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Navegación NDB/ADF
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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).