Un sistema de navegación aérea táctica , comúnmente conocido por el acrónimo TACAN , es un sistema de navegación diseñado inicialmente para que las aeronaves navales adquieran plataformas de aterrizaje móviles (es decir, barcos) y luego se expandió para su uso por otras aeronaves militares. Proporciona al usuario el rumbo y la distancia (rango oblicuo o hipotenusa) a una estación terrestre o a bordo de un barco. Es desde la perspectiva del usuario final una versión más precisa del sistema VOR / DME que proporciona información de rumbo y alcance para la aviación civil . La parte DME del sistema TACAN está disponible para uso civil; en las instalaciones VORTAC donde se combina un VOR con un TACAN, las aeronaves civiles pueden recibir lecturas VOR / DME. Las aeronaves equipadas con aviónica TACAN pueden utilizar este sistema para la navegación en ruta, así como para aproximaciones que no sean de precisión a los campos de aterrizaje.
El panel de usuario TACAN típico a bordo tiene interruptores de control para configurar el canal (que corresponde a la frecuencia asignada a la estación deseada), el modo de operación para transmisión/recepción (T/R, para obtener tanto el rumbo como la distancia) o solo recepción (REC, para obtener el rumbo pero no la distancia). La capacidad se mejoró más tarde para incluir un modo aire-aire (A/A), donde dos usuarios en el aire pueden obtener información de alcance oblicuo relativo según instalaciones específicas, [1] aunque un modo aire-aire permite establecer la distancia entre transmisores/receptores. Nota: Una aeronave equipada solo con TACAN no puede recibir información de rumbo de una estación solo VOR.
El sistema de navegación TACAN es una evolución de los sistemas de navegación por transpondedor de radio que se remontan al sistema británico Oboe de la Segunda Guerra Mundial . En los Estados Unidos, muchas empresas participaron en el desarrollo de TACAN para aviones militares. Hoffman Laboratories Div. de Hoffman Electronics Corp.–Military Products Division [2] (ahora NavCom Defense Electronics) [3] fue líder en el desarrollo del actual sistema TACAN en los EE. UU. a partir de fines de la década de 1950.
En general, el sistema TACAN puede describirse como la versión militar del sistema VOR/DME, aunque a pesar de proporcionar información similar a la de su homólogo civil, su método de funcionamiento es significativamente diferente. Opera en la banda de frecuencia UHF de 962-1213 MHz , utilizando un sistema de transpondedor de par de pulsos no muy diferente al del radar de vigilancia secundaria . Las aeronaves interrogadoras transmiten en la banda de 1024-1150 MHz, dividida en canales de 1 MHz numerados del 1 al 126; la estación que responde (tierra, barco u otra aeronave) está 63 MHz (63 canales) por encima o por debajo de la frecuencia de origen, dependiendo del canal y el modo de funcionamiento seleccionado. El espaciado entre pulsos en un par de pulsos individual también está determinado por el modo de funcionamiento del TACAN.
La información de alcance es funcionalmente idéntica al método proporcionado por el DME civil: pares de pulsos de 3,5 microsegundos (μs) (medidos de borde a borde con una intensidad de modulación del 50%) de una aeronave son repetidos por la estación que está siendo interrogada, utilizando el tiempo de ida y vuelta para calcular la distancia de alcance oblicua. El espaciado aleatorio entre pares de pulsos de interrogación permite al interrogador separar su propia señal de la de otra aeronave, lo que permite que varios usuarios accedan a la función de alcance sin interferencia mutua. Se agrega un tiempo de retardo de ida y vuelta fijo (que depende del modo del sistema) a cada par de pulsos cuando su estación lo retransmite. El interrogador generará hasta 150 pares de pulsos por segundo cuando adquiera por primera vez una estación dentro del alcance en modo de "búsqueda", luego disminuirá a ≈30 por segundo cuando la adquiera en modo de "rastreo". Los circuitos de memoria en la función de alcance permiten restablecer rápidamente un rastreo cuando los pulsos de alcance son suprimidos temporalmente por otras funciones TACAN (ver a continuación).
La información de rumbo se obtiene a partir de la modulación de amplitud (AM) de las señales de pares de pulsos de la estación que responde; la señal AM se genera mediante la rotación física de la antena direccional de una estación o la dirección electrónica de la misma señal utilizando un conjunto de antenas. Se generan dos señales AM: una señal AM fundamental a 15 Hz y una señal AM auxiliar (implementada utilizando reflectores de señal fijos en instalaciones de antenas giratorias) a 135 Hz, el noveno armónico de la señal fundamental. Estas corresponden a una señal de rumbo "gruesa" y "fina", la última mejora la precisión de la primera. El tiempo se compara entre el punto de máxima intensidad de señal positiva con un tren de referencia o "ráfaga" de pares de pulsos de frecuencia de repetición y duración específicas, sincronizados para transmitir en un punto específico en el barrido de la señal; estos reemplazan a todos los demás tipos de pulsos cuando se transmiten. El sistema VOR civil se diferencia del TACAN en que utiliza una única señal de modulación de onda continua de 30 Hz, utilizando la diferencia de fase entre un componente de fase fija y uno de fase variable (rotativo) para obtener información de rumbo.
Las estaciones TACAN transmiten pares de pulsos a una velocidad compuesta de 3600 pares/segundo: 900 de los cuales son ráfagas de referencia de rumbo y los otros 2700 están compuestos por pulsos de medición de distancia e identificación. Cuando no hay suficientes pulsos de interrogación de la aeronave, la estación utilizará un circuito de señales espontáneas para inyectar pares de pulsos aleatorios adicionales para mantener la velocidad de pulsos deseada. Esto garantiza que haya suficiente señal para soportar la demodulación de las señales de rumbo.
Las estaciones TACAN se identifican mediante código Morse . La estación transmisora reemplaza periódicamente los pares de pulsos de medición de distancia aleatorios por pares espaciados regularmente que demodulan a un tono de 1350 Hz, generando un código de identificación de tres letras a aproximadamente 6-7 ppm cada 40 segundos. Se permiten pulsos de medición de distancia y de señales espontáneas durante los espacios entre puntos y rayas. No hay capacidad para transmisión de voz en un sistema que solo utilice TACAN.
Hay dos configuraciones básicas de canal disponibles: X (la implementación original) e Y (añadida en la década de 1960 para ampliar los canales disponibles y reducir la interferencia mutua entre estaciones muy próximas entre sí). Estas configuraciones difieren en el ancho del par de pulsos, el retardo de respuesta del receptor fijo y la polaridad del desplazamiento de frecuencia con respecto al canal de interrogación. Los interrogadores TACAN pueden funcionar en cuatro modos: recepción (solo para rumbo/identificación), transmisión/recepción (para rumbo, alcance e identificación) y versiones aire-aire de los dos modos anteriores.
Cuando se implementó inicialmente, el TACAN estaba destinado a proporcionar una precisión de rumbo de ±0,22°, basada en la precisión de la señal de rumbo principal de ±2° y las correcciones aplicadas por la señal de rumbo auxiliar de noveno armónico. [5] En teoría, un TACAN debería proporcionar un aumento de 9 veces en la precisión en comparación con un VOR, pero el uso operativo ha demostrado solo un aumento aproximado de 3 veces. [6]
La precisión operativa del componente azimutal de 135 Hz es de ±1° o ±63 m a 3,75 km. [7]
Los fabricantes de equipos TACAN mencionan la capacidad de rastrear estaciones hasta 400 NM, aunque estos sistemas limitarán sus señales de alcance instrumentado a aproximadamente 200 NM. [8] Según la información oficial sobre el volumen de servicio de la FAA, se puede garantizar una recepción TACAN/DME confiable hasta 130 NM por debajo de los 45 000 pies sobre la superficie para una unidad certificada para gran altitud. [9]
En el primer vuelo del transbordador espacial , Capcom Joseph P. Allen informó a la tripulación que sus TACAN habían captado las señales del Canal 111X en San Petersburgo , Florida, a una distancia de 250 millas.
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Debido a que las unidades de acimut y alcance se combinan en un solo sistema, se facilita la instalación. Se requiere menos espacio que un VOR porque un VOR requiere un contrapeso grande y un sistema de antena en fase bastante complejo. En teoría, un sistema TACAN se puede colocar en un edificio, un camión grande, un avión o un barco y estar operativo en un corto período de tiempo. Un receptor TACAN aerotransportado se puede utilizar en modo aire-aire para proporcionar la distancia aproximada entre dos aeronaves que se coordinan seleccionando canales con 63 canales de separación (por ejemplo, la aeronave n.° 1 establece el canal 29 en su TACAN y la aeronave n.° 2 establece el canal 92 en su TACAN). No proporciona rumbo relativo.
Para uso militar, una desventaja principal es la falta de capacidad para controlar emisiones ( EMCON ) y sigilo. Las operaciones TACAN navales están diseñadas para que un avión pueda encontrar el barco y aterrizar. Dado que no hay cifrado, un enemigo puede usar la distancia y el rumbo proporcionados para atacar a un barco equipado con un TACAN. Algunos TACAN tienen la capacidad de emplear un modo "Solo demanda": solo transmiten cuando son interrogados por un avión en el canal. Es probable que el TACAN sea reemplazado por un sistema GPS diferencial similar al Sistema de aumento de área local llamado JPALS. El Sistema de aproximación y aterrizaje de precisión conjunto tiene una baja probabilidad de intercepción para evitar la detección del enemigo y se puede usar una versión para portaaviones para operaciones de aterrizaje automático .
Algunos sistemas que se utilizan en Estados Unidos modulan la señal transmitida mediante una antena giratoria de 900 RPM. Dado que esta antena es bastante grande y debe girar las 24 horas del día, es posible que esto genere problemas de confiabilidad. Los sistemas modernos tienen antenas que utilizan rotación electrónica (en lugar de rotación mecánica), por lo que no tienen partes móviles.
