Radar Meteo

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1 Principes du radar de base en Aviation Civile (types, LO et fréquences) 2 types de radar Systèmes à impulsions (pulsed) et Systèmes à L.O. continue (continuous wave) Le principe de modulation d’impulsion (pulse modulation) décrit comme une dégagement court d’une énergie EM suivie par une période pendant laquelle le transmetteur est inactive. Principes du radar de base Un tel système va opérer sur une fréq. d’onde = 10 GHz avec une fréquence de répétition d’impulsion (PRF – pulse repetition frequency ) de 1000 impulsions par sec (pulses per sec - PPS) et une longueur d’impulsion de 1 µsec. Chaque impulsion contient 10,000 cycles d’énergie EM (10 -6 sec ou 10*10 -9 Hz) Radar primaire Un train des impulsions continues sera réfléchi par un transmetteur dans l’atmosphère. Lorsque ces impulsions rencontrent une cible -> alors une petite proportion de l’énergie transmise sera réfléchie et re-entrera dans le récepteur. - La technique – Les impulsions EM (sous la forme d’un signal) seront les plus étroites possibles. Beaming technique Les assiettes de radar (radar dishes ) ont des formes et des dimensions différentes – mais se basent aussi sur la géométrie de la parabole. Énergie sera transmise de l’antenne vers l’assiette. Si l’antenne sera précisément positionnée -> toute l’énergie agissant sur l’assiette va se réfléchir sur un rayon avec des cotes parallèles (parallel side beam ). Beaming technique

Transcript of Radar Meteo

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Principes du radar de base en Aviation Civile

(types, LO et fréquences)2 types de radar

• Systèmes à impulsions (pulsed) et • Systèmes à L.O. continue (continuous wave)

• Le principe de modulation d’impulsion(pulse modulation) décrit comme une dégagement court d’une énergie EM suivie par une période pendant laquelle le transmetteur est inactive.

Principes du radar de base

Un tel système va opérer sur une fréq. d’onde = 10 GHz avec une fréquence de répétition d’impulsion (PRF – pulse repetition frequency) de 1000 impulsions par sec (pulses per sec - PPS) et une longueur d’impulsion de 1 µsec.

Chaque impulsion contient 10,000 cyclesd’énergie EM (10-6 sec ou 10*10-9 Hz)

Radar primaire

• Un train des impulsions continues sera réfléchi par un transmetteur dans l’atmosphère.

• Lorsque ces impulsions rencontrent une cible ->alors une petite proportion de l’énergie transmise sera réfléchie et re-entrera dans le récepteur.

- La technique – Les impulsions EM (sous la forme d’un signal) seront les plus étroites possibles.

Beaming technique

• Les assiettes de radar (radar dishes) ont des formes et des dimensions différentes – mais se basent aussi sur la géométrie de la parabole. Énergie sera transmise de l’antenne vers l’assiette.

• Si l’antenne sera précisément positionnée -> toute l’énergie agissant sur l’assiette va se réfléchir sur un rayon avec des cotes parallèles (parallel side beam).

Beaming technique

Page 2: Radar Meteo

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Marge d’action min

La longueur de l’impulsion d’un radar

(length pulse) est

2 µ sec ce qui vaut dire qu’une impulsion reçue va entrer dans le récepteur pendant les

2 µ sec après le début de l’impulsion transmise.

Marge d’action min pour un radar

La marge (plage) min d’un radar = (2/12.36) nm = approx. 1000 pi

12.36 µsec est le temps pris par une impulsion d’aller-retour vers une cible située à 1 nm de radar.

Marge (plage) réaliste pour le radar

• Rayon étroit d’une énergie à impulsions(pulsed energy) est demandée et ceci peut s’arranger en utilisant le réflecteur parabolique.

• Pour un diamètre et une L.O. – l’antenne sous la forme de plaque plane donne un rayon plus étroit avec un gain plus haut.

• La plus large l’assiette -> la largeur d’un rayon plus étroit -> Une fréquence de 9 GHz sur une assiette de diamètre de 12 po donne une largeur de 70 pendant que le diamètre de l’assiette de 30 po donne un signal d’une largeur de 30.

Marge (plage) réaliste pour le radar- La largeur de signal (beamwidth) d’une antenne de

l’AWR est calculé avec la formule:

Beamwidth (deg) = 70 λ / D où λ est L.O. et D est le diamètre de l’antenne (aerial dish)

- L’impulsion d’un système radar primaire doit faire un aller – retour à une distance égale p.r. au recepteur pour ne pas tenir compte du bruit du recepteur. La formule liant la puissance à la marge (plage) est

4max range Powerα

Marge (plage) réaliste pour le radar4max range α Power

• Pour doubler la marge d’un radar -> La puissance devrait être augmentée par 16 fois sa valeur initiale.

- Il faudra déterminer le SLANT RANGE -> voir la figure présentant un radar basé sur la Terre.

Calcul de la distance (SLANT RANGE)

Page 3: Radar Meteo

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Calcul de la distance (SLANT RANGE S.R.)

Vit de propagation = 3 * 108 m / secDistance = Vit * tempsDistance aller – retour

-> S.R. de la cible = 0.5*Distance

Distance max par un radar àimpulsions primaire

Est dépendante de plusieurs facteurs –fréquence de répétition d’impulsion PRF

Si le radar transmet 2 impulsions / sec -> chaque impulsion aurait ½ sec pour aller – retour.

Si le radar transmet 1000 impulsions / sec -> chaque impulsion aurait 1/1000 sec (1000 µsec)pour aller – retour.

La plus haute PRF -> La dist max (max range) plus courte.

Facteurs affectant la distance max• Équipements radar opèrent aux fréquences UHF

et plus hautes fréquences que UHF -> - Hauteur du radar - Hauteur de la cible- Présence de sol haut (high ground)- Puissance transmise- Nature du cible (matériel, dim, forme, aspect)

Vitesse de rotation de l’antenne

Antenne du radar devrait tourner à 3600 pour trouver une cible (voir le radar de surveillance)

-> sélectionner la vit. de rotation optimale en fonction des facteurs suivants:

- La durée de l’impulsion- La fréquence de répétition de l’impulsion PRF- La puissance de transmission

Calculs de la distance pour le radar primaire

Distance prise par l’impulsion (mètres) =Vit de propagation (m/s) * Temps entre la transmission et la réception de l’impulsion (sec)

Distance de la cible = ½ (Distance prise par l’impulsion)

Temps aller-retour d’une impulsion < 1/PRF

Exemple 1Le temps entre la transmission et la réception

d’une impulsion seule est de 300 µsec. Calculer le range de la cible.

Solution

Distance = Vit de propagation (m/sec) * t (sec)2* range = Distance

300,000,000(m/sec)*300 secRange 45,000m

2*1,000,000

µ= =

Page 4: Radar Meteo

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Exemple 2En ignorant la largeur de l’impulsion et le retour – calculer

la plage maximale (le range max) en milles nautiques pour un radar primaire avec PRF = 500 impulsions par seconde.

Solution

2*Max_range=Vit_de_propagation*1/PRF

Max_range=300,000,000/(2*500)=300 km=

162 milles nautiques

Exemple 3En ignorant la largeur de l’impulsion et le

retour – Calculer la fréquence PRF maximale (le range max) pour un radar primaire avec une marge de 200 milles nautiques.

Solution200 milles nautiques = 370 km

PRF=300,000,000/(2*370,000)= 405 pulses/sec

PR F= V it_de_propagation*/(2*M ax_range)

Le mille radar

Le temps pris par une impulsion du radar pour voyager sur 2 m.n.aller (1 m.n) et retour (1 m.n).

Le temps = 12.36 µsec = 12.36 * 10-6 s

Le temps entre la transmission et la réception d’une impulsion est 100 µsec -> la plage de la cible est (100 / 12.36) = 8.1 m.n.

Exemples 1 et 2(avec les notions de milles radar)

Plage (range) = 300 µsec / 12.36 µsec = = 24.3 m.n. = 24.3 m.n. = 45 km

Temps = 1/PRF = 2000 µsec->Plage (range) = 2000 µsec / 12.36 µsec =

162 m.n.

Exemple 3(avec les notions de milles radar)

Temps = 200 * 12.36 = 2472 µsec

PRF = 1 / temps = 1,000,000 / 2472 = 405 impulsions par seconde

Temps mort (Dead Time)

Le choix du PRF détermine la plage max du radar à impulsions.

L’impulsion transmise n’arrête pas à la plage maxet elle peut être réfléchie en arrière à partir d’une cible localisée à une plus grande distance.

Temps mort permis pour les échos retournant des cibles sur des distances plus grandes.

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Radar de surveillance de l’aire terminaleTASR

• A une plage (range) max de 75 m.n.• Le temps pour une impulsion de radar pour

compléter le voyage aller-retour est

927 µsec.- PRF pour ce type de radar est approx.

2222 µsec espaces d’impulsions -> ceci permet un temps mort de 1295 µsec.

Display du radar primaire

L’info du radar primaire est montrée sur le CRT (Cathode ray tube).

Figure suivante -> PPI Display (Plan Position Indicator) Display

3 avions par rapport à un radar au sol

-> Cap et la vitesse de la cible

Display du PPI Radar secondaireNe se base pas sur les réflexions des impulsions

d’interrogation en revenant au radar via la cible.

Un transmetteur ou un transpondeur est situé à la cible et il est utilisé pour revitaliser l’impulsion d’interrogation pour un aller-retour.

Ce système demande la co-opération de la cible.Exemples: SSR et DME

Radar secondaire p.r. au radar primaire

Avantages (1)Une quantité d’énergie doit être transmise

pendant une journée aller-retour -> La puissance du transmetteur demandée est plus basse et par conséquence, l’équipement est plus léger.

Radar secondaire p.r. au radar primaire

Avantages (2)• Séquences de impulsions codées – par exemple le

mode C (lecture de l’altitude pression) avec SSR.

-> Radar fonctionnant sur l’onde continue

Radio altimètre

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Principes de radar• Systèmes radar à impulsion utilisent une seule antenne qui

est utilisée (switch) par le transmetteur et par le récepteur (à la fois) ->

->Transmission et réception n’apparaissent pas au même moment dans le système radar à impulsions

-> Problèmes de plage (range) min des systèmes à impulsions – surtout ceux utilisant les largeurs des impulsions grandes (wide pulse width).

- Il y a une portion noire autour de l’antenne radar et l’avion volant dans cette aire ne se trouve pas sur le display.

Principes de radarLes radars à onde continue vont

transmettre et recevoir continuellement etauront des antennes séparées.

-> Le récepteur sera toujours en ligne alors aucun problème de plage min va exister.

Radars à impulsion• Déterminent une marge de la cible en mesurant le temps

pris pour une impulsion d’un transmetteur pour aller-retour à la cible.

• Radars à onde continue n’utilisent pas les impulsions -> Le calcul de la plage (range) est impossible.

• Calcul de la marge (range) très précise est achevé par une modulation en fréquence du signal transmis continuellement et en comparant les fréquences des signaux reçus et transmis à un point précis dans le temps.

Radars à onde continue vs les radars à impulsion

- Les radars à onde continue transmettent des signaux à plus faible puissance plus bas que les radars à impulsion.

- Avantage des systèmes à onde continue est qu’ils peuvent opérer avec une marge plus étroite – le rapport du meilleur signal p.r. au bruit est plus facile à atteindre.

Radar basé au sol(Ground Based Radar)

2 types1. Marge longue (Long Range Radar)

2. Marge courte (Short Range Radar)

1. LRR: Fréquences basses (L.O. longues = 10-12 cm), PRF basses et impulsions plus grandes. Taux de rotation des antennes est bas=5-15 rpm.

Radar basé au sol(Ground Based Radar)

2. SRR : Fréquences hautes (L.O. courtes = 3 cm) pour donner des impulsions rectangulaires aux PRF’s grandes pour une marge min basse, une meilleure résolution et une précision plus grande.

Taux de rotation des antennes est haut = 60 rpm.

Page 7: Radar Meteo

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2 catégories de radars basés au sol

Radar de surveillance RSR

(En route surveillance radar)Utilisés pour le contrôle de l’espace aérien du milieu et d’haut

Radar du champs aérien (Airfield radar)

Radar de surveillance RSR(En route surveillance radar)

• Monitorer le trafic aérien aux distances jusqu’à

250 m.n.

- Radar primaire donne l’info sur la distance et l’angle

- Le radar secondaire donne l’info additionnelle.- Fréquence pour ces radars =

600 MHz, L.O = 50 cm

Radar du champs aérien(Airfield radar)

Champs aériens larges sont équipés avec des systèmes radar primaires au sol:

Radar de surveillance de l’aire terminaleInstallé sur les aéroports civiles majeures avec

un système radar de précision additionnelInstallé sur les champs aériens militaires, surtout en UK.

Radar de surveillance de l’aire terminale TAR

Consiste d’un scanner qui tourne avec 3600 dans le plane horizontale à la vitesse entre 5 – 15 rpm.

Présentation d’une photo radar est réalisée en utilisant un indicateur de position du plane PPIqui permet au contrôleur de déterminer la distance (range) et l’angle (bearing) p.r. au champs aérien (mais pas en hauteur).

Fréquences de TAR

• Utilisation d’un rayon (beam) avec une largeur horizontale de 1 deg et une largeur verticale de 40 deg.

• 3 fréquences:3000 MHz et L.O. = 10 cm1300 MHz et L.O. = 23 cm600 MHz et L.O. = 50 cm

- Distances (ranges) = 75 m.n.

Surveillance Radar Approach SRA

• Donne guidance au pilote pendant une descente pour atterrir dans des conditions de mauvaise visibilité

• Pendant un approche SRA -> Le display PPI fournit au contrôleur la distance et l’angle de l’avion.

• En super imposant électroniquement ou physiquementl’extension de la ligne centrale de la piste sur le tube cathodique -> Le contrôleur donne au pilote les instructions pour voler à droite ou à gauche pour maintenir la ligne centrale.

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Exemples des instructions quantifiées de SRA

• Tu es à gauche de la ligne centrale,

tournes à droite 5 deg -> 262 deg

- Maintiens 262 deg, en fermant la ligne centrale àgauche vers la droite

- Sur la ligne centrale, tournes à gauche 3 deg ->

259 deg

SRA

- Ne donne pas une info sur l’hauteur, alorsla descente est monitorée par le pilote à l’aided’un contrôleur qui vérifie les hauteurs p.r au point de toucher au sol (touchdown) pour un alignement de pente de 3 deg

- Approches du SRA se terminent à 2 m.n. de point de toucher au sol – mais un radar à haute résolution est utilisé -> L’approche du SRA se termine à ½ m.n. du point de toucher au sol.

PRA (Precision Approach Radar)

- Contrôleur de précision peut monitorer l’hauteur de l’avion pendant l’approche.

- Fréquence = 9 – 10 GHz = 3.3 – 3 cm.- Utilise 2 radars indépendantes et des systèmes aériens

associés (= localiser & glidepath de ILS)- L’approche de l’avion est monitoré en azimut par le

radar utilisant un rayon d’une ½ deg largeur et2 deg hauteur et scannant 10 deg sur chaque cote de l’extension de la ligne centrale de la piste sur une distance de 9 m.n.

PRA

Approche de l’avion est monitoré en élévation par un radar utilisant un rayon de 2 deg (horiz) et½ deg (vertical) et qui scane 7 deg dans le plan vertical (à partir de 1 deg en bas et 6 deg en hautdu plane horizontal).

Écran rectangulaire électroniquement super imposé sur la trajectoire de la pente (3 deg) et àdes intervalles de 1 m.n.

Arrangement de monitoring de PARÉcrans de l’élévation et de l’azimut

comme si ils sont situés en avant du contrôleur

Procédures radar d’approcheIdentification de l’avion surl’écran de surveillance radar

- En utilisant le SSR- Instructions au pilote pour faire des virages

d’identification et observer ces virages sur l’écran radar (par le directeur).

- Par un rapport de pilote sur un point désigné.- Par le pilote obtenant un VOR / DME fixe et en

passant cette info au directeur.

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Suite à l’identification de l’avion

Le directeur va:- Positionner l’avion p.r. à un autre avion, jusqu’à ce

que l’avion soit positionné pour un approche PAR ou SRA.

- Donner les hauteurs / altitudes pour voler.- Donner l’info de l’aérodrome, incluant la météo- Donner l’OCH (Obstacle Clearance Height) pour

chaque type d’approche et va demander au pilote de vérifier l’altitude de décision.

- Donner la procédure de défaillance de radio

Circuit radar typique suivi par un approche PAR

- Le directeur (director) -> Contrôleur de précision (talkdown) à 7 m.n. du point de toucher au sol.

- Le directeur va positionner l’avion sur l’extension de la piste.

Équipement de détection de surveillance de l’aéroport ASDE

Radars au sol – ASDE – sont installés sur les aérodromes majeures pour controler le mouvement de l’avion au sol pendant les opérations de visibilité basse

(LVO – low visibility operations)

Comparaison de paramètres entre les GMR’s et RSR / TAR

• 2 radars au sol Racal et Astre et• Équipements pour les radars de surveillance

ATC

RADAR METEO(Airborne Weather Radar AWR)

• Rôle principal du radar de bord ->

La détection, la localisation et l'évitement des zones à forte turbulence et de précipitations associées aux cumulo-nimbus en avant de l'avion (turbulent cloud).

• Rôle secondaire ->

au pilote d'avoir une vision cartographique du sol en dessous et devant l'avion (ground features).

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Fréquence du AWR

Fréquence de transmission = 9375 MHz dans la bande SHF(L.O = 3 cm)

La capacité des goûts d’eau (water droplets) d’agir comme de cibles efficaces dépend de leurs dimensions p.r. à la L.O.(dimensions plus larges -> meilleures cibles)

Fréquence de l’antenne de AWR

- Antenne sous la forme d’une plaque plane (Flat plate aerial) est 2 fois plus efficace que le réflecteur parabolique.

- Avec un réflecteur parabolique -> une certaine quantité d’énergie va se perdre.

- La largeur de signal (beamwidth) d’une fréquence de l’antenne de l’AWR est calculé avec la formule:

Beamwidth (deg) = 70 λ / Doù λ est L.O. et

D est le diamètre de l’assiette de l’antenne(aerial dish)

Scanner sur le AWR

• Localisé dans le nez de l’avion et • Va scanner entre 450 – 600 sur chaque partie de la ligne

centrale de la piste• La base de temps sur l’écran du radar AWR est

synchronisé avec l’aériel.

2 types de AWR

- Écran monochrome utilisant la peinture ambre/verte.- Radars plus modernes -> vert, jaune et rouge pour

distinguer entre les cibles légers, medium et grandes (intensité de la précipitation augmentant).

Unité de contrôle du AWR

Changement de puissance (Power Switch)

• L’unité de contrôle est utilisé avec le switch de la marge de base du temps (timebase) pendant la procédure de switch-on de l’équipement.

• Avec le POWER switch ON (STAB ON ou STAB OFF) et le RANGE switch dans la position STANDBY -> L’équipement a la température d’opération.

Changement de la marge de la base dans le temps

Timebase Range Switch• Avec le POWER switch ON -> Le switch RANGE

est sélectionné à la marge demandée• Options sur la marge (distance) :

20 n.m, 50 n.m., 150 n.m.Figure suivante: Marqueurs de distance (range markers) sont electroniquement super

imposés à l’écran et leurs brillance est ajusté avec MARKER BRILLANCE control.

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Contrôle de l’inclinaison (tilt)

• Le scanner se déplace d’un part à l’autre dans le plane d’élevation selectionné par l’operateur en utilisant le contrôle de l’inclinaison (tilt).

• Contrôle -> Incliner le scanner par 300 vert, 150 sur chaque part.

• Équilibre -> Plane de lacet de l’avion avec le switch de puissance dans la position

POWER ON-STAB.

- Scanner stabilisé dans les positions de tangage et roulis.

Effet de la sélection de STAB ON / STAB OFF

Changement de fonction (Function Switch)

4 positionsLes modes WEA (weather) et CONT (contour) designés

pour la détection des nuages (cloud detection)

Les modes MAN (manual) et MAP (mapping) sontdesignes pour le scan du sol (ground mapping)

Mode WEA de AWR

• Rayon de cone étroit est utilisé• Le circuit de contrôle de gain automatique opère et

reduit la sensitivité de récepteur à partir de 20 m.n.jusqu’à la marge min de l’équipement

• Équipement pour peindre le nuage turbulent à l’écran

Figure suivante -> Signal d’haute amplitude (nuage turbulent)

Mode WEA de AWR

Page 12: Radar Meteo

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Mode CONT de AWR

• Écran monochrome • Différence entre les nuages très turbulentes et moins

turbulentes est la différence dans l’intensité de la peinture de la cible sur l’écran

• A cause que cette différence est difficile à voir à l’écran -> Il faudra incorporer le mode CONTOUR.

• Voir Figure suivante -> le trou dans le milieu -> montre l’aire de turbulence intense. La fonction du circuit iso-echo est d’inverser le signal de cible en haut d’un niveau donné.

Mode CONT de AWR

Mode MAN de AWR

• Le radar est utilisé pour la cartographie du sol sur des longues distances plus grandes que 60 – 70 m.n. (long range ground mapping)

• Rayon conique étroit est utilisé pour obtenir la plage (range) demandé mais le gain de contrôle automatique est non - opérationnel

• Le contrôle de MAN GAIN (manual gain) est utilisé par l’opérateur pour obtenir la définition de la

meilleure photo.

Mode MAP de AWRPour les distances courtes -> Le mode MAP

sélectionné sur la fonction switch. Volets vont distorsionner le rayon (voir la figure).

Ombre de la colline(Hill Shadow)

Figure suivante -> Rayon cartographique (mapping beam) utilisé sur les terrains montagneux

Le sol dans l’ombre de la montagne la plus prochen’est pas détecté sous le rayon donc ne sera pas montré (peinturé) à l’écran.

Ceci peut être une erreur.

Problème de l’ombre de la colline

Page 13: Radar Meteo

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Calcul de l’hauteur des plus hautes nuages

• Par l’utilisation du radar météo dans le mode WEA avec le circuit de stabilisation ON.

• L’angle d’inclinaison de scanner augmente graduellement jusqu’à ce que le nuage n’apparaisse plus à l’écran.

• L’élévation d’inclinaison et la marge (range) de nuages sont ensuite notés.

Figure pour le calcul de l’hauteur de nuages

Figure pour le calcul de l’hauteur de nuages

L’hauteur des nuages calculé par la trigonométrie et par la

conversion de m.n en pi.

Hauteur (pi) = tan (50 – 20) * 6080 * 45 m.n. =

= 14,230 pi alors le sommet du nuage se trouve à

14,230 pi + 6,000 pi = 20,230 pi.

Utilisation de AWR monochrome

Dans la figure -> le nuage est montré sur une plage de 50 m.n. avec le contour OFF (WEA est sélectionné avec la fonction switch)

Utilisation de AWR monochrome

Figure -> Même nuage est peint avec le contour ON CONT est sélectionné avec la fonction SWITCH.

AWR (Fonctions WEA et CONT)

Recommandation -> L’opérateur devrait alterner entre les fonctions WEA et CONT pour localiser la sévérité de la météo et pour planifier la trajectoire de contourner la sévérité de la météo.

L’aire montré dans le mode WEA doit être contourné. Avec quelques systèmes monochromes – ceci est réaliséautomatiquement. Ceci donnes aux troues une apparence flash -> pour attirer l’attention.

Page 14: Radar Meteo

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Identification d’une aire turbulente en utilisant le display de AWR

Radar météo avec des écrans colorés

Facteurs affectant la marge (range) de l’AWR

• Pluie abondante (Heavy Rain)• Eau dans le radome de l’antenne

(Water in the antenna radome)• Dépôt de glace sur le radome

RADAR METEO

• Utilise des impulsions EM cm formées en faisceau étroit, balayant en gisement vers l'avant de l'avion.

• L'image du radar est formée à partir de la réflexion du signal par les gouttelettes d'eau dont sont formés les nuages et les précipitations.

• Cette image -> Présentée et exploitée sur un écran placédans le cockpit, sur la planche de bord centrale

• On va visionner l'image radar sur l'écran MFD ou ND.

RADAR METEO RADAR METEO• Les ondes EM de fréq très élevées (f > 3 GHz) ->

Rediffusées (réfléchies) par les hydrométéores

(pluie, grêle ou neige) si leur D = 2r est suffisant

-> Leur détection radar.

• La présence des ondes EM à l'intérieur des nuages (surtout cumulo-nimbus) ->

Courants verticaux générateurs de turbulence dangereuse

Page 15: Radar Meteo

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RADAR METEO

• Détecter, localiser et d'éviter les zones météo dangereuses.

• 1 fois une zone de turbulence détectée ->

- Le pilote doit savoir l'intensité des précipitations.

- L'intensité du signal réfléchi par les précipitations est

directement prop. à l'intensité de ces dernières.

RADAR METEO

- Associer les couleurs affichées à l'écran radar ->

Le pilote à toute l'information requise pour naviguer de façon sécuritaire.

- Le tableau ci-après montre un décomposition de l'intensitédes précipitations et l'affichage qui y correspond.

RADAR METEO RADAR METEO

RADAR METEO RADAR METEO

• Le radar de bord n'est pas conçu pour :Détecter et pister d'autres avions

• Les éléments principaux :- Le groupe récepteur-émetteur;- Le groupe de traitement des signaux;- Le groupe antenne (l'antenne, la monture, le support de

l'antenne, et le guide d'onde)- Le radôme- L'affichage et les contrôles

Page 16: Radar Meteo

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RADAR METEO

• Les groupes récepteur-émetteur et de traitement des signaux -> Dans le même boîtier

• Fréq. élevée du signal radar ->

Câbles coaxiaux ne suffisent pas à la tâche.

• À cette fréq. -> un guide d'onde

caractérisé par un niveau d'atténuation.

RADAR METEO

• Le guide d'onde -> Gardé le plus court possible.

• Le groupe émetteur-récepteur ->

Installé le plus près possible du groupe antenne.

• Certains systèmes radar ->

Intégrer les groupes récepteur émetteur et de traitement de signaux dans le groupe antenne.

RADAR METEO

• Radôme ->

Composante oubliée et critique à son opération.

• Radôme ->

Couches externes de matériaux composites sur une base

de matériel en nid d'abeille.

• Le matériel composite ->

La fibre de verre -> n'offre un taux de transmissivité qui n'est que d'environ 65%.

RADAR METEO

• Pour les applications -> Critique d'obtenir une transmissivité supérieure -> à une fibre avec de meilleure caractéristiques comme le quartz.

• Le coût de quartz est plus élevé.

• Matériaux composites -> Transparents aux ondes EM -> Composantes électroniques qui y sont dissimulées peuvent devenir les victimes de la foudre.

RADAR METEO• Protéger l'antenne et les composantes des effets de la foudre -> On

incorpore au radôme des bandes de diffusion de foudre liées électriquement à la structure métallique de l'avion.

Caractéristiques principales• Le signal émis par le radar météo -> Caractéristiques qui font

qu'il pourra être bien réfléchi par les hydrométéores. • Le fréquence = 9 375 Mhz (longueur d'onde de 3,2 cm). • Impulsion = 3 à 10 ms et une fréq d'émission = 400 Hz ou moins. • La puissance de crête de l'émetteur se situe autours de

quelques kW.

RADAR METEO• Pour max. l'efficacité -> Antenne dir. ->

Lobe principal très étroit.

• Les radars de 1ière génération produisait ce faisceau àl'aide d'une antenne parabolique.

• Tous les radars modernes -> à une antenne matricielle planaire qui forme le faisceau principalpar un déphasage astucieux de l'impulsion divisée en plusieurs impulsions plus petites.

Page 17: Radar Meteo

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RADAR METEO

• L'antenne du radar ->

Le faisceau radar, est balayé dans l'espace mécaniquement.

• L'antenne -> balayer l'espace de gauche à droite en 5 s.

• Image de qualité -> Stabiliser l'antenne pour compenser pour les mouvements de l'avion en roulis et en tangage.

• L'image construite par le radar de bord ->

Tranche devant l'avion.

• Le pilote peut ajuster l'angle d'élévation de l'antenne.

RADAR METEO• Dimension de l'antenne.

• Plus l'antenne sera grande -> Le faisceau radar sera étroit -> D'augmenter la précision et la portée du radar.

• Les figures -> la différence entre des dimensions d'antennes couramment utilisées dans l'industrie des avions d'affaire et régionaux.

RADAR METEO

• Un autre des phénomènes dont il faut tenir compte en utilisant le radar -> Les ondes sont réfléchies par les obstacles comme le terrain ou les précipitations.

• Le radar ne pourra faire voir au pilote d'autre phénomène qui se retrouvent derrière celui qui a causé la première réflexion de l'énergie radar.

RADAR METEO

• Performances et utilisation

• portée: 200 à 300 NM suivant la puissance et le diamètre de l'antenne

• Précision :

distance 1 NM ou 5 à 10% D

azimut

RADAR METEO