

90º

kdE cos γ cos(wt+π/2) kdE cos γ cos((w-w0)t)

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Diagrama de bloques VDF

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Circuito básico VDF

88

)]2

cos(

tT

kd

)2

cos( tT

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Circuito de la antena de tierra

dipoloun para libre espacio en)(802 22

2

0

h

I

PRr

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tierrade plano el sobre monopoloun para)(160 22

e

r

HR

)(

333.3

pFCZOH

2

2cot

2

LZH

X OH

verticalelemento del ticacaracterís impedancia2

log139D

HZOV

antena la a entrada de impedancia

2tan

2tan

HjXZ

HjZX

ZZ

HOV

OVH

OVB

horizontal parte la la debido H deión determinac2

cot totaltotalOVB HjZZ

Cálculo altura de la antena (I)

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Cálculo altura de la antena (II)

GLr

r

RRR

RN

total

total

H

HHtotal

eH

zdzH

sin

sin

Eficiencia: 1% a 40%

Diagrama radiación:

BW:

2)cos(1]cos2

cos[

HHDDRV

C

GLr

A X

RRRf

Q

fBW

)(00

sin

204

rP

rE

L cancela las reactancias CV y CH

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)/)·((

)/)·((

mCmLC

mCmHC

HH

VV

HVT CCC

TCfj

CX

02

1

]5.01[HV

Ve

CC

CHh

)]2

(1log[20)(0

2

f

fQdBA m

ABL

Cálculo altura de la antena (III)

L

C

Q

X

LR

22 )(160

er

HR

AGLr

CA

RRRR

XQ

Capacidad tramo vertical 18 pF/m

Número de hilos horizontales Capacidad por metro

1 5-10 pF/m

2 6-12 pF/m

3 8-14 pF/m

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Indicaciones RMI

NM

NM

350º

70º

170º

10º

Estación NDB

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VDF/UDF

Las estaciones VDF miden la dirección de llegada de las transmisiones de radio desde laaeronave.

Los dispositivos VDF pueden trabajar en las bandas MF, HF y VHF, pero hoy en día elservicio opera en frecuencias de 118 a 137 MHz en la banda VHF.

Una estación terrestre D/F puede proporcionar rumbos verdaderos o magnéticos.

Si se utilizan frecuencias UHF en lugar de VHF, este método se llama UDF. UDF esutilizado por los militares.

La forma en la que trabaja el VDF/UDF se basa en la antena utilizada para detectar elfrente de la onda electromagnética.

Antena de lazo

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Medición de rumbos

QTE: Rumbo verdadero desde la estación. QUJ: Rumbo verdadero a la estación (recíproco a QTE). QDR: Rumbo magnético de la estación. QDM: Rumbo magnético a la estación (recíproco a QDR). Es el rumbo que la aeronave

debe mantener (sin viento) para llegar a la estación. QTF: Posición en relación con un punto de referencia o en latitud y longitud.

Rumbo: ángulo entre el eje longitudinal de la aeronave y la dirección a otro objeto (estaciónVDF).

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Utilización del NDB

Utilizando el NDB solo es posible detectar la dirección de procedencia de la ondaelectromagnética, es necesario combinar esta información con la de la brújula u otroNDB para poder obtener rumbos o situación.

El VDF se usa solo en caso de emergencia, si las otras ayudas de navegación no estándisponibles, como referencia o por aviación general. Nunca se utilizará como ayuda denavegación en ruta cuando haya otros sistemas disponibles.

Si se vuela en condiciones de mal tiempo, una estación D/F puede ser útil.

Las precisiones del rumbo obtenido se miden en grados, existen varios niveles de precisiónsegún OACI:

o Clase A: ± 2 °o Clase B: ± 5 °o Clase C: ± 10 °o Clase D: menor que la clase C.

Cono de silencio: Es el volumen de espacio sobre la antena de la radioayuda en la que elnivel de señal es muy bajo o nulo, depende del diagrama de radiación de la antena. En estaárea se puede recibir información errática.

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Maniobra NDB/ADF

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Problema

Determinar la potencia necesaria a la salida del transmisor de un NDB (f=500KHz)para que tenga un alcance nominal de 100Km, sabiendo que la altura efectiva deltramo vertical radiante es de 30m y las resistencias de pérdidas 5Ω (RL+RG).