Sistema de aterrizaje por microondas M.L.S.: diseño de la antena Azimutal del Localizador M.L.S.

Abstract

En los primeros días de la Aviación, los pilotos dependían de sus propios recursos para realizar sus vuelos. Posteriormente se instalaron ayudas desde tierra las cuales proveían al piloto de información acerca del estado del clima local, sin embargo, el piloto tenía la responsabilidad de todas las decisiones. En los viajes aéreos de nuestros días hay muchas decisiones y responsabilidades que el piloto no podía manejar por sí mismo; por lo tanto, mientras el navega, va coordinando como progresa su vuelo por medio de la radio con un grupo de expertos, quienes comparten las responsabilidades de las decisiones que afecten su vuelo. A lo largo de su vuelo el piloto sigue senderos ya determinados por las radio-ayudas, estas se basan en las propiedades electromagnéticas de la radiación. De igual manera en los procedimientos de aterrizaje se sigue una señal dada por el Sistema de Aterrizaje por Instrumentos (ILS). Desde principios de la década de 1940, el actual Sistema de Aterrizaje por Instrumentos VHF/UHF(ILS) ha prestado buenos servicios como ayuda para el aterrizaje en todo el mundo. Pero el transito aéreo y la necesidad de una mejor performance operacional, pusieron de manifiesto las diversas deficiencias del ILS convencional. El ILS proporciona una guía azimutal y otra de elevación, cuando ambas se combinan determinan una recta por la cual debe seguir la aeronave para realizar un aterrizaje optimo; pero este sistema tiene carencia de información sobre la desviación proporcional fuera de un sector situado alrededor de la trayectoria recta y única. La baja frecuencia utilizada resulta en un alto grado de sensibilidad a las reflexiones el cual causa curvaturas en el curso. La Organización de la Aviación Civil Internacional propuso que se lleve a cabo un estudio de un sistema donde: - Se utilice frecuencias de Microondas de 5 GHz y 15 GHz, los cuales proveen una guía con menos sensibilidad a las re- flexiones, para el diagrama de radiación necesitado. - Se tenga mayor flexibilidad en la elección del sendero de guía. - Se tenga la capacidad de determinar su ubicación dentro de un volumen de cobertura. Se mejore la disminución del ruido eléctrico y sonoro a lo largo de la ruta; y - Se lleve a cabo espaciamientos cortos entre aeronaves durante el aterrizaje. Por lo tanto, las estaciones terrestres generaran señales electromagnéticas que facilitaran a los elementos de abordo la obtención de datos precisos en cuanto al azimut, así corno elevación y distancia referidos a la pista. Estos datos se presentarán al piloto o servirán como información de entra- da para los sistemas automáticos de control de vuelo; a todo este nuevo sistema se le denominara Sistema de Aterriza je por Microondas (MLS). Este Sistema de Aterrizaje por Microondas (MLS) tendrá como elementos principales: un sistema de orientación Azimutal y de Elevación, y un equipo para la Medida de Distancia (DME). Para cumplir con los propósitos del Sistema de Aterrizaje por Microondas (MLS) en este trabajo se discute la técnica del Haz de exploración de Microondas y en especial se trata del Sistema generador de la señal de Azimut, llamado el "Localizador"; luego de hacer un estudio de esos puntos se procede a diseñar el Arreglo de Antenas para cumplir con esas funciones en Azimut. La técnica convencional del Haz de Exploración (Ver Fig. 2) se caracteriza por haces en abanico, generado en tierra, que barren los sectores de Azimut y de Elevación. La información referente al valor angular instantáneo de cada haz es llevada en la señal del haz portador por una subportadora cuya frecuencia es proporcional al valor angular instantáneo. El equipo de a bordo determina el ángulo correspondiente al eje del haz cuando la aeronave se presenta en el haz de exploración. Un deseo de este trabajo es contribuir con la solución de los problemas en el aterrizaje ya sea estos debido a la poca visibilidad, condiciones climatológicas pésimas, alto tráfico aéreo, etc. con el fin de mejorar el servicio para el usuario.