Radar에 관해서

안녕하세요.

하고싶은게 비행✈ 인 사람입니다. 

 

오늘 포스팅 할 내용은 레이다에 관한 것입니다. 

 

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0. RADAR 란? 

RADAR 는 RAdio Detection And Ranging 의 약자이다.

레이다는 전파를 내보내어 대상물체에서 반사되는 반사파를 받아들여 거리를 측정해준다.

 

1. 항공에서 RADAR 는? 

RADAR 는 ATC에서 주로 사용된다. 

RADAR 사용으로 인하여

- Ground Radio Communication 을 줄이고

- 더 많은 Aircraft 를 관리하게 되고

- RADAR Vectoring 및

- Aircraft 를 Sequence 할 수 있는 등의 장점이 있다.

 

이 RADAR 를 통하여 주로

Traffic separation 과 방향을 IFR aircraft 를 위해서 주는 역할을 하며

 

상황에 따라서 VFR aircraft 에게도 서비스를 제공한다.

 

1) 종류

① Air Route Surveillance Radar (ARSR)

② Airport Surveillance Radar (ASR)

의 두 종류가 있으며

전자의 경우 long range radar system,

후자의 경우는 short-range radar system 이다.

 

2) Radar Vectoring

레이다 벡터링의 경우 

"Traffic two o'clock, one mile, Westbound" 등과 같이 받을 수 있다.

Radar vectoring 의 경우 기체의 Heading 이 아니라

비행기의 Course Track 을 알고 있기 때문에

거기에 맞춰 시각정보를 준다.

그래서 위의 그림의 경우 Aircraft heading 을 기준으로 3시에 traffic 이 있으나

ATC radar 에서는 track 을 보기 때문에 2시로 정보를 준다.

 

 

3) See and Avoid

Radar service 아래에서도

Pilot 은

See and avoid 의 의무를 지닌다.

 

4) Air Traffic Control Radar Beacon System (ATCRBS)

ATCRBS 는 Secondary Surveillance Radar (SSR) 이라고도 불린다.

SSR 을 통하여 ATC의 Primary Radar 의 단점을 보완할 수 있다. 

SSR은 비행기 자체의 Transponder 를 통하여 정보 수발신을 하기 때문에

Transponder 가 필요하다. 

 

5) Transponder

Transponder 는 Transmitter 와 Responder 를 합친 용어이다. 

말 그대로 정보를 수고 받아 반응하는 것이다. 

 

 

 

2. Radar Vectoring

Radar 벡터에 대해서 조금 더 알아보게 되면

 

먼저 Radar vectoring 을 위해서 필요한 것은 오직 Radio Communication 이다. 

(Primary radar 에서 내 aircraft 를 확인할 수 있기 때문에 IFR 에서 Transponder 가 required equipment 는 아닌듯 - 특정 regulation 제외)

 

1) Radar Contact

Departures, En Route, Approach 등에서 Radar vectoring 을 예상할 수 있다.

 

Radar vectoring 의 경우 Controller 는 

Wind 상황을 알 수 없기 떄문에 Wind drift 에 대해 고려하지 않고

Ground 를 기준으로 하여 정보를 주게 된다. 

 

Radar Contact 이라고 주는 것은

Minimum Vectoring altitude 미만일 수도 있다. 여기서 vectoring 을 받기 시작하면 주 책임은 Controller 에게 있으나

Pilot 은 항상 See and avoid 의 의무를 지니기 때문에 밖을 잘 보아야 한다. 

 

Radar vectoring 의 종료는

"Resume own navigation"

을 통하여 알 수 있으며 이 때부터 자시 주책임은 Pilot 에게 있다.

 

Approach 에서 Vectoring 을 받는 경우도 많다

특히 Final approach course 로 vector 를 받게 될 경우 Final approach course 의 FAF 전으로 넣어주며

보통 30º 각도로 넣어준다. 

 

상황이 맞지 않아

FAF로 받지 못했다면

마지막으로 받은 Heading 과 고도를 유지하며 Controller 에게 알린다. 

 

또는 

"Expect vectoring accross final approach course" 

를 받기도 하며 이때는 Final approach course 를 넘어 갈 것을 예상하고

위의 것을 지켜준다.

 

 

Vectoring 할 때는 보통 Minimum Vectoring Area 이상에서 받게 되며

MVA 는

1,000 feet/ 2,000 feet above terrain 이며

공역 floor 의 300 feet 위이다.

 

 

Radar service 의 종료는

Landing 을 하거나 nontowered airport 로 frequency change 를 받게되면 자동으로 종료되게 된다.

 

 

3. Transponder

XPDR (Transponder) 는 비행기의 추가적인 정보(ID, 고도 등)를 secondary ground radar 로 보내주게 된다. 

 

1) 종류

위키피디아

비해기에서 사용되는 XPDR 은

A, C, S 이다. 

 

Mode A : squawk code 전송, position reporting

Mode C : Mode A + automatic altitude-reporting (Blind encoder based on 29.92 inHg)

Mode S : Mode C + other information and capabilities.

 

Mode S 는 altitude reporting 을 포함하여 여러 정보를 주고 받을 수 있다. 

여러 정보에는 Weather, Traffic, ATIS information 등이 해당된다. 

 

2) Range

보통 XPDR 은 UHF 또는 SHF 를 사용한다.

UHF 의 range 는

√(1.5 * altitude in feet) (in NM)

이다. 

 

4. Primary Surveillance Radar

Radio energy를 수발신하여 위치를 파악한다.

 

Primary Surveillance Radar 를 통하여

Controller 는 주변 상황을 파악하게 만든다.

 

Primary Radar 의 경우

몇 가지의 제한이 있는데

비나 장애물등에 통과하지 못하기 때문에 뒷부분을 알 수 없고,

기체의 크기에 따라서 강도가 다르다.

 

1) Secondary Surveillance Radar (SSR) 

위의 단점을 보완할 수 있는 것이 SSR이다. 

 

SSR의 XPDR 은 비행기의 정보를 ground equipment 로 보내고

또 받기도 하여 더 좋은 정보교환을 한다.

 

SSR 은 능동적인 radar system 으로

더 적은 양의 energy 가 필요하며 (그래서 더 작고)

primary radar 의 limitations 을 최소화 한다.

 

※ The SSR ground equipment 

① an Interrogator

② a rotating radar antenna

③ a decoder

 

 

5. Traffic Information

SSR을 이용한 Traffic information은

수동적이거나 능동적으로 얻을 수 있다.

 

Active system 에는

Traffic Alert and Collision Avoidance System (TCAS) 가 있다.

TCAS I 의 경우 경고만 (Traffic advisories - TA)

TCAS II 의 경우 해결방법 (Resolution Advisories - RA) 을 제공해준다.

 

TCAS I 의 경우 Mode S XPDR 이 필요없지만 TCAS II 의 경우 필요로 한다.

 

 

- Traffic Information Service (TIS)

이것은 ATC 로부터 트래픽 정보를 받는다.

 

6. Automatic Dependant Surveillance - Broadcast (ADS-B)

ADS-B 정보를 주고 받는 방법에는

Mode S XPDR (고고도) 과 Universal Access Transceiver (UAT - 저고도) 을 이용할 수 있다.

 

ADS-B 는 Aircraft 에서 air 와 ground 로 position, velocity, ID, other information 등을 보낸다.

 

ADS-B 에는 out 과 in 이 있는데 

2020년 1월부로 의무화 된 것은 ADS-B out 이다. 

 

ADS-B out 은 기체에서 정보를 밖으로 보내는 것을 말하며

ADS-B in 은 Ground station 에서 보내는 정보를 받을 수 있게 하는 것을 말한다.

 

추가로 ADS-B의 downlink 를 통하여 실제 기상 상태등을 보내게 되는데

이것을 electronic PIREP 이라고 한다.

(FAA 에서 말하는 Known Icing condition 은 PIREP 을 말함)

 

7. RADAR Approaches

1) Airport Survelillance Radar (ASR) Approach

 : nonprecision (no vertical guidance)

2) Precision Approach Radar (PAR) Approach

 : Precision (slope guidance is provided) 

 PAR approach 의 경우 제공하는 airport 가 몇 없다.

 

※ No-Gyro Approaches

turn start 와 stop 을 알려준다

eg. "Turn Left" and "Stop turn"

 

이 때 기체는 

Standard rate of turn 을 유지한다.