4-5-1. Radar

4-5-1. Radar

 

a. Capabilities

 

1. 레이더는 전파를 공중으로 전송한 후 물체로부터 반사되었을 때 수신하는 방법이다. 그 거리는 전파가 전송된 후 수신 안테나로 다시 돌아오는데 걸리는 시간을 측정하여 결정된다. 물체의 방향은 반사된 전파를 수신하였을 때의 회전 안테나 위치를 통해 결정된다.

 

2. 보다 신뢰할 수 있는 정비, 그리고 향상된 장비 덕분에 레이더 시스템 고장은 무시할 수 있는 수준으로 감소되었다. 대부분의 시설들은 일부 요소들을 한 쌍으로 갖추고 있다. 하나는 계속 작동 중이며 다른 하나는 기본 요소의 오작동 시 즉시 대체된다.

 

b. Limitations

 

1. 레이더 서비스에는 한계가 있다는 사실을 인지하는 것이 매우 중요하다. 또한 관제사는 그들의 관제 하에 있지 않은 항공기, 그리고 레이더에 잡히지 않는 항공기에 대한 항적 정보를 발부할 수 없을 것이다(그림 4-5-1 참조).

(a) 전파는 보통 연속된 직선으로 이동한다. 단, 다음과 같은 경우는 제외한다:

 

(1) 비정상 대기 현상(예를 들어 기온 역전)으로 인해 “굴절”되는 경우

 

(2) 밀도가 높은 물체(예를 들어 짙은 구름, 강수, 지상 장애물, 산, 등등)에 의해 반사, 혹은 감쇠되는 경우

 

(3) 높은 지형에 의해 가려지는 경우

 

(b) 전파가 지상으로 굴절된 경우 레이더 화면에 많은 blips가 나타날 수 있다. 전파가 위로 굴절된 경우에는 탐지 범위가 감소할 수 있다. 이상 전파라고도 불리는 이러한 전파 굴절의 영향을 해결하는 것은 어렵다. 그러나 beacon radar를 사용하는 것, 그리고 MTI(moving target indicator)를 통해 정지된/천천히 움직이는 물체를 제거하는 것이 이러한 문제를 해결한다.

 

(c) 밀도가 높은 물체를 타격하여 반사된 레이더 에너지는 관제사의 스코프에 표시될 것이다. 이는 같은 거리의 항공기를 차단하며 더 먼 거리의 target 표시를 약화시키거나, 혹은 완전히 제거할 수 있다. radar beacon과 MTI는 ground clutter, 그리고 기상 현상을 제거하는데 매우 효과적으로 사용된다. 그리고 레이더 빔을 circularly polarizing 하는 방법은 일부 weather returns를 제거할 것이다. MTI의 취소 신호와 일치하는 속도(tangential, 혹은 “blind” speed)로 비행하는 항공기는 관제사에게 표시되지 않을 수 있다는 점이 MTI의 단점이다.

 

(d) 비교적 낮은 고도의 항공기가 산에 의해 가려지거나, 혹은 지구 곡률로 인해 레이더 빔 아래에 있다면 레이더에 잡히지 않을 것이다. 이는 일부 지역에 전략적으로 배치된 다수의 레이더를 통해 해결되었다. 다수의 레이더 설치에도 불구하고 실용적이지 못한 일부 지형에서는 ADS-B가 ATC 감시를 제공한다.

 

(e) 레이더 관제에 영향을 미치는 몇 가지 다른 요인들이 있다. 항공기의 반사 표면의 크기에 따라 radar return의 크기가 결정된다. 따라서 small light airplane, 혹은 sleek jet fighter는 large commercial jet나 military bomber보다 primary radar에서 찾기 어려울 것이다. 따라서 트랜스폰더나 ADS-B의 사용이 매우 유용하다. 모든 FAA ATC 시설들은 관제사에게 automatically reported altitude 정보를 표시한다(단, 항공기가 적절한 장비를 갖춘 경우).

 

(f) ATC en route 내 일부 위치에서는 secondary-radar-only(no primary radar) gap filler radar systems가 사용된다. 이는 두 개의 커다란 레이더 시스템(이들은 primary radar와 secondary radar를 둘 다 제공) 사이에서 저고도 레이더 범위를 제공하기 위함이다. ADS-B도 이와 동일한 역할을 수행하여 primary radar와 secondary radar를 보완한다. secondary radar only나 ADS-B로 서비스되는 지리적 영역의 경우 transponder, 혹은 ADS-B를 갖추지 않은 항공기는 레이더 서비스를 받을 수 없다. 또한 항공기는 primary targets에 관한, 그리고 ATC radar-derived weather에 관한 레이더 조언을 제공받을 수 없다.

 

REFERENCE-

Pilot/Controller Glossary Term – Radar.

 

(g) 풍력 터빈은 일반적으로 transponder/ADS-B Out 항공기의 air traffic surveillance radar returns 품질에 영향을 미치지 않는다. 간섭 문제는 search radar와 Non-Transponder/Non-ADS-B Out 항공기에 적용된다.

 

NOTE-

일반적으로 하나, 혹은 두 개의 풍력 터빈은 상당한 레이더 수신 손실로 이어지지 않는다. 허나 세 개 이상의 풍력 터빈으로 구성되는 wind turbine farm은 search radar의 결과물에 부정적인 영향을 미친다.

 

(1) wind turbine farm에서의 탐지 손실은 매우 상당하다. 극단적인 경우 이러한 탐지 손실은 터빈으로부터 1.0NM까지, 그리고 wind turbine farm으로부터 모든 고도까지 연장될 수 있다. (그림 4-5-2 참조.)

NOTE-

모든 항공기는 14 CFR §91.119(c)를 준수해야 한다(“...aircraft may not be operated closer than 500 feet to any person, vessel, vehicle, or structure”).

 

(2) 간섭을 피하기 위해 Non-Transponder/Non-ADS-B Out 항공기는 고도에 상관없이 wind turbine farms로부터 1.0NM 이내를 피해야 한다.

 

(3) wind turbine farms에서 search-only targets의 탐지 손실이 발생한 경우 dropped track과 erroneous track이 발생하여 분리가 상실될 수 있다. 때문에 Non-Transponder/Non-ADS-B Out 항공기는 hemispheric rule에 따라 적절한 VFR 고도를 운영해야 하며 see-and-avoid를 활용해야 한다.

 

(4) wind turbine farms 근처에서는 ATC가 Non-Transponder/Non-ADS-B Out 항공기와의 분리를 제공할 수 없다는 것을 조종사는 인지해야 한다. 이러한 non-equipped aircraft가 레이더와 TIS-B(Traffic Information Services-Broadcast)에 표시되지 않을 수 있으므로 see-and-avoid는 조종사의 책임이다.

 

(h) 미확인 항공기가 레이더에 잡히지 않는 경우, 비행 계획서 정보가 없는 경우, 혹은 항적의 양과 업무량이 항적 정보를 발부할 수 없게 만드는 경우 관제사는 조종사에게 다른 항적과의 근접 조언을 제공하지 못할 수도 있다. 관제사의 최우선 업무는 IFR 항공기들 간의 수직, 가로, 혹은 세로 분리를 설정하는 것이다.

 

c. FAA radar는 Chart Supplement U.S.에 표시된 위치에서 계속 작동한다. 이러한 레이더의 서비스는 모든 조종사들이 이용 가능하다. guard frequency를 통해 관련 FAA control tower나 ARTCC와 교신하여 지시를 받는다. 비상 상황인 경우에는 아무 FAA 시설과 교신하여 가장 가까운 레이더 서비스에 대한 정보를 받는다.