Un sistema de navegación aérea táctica , comúnmente denominado con el acrónimo TACAN , es un sistema de navegación utilizado por aviones militares. Proporciona al usuario el rumbo y la distancia (distancia oblicua o hipotenusa) a una estación terrestre o a bordo de un barco. Desde la perspectiva del usuario final, es 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 de VOR/DME. Las aeronaves equipadas con aviónica TACAN pueden utilizar este sistema para navegación en ruta, así como para aproximaciones que no sean de precisión a campos de aterrizaje.
El panel de usuario a bordo típico de TACAN tiene interruptores de control para configurar el canal (correspondiente a la frecuencia asignada a la estación de superficie deseada), el modo de operación para transmitir/recibir (T/R, para obtener tanto el rumbo como el alcance) o recibir solo (REC, para obtener rumbo pero no alcance). Posteriormente, la capacidad se actualizó para incluir un modo aire-aire (A/A), donde dos usuarios en el aire pueden obtener información relativa de alcance inclinado y/o rumbo dependiendo de instalaciones específicas, [1] a través de un rumbo aire-aire. es notablemente menos preciso que un rumbo tierra-aire. Una aeronave equipada únicamente con TACAN no puede recibir información de rumbo desde una estación exclusiva de VOR.
El sistema de navegación TACAN es una evolución de los sistemas de navegación por radio transpondedor que se remontan al sistema de oboe británico de la Segunda Guerra Mundial . En Estados Unidos, muchas empresas participaron en el desarrollo de TACAN para aviones militares. División de Laboratorios Hoffman. de Hoffman Electronics Corp.–División de Productos Militares [2] (ahora NavCom Defense Electronics) [3] fue líder en el desarrollo del actual sistema TACAN en los EE. UU. a partir de finales de la década de 1950.
TACAN en general puede describirse como la versión militar del sistema VOR/DME, aunque a pesar de proporcionar información similar a su contraparte civil, su método de operación es significativamente diferente. Opera en la banda de frecuencia UHF 962-1213 MHz , utilizando un sistema transpondedor de par de pulsos no muy diferente al del RADAR de vigilancia secundario . Las aeronaves interrogadoras transmiten en la banda 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 modo de operación seleccionado. El espacio entre pulsos en un par de pulsos individual también está determinado por el modo de funcionamiento TACAN.
La información de alcance es funcionalmente idéntica al método proporcionado por el DME civil: la estación interrogada repite pares de pulsos de 3,5 microsegundos (μs) (medidos de borde a borde con una intensidad de modulación del 50%) desde una aeronave, utilizando el método de ida y vuelta. tiempo para calcular la distancia de alcance inclinado. El espaciado aleatorio entre pares de pulsos de interrogación permite al interrogador separar su propia señal de la de otras aeronaves, lo que permite que múltiples usuarios accedan a la función de determinación de distancias sin interferencia mutua. Se agrega un tiempo de retardo de ida y vuelta fijo (dependiendo del modo del sistema) a cada par de pulsos cuando es retransmitido por su estación. El interrogador generará hasta 150 pares de pulsos por segundo cuando adquiera por primera vez una estación dentro del alcance en el modo "búsqueda", luego bajará a ≈30 por segundo cuando la adquiera en el modo "seguimiento". Los circuitos de memoria en la función de alcance permiten restablecer rápidamente una pista cuando los pulsos de alcance son suprimidos temporalmente por otras funciones TACAN (ver más abajo).
La información de rumbo se deriva de la modulación de amplitud (AM) de las señales de par 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 mediante reflectores de señal fijos en instalaciones de antena giratoria) a 135 Hz, el noveno armónico de la señal fundamental. Estos corresponden a una señal de demora "gruesa" y "fina", mejorando la última la precisión de la primera. El tiempo se compara entre el punto de máxima intensidad de la señal positiva con un tren de referencia o "ráfaga" de pares de pulsos de frecuencia y duración de repetición específicas, programados para transmitir en un punto específico del 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 (giratorio) para derivar información de rumbo.
Las estaciones TACAN transmiten pares de impulsos a una velocidad compuesta de 3.600 pares/segundo: 900 de los cuales contienen ráfagas de referencia y los otros 2.700 se componen de impulsos de determinación de distancia e identificación. Cuando no haya suficientes pulsos de interrogación provenientes de la aeronave, la estación utilizará un circuito de señales espontáneas para inyectar pares de pulsos aleatorios adicionales para mantener la frecuencia de pulso deseada. Esto garantiza que haya suficiente señal presente para admitir señales de rumbo demoduladas.
Las estaciones TACAN se identifican mediante el código Morse . La estación transmisora reemplaza periódicamente los pares de pulsos de rango aleatorio con pares espaciados regularmente que se demodulan a un tono de 1350 Hz, ingresando un código de identificación de tres letras a aproximadamente 6-7 palabras por minuto cada 40 segundos. Se permiten impulsos de alcance y señales espontáneas durante los espacios entre puntos y rayas. No hay capacidad para transmisión de voz en un sistema exclusivamente TACAN.
Hay dos configuraciones básicas de canales disponibles: X (la implementación original) e Y (agregada en la década de 1960 para ampliar los canales disponibles y reducir la interferencia mutua entre estaciones muy espaciadas). Estas configuraciones difieren en el ancho del par de impulsos, el retardo fijo de respuesta del receptor y la polaridad del desplazamiento de frecuencia con respecto al canal de interrogación. Los interrogadores TACAN pueden funcionar en cuatro modos: recepción (solo para demora/identificación), transmisión/recepción (para demora, distancia e identificación) y versiones aire-aire de los dos anteriores.
Cuando se implementó inicialmente, TACAN estaba destinado a proporcionar una precisión de demora de ±0,22°, basada en la precisión de la señal de demora principal de ±2° y las correcciones aplicadas por la señal de demora auxiliar del noveno armónico. [5] Teóricamente, un TACAN debería proporcionar un aumento de precisión de 9 veces en comparación con un VOR, pero el uso operativo ha mostrado solo un aumento aproximado de 3 veces. [6]
La precisión operativa del componente de azimut 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 instrumentadas 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 45 000 pies sobre la superficie para una unidad certificada de gran altitud. [9]
En el primer vuelo del transbordador espacial , Capcom Joseph P. Allen informó a la tripulación que sus TACAN se habían fijado en las señales del Canal 111X en San Petersburgo , Florida, a un alcance de 250 millas.
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Debido a que las unidades de acimut y rango se combinan en un solo sistema, la instalación es más sencilla. Se requiere menos espacio que un VOR porque un VOR requiere un contrapeso grande y un sistema de antena en fases bastante complejo. En teoría, un sistema TACAN podría colocarse en un edificio, un camión grande, un avión o un barco, y estar operativo en un corto período de tiempo. Se puede utilizar un receptor TACAN aerotransportado en modo aire-aire, lo que permite que dos aviones que cooperan encuentren sus rumbos y distancias relativas.
Para uso militar, un inconveniente principal es la falta de capacidad para controlar las emisiones ( EMCON ) y el sigilo. Las operaciones navales TACAN están diseñadas para que un avión pueda encontrar el barco y aterrizar. Dado que no hay cifrado, un enemigo puede utilizar el alcance y el rumbo proporcionados para atacar un barco equipado con un TACAN. Algunos TACAN tienen la capacidad de emplear un modo "Solo demanda": solo transmiten cuando son interrogados por una aeronave en el canal. Es probable que TACAN sea reemplazado por un sistema GPS diferencial similar al Sistema de Aumento de Área Local llamado JPALS. El sistema conjunto de aproximación y aterrizaje de precisión tiene una baja probabilidad de intercepción para evitar la detección del enemigo y se puede utilizar una versión de portaaviones para operaciones de aterrizaje automático .
Algunos sistemas utilizados 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, posiblemente cause problemas de confiabilidad. Los sistemas modernos tienen antenas que utilizan rotación electrónica (en lugar de rotación mecánica), por lo que no tienen partes móviles.
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