Transponder Radar Beacon

Um transponder radar beacon, ou simplesmente, um transponder, fornece identificação positiva e localização de uma aeronave nas telas de radar do ATC. Para cada aeronave equipada com um codificador de altitude, o transponder também fornece a altitude de pressão da aeronave a ser exibida adjacente ao ícone na tela que representa a aeronave. 

Os recursos de radar nos aeroportos variam. Geralmente, dois tipos de radar são usados ​​pelo controle de tráfego aéreo (ATC). O radar primário transmite ondas de rádio UHF ou SHF direcionais sequencialmente em todas as direções. Quando as ondas de rádio encontram uma aeronave, parte dessas ondas reflete de volta para uma antena terrestre. Os cálculos são feitos em um receptor para determinar a direção e a distância da aeronave ao transmissor. Um blip ou alvo representando a aeronave é exibido em uma tela de radar, também conhecido como indicador de posição do plano (PPI). A direção do azimute e a distância escalada da torre são apresentadas dando aos controladores uma fixação bidimensional na aeronave.

Um radar de vigilância secundário (SSR) é usado pelo ATC para verificar a posição da aeronave e adicionar a terceira dimensão de altitude à sua localização. O radar SSD transmite trens de pulso codificados que são recebidos pelo transponder a bordo da aeronave.

Os pulsos Modo 3/A, como são conhecidos, auxiliam na confirmação da localização da aeronave. Quando a comunicação verbal é estabelecida com o ATC, um piloto é instruído a selecionar um dos 4.096 códigos discretos no transponder. Estes são códigos octais digitais. A estação terrestre transmite um pulso de energia a 1030 MHz e o transponder transmite uma resposta com o código atribuído anexado a 1090 MHz. Isso confirma a localização da aeronave normalmente alterando seu símbolo de alvo na tela do radar. Como a tela pode ser preenchida com muitas aeronaves confirmadas, o ATC também pode solicitar ao piloto a identificação. Ao pressionar o botão IDENT no transponder, ele transmite de tal forma que o símbolo do alvo da aeronave é destacado no PPI para ser distinguível.

Para obter esclarecimento de altitude, o controle do transponder deve ser colocado na posição ALT ou Modo C. O sinal transmitido de volta ao ATC em resposta à interrogação do pulso é então modificado com um código que coloca a altitude de pressão da aeronave próxima ao símbolo do alvo na tela do radar. O transponder obtém a altitude de pressão da aeronave a partir de um codificador de altitude conectado eletricamente ao transponder. Antenas de transponder de aeronaves típicas são ilustradas na Figura.

O sistema de transponder ATC/aeronaves descrito é conhecido como Air Traffic Control Radar Beacon System (ATCRBS). Para aumentar a segurança, a resposta de altitude do Modo S foi desenvolvida. Com o Modo S, cada aeronave é pré-atribuída a um código de identidade exclusivo que é exibido junto com sua altitude de pressão no radar ATC quando o transponder responde à interrogação SSR. 

Como nenhuma outra aeronave responde com este código, a chance de dois pilotos selecionarem o mesmo código de resposta no transponder é eliminada. Um computador moderno processador de dados de voo (FDP) atribui o código de beacon e pesquisa os dados do plano de voo para obter informações úteis a serem exibidas na tela ao lado do alvo em um bloco de dados para cada aeronave.

O modo S às vezes é chamado de seleção de modo. É um protocolo de pacote de dados que também é usado em sistemas de prevenção de colisões a bordo. Quando usado pelo ATC, o Modo S interroga uma aeronave por vez. A carga de trabalho do transponder é reduzida por não ter que responder a todas as interrogações em um espaço aéreo. Além disso, as informações de localização são mais precisas com o Modo S. Uma única resposta em que a fase de resposta do transponder é usada para calcular a posição, chamada de monopulso, é suficiente para localizar a aeronave. O Modo S também contém capacidade para uma variedade maior de troca de informações que é um potencial inexplorado para o futuro. Ao mesmo tempo, a compatibilidade com a tecnologia de radar e transponder mais antiga foi mantida.

Testes e inspeções de transponders 

O Título 14 do Código de Regulamentos Federais (CFR) parte 91, seção 91.413 afirma que todos os transponders em aeronaves voadas em espaço aéreo controlado devem ser inspecionados e testados de acordo com 14 CFR parte 43, Apêndice F, a cada 24 meses. A instalação ou manutenção que pode introduzir um erro de transponder também é motivo para inspeção e teste de acordo com o Apêndice F. Somente uma oficina devidamente classificada, o fabricante da aeronave (se instalou o transponder) e os detentores de um programa de aeronavegabilidade contínua são aprovados para conduzir os procedimentos. Tal como acontece com muitos dispositivos radioeletrônicos, existem equipamentos de teste para testar a operação de aeronavegabilidade de um transponder.

Operar um transponder em um hangar ou na rampa não o imuniza de interrogatório e resposta. A transmissão de certos códigos reservados para emergências ou atividades militares deve ser evitada. O procedimento para selecionar um código durante a operação em solo é fazê-lo com o transponder no modo OFF ou STANDBY para evitar transmissão inadvertida. O código 0000 é reservado para uso militar e é um código transmissível. O código 7500 é usado em uma situação de sequestro e 7600 e 7700 também são reservados para uso emergencial. Mesmo a transmissão inadvertida do código 1200 reservado para voo VFR fora da direção do ATC pode resultar em ação de evasão. Todos os sinais recebidos de um transponder de radar são levados a sério pelo ATC.

Codificadores de Altitude 

Os codificadores de altitude convertem a altitude de pressão da aeronave em um código enviado pelo transponder ao ATC. Incrementos de 100 pés são geralmente relatados. Os codificadores têm variado ao longo dos anos. Alguns são embutidos no instrumento do altímetro usado no painel de instrumentos e conectados por fios ao transponder. Outros são montados fora da vista em um rack de aviônicos ou similar fora do caminho. Estes são conhecidos como codificadores cegos. Em aeronaves da categoria transporte, o codificador de altitude pode ser uma grande caixa preta com uma conexão de linha estática a um aneróide interno.  

Os codificadores modernos de aviação geral são menores e mais leves, mas ainda apresentam uma conexão de linha estática e aneroide interna. Alguns codificadores usam microtransistores e são completamente em estado sólido, incluindo o dispositivo sensor de pressão do qual a altitude é derivada. Nenhuma conexão de porta estática é necessária. A troca de dados com GPS e outros sistemas está se tornando comum.

Quando um seletor de transponder é definido em ALT, a mensagem de pulso digital enviada em resposta à interrogação do radar de vigilância secundária torna-se a representação digital da altitude de pressão da aeronave. Existem 1280 códigos de altitude, um para cada 100 pés de altitude entre 1200 pés do nível médio do mar (MSL) e 126.700 pés MSL. A cada incremento de altitude é atribuído um código. Enquanto estes seriam 1280 dos mesmos códigos usados ​​para localização e IDENT, a interrogação do Modo C (ou S) desativa os 4096 códigos de localização e faz com que o codificador se torne ativo. O código de altitude correto é enviado ao transponder que responde à interrogação. O receptor SSR reconheceu isso como uma resposta a uma interrogação do Modo C (ou S) e interpreta o código como código de altitude.