Les Principes du Radar

Était-ce RAP?

Radar d'approche de précision

Le radar d’approche de précision (RAP) est un radar spécialisé utilisé dans les aéroports pour faciliter les atterrissages, particulièrement par mauvaise visibilité. Il est placé près du milieu d’une piste (à une distance allant jusqu’à 2 000 mètres) et est opéré à distance. Le radar donne l’altitude, la distance et la trajectoire de vol de l’aéronef à la tour de contrôle qui peut alors guider le pilote vers la piste lors de mauvaise condition météorologiques. Le contrôleur aérien peut ainsi conseiller l’azimut et l’altitude à suivre au pilote jusqu’au point de décision, environ un demi mille marin ou 800 mètres, du bout de la piste.

L’avantage de la méthode classique de transmettre ces instructions par radio est son applicabilité générale qui ne nécessite aucun appareil supplémentaire sur l’aéronef.

Figure 2 : Radar d’approche de précision Raytheon AN/FPN-63 utilisant des antennes réseau à commande de phase, formant deux radars indépendants (vertical et horizontal) comme dans la figure 1.

Figure 2 : Radar d’approche de précision Raytheon AN/FPN-63 utilisant des antennes réseau à commande de phase, formant deux radars indépendants (vertical et horizontal) comme dans la figure 1.

Utilisation

Tous les systèmes RAP peuvent donner des informations sur de multiples pistes d’atterrissage associées à l’aéroport quand ils sont montés sur un plateau tournant qui les aligne vers la piste couramment en usage. Cependant, seule une piste peut être utilisée à la fois dans ce cas, l’antenne radar pointant vers le bout d’approche de celle-ci.

L’information provenant du radar est affichée sur un affichage Beta. Un certain nombre de curseurs et de points de repère à l’écran permettent de suivre l’approche de l’avion et permettent au contrôleur de guider le pilote vers l’approche idéale.

Des instructions telles que « votre trajectoire est légèrement trop à droite (gauche) » ou « au-dessus (en-dessous) de la trajectoire de descente » sont transmises par radio au pilote qui peut alors corriger sa course. Tant que l’approche est correcte, le contrôleur ne dira que « sur l’axe et sur la trajectoire de descente ».

Ce type de radar doit être étalonné par des vols témoins avec de petits avions qui suivent le tracé idéal par beau temps. Ces vols sont enregistrés par une caméra à haute résolution en bout de piste. Toute déviation du tracé sur les données radar dû à une erreur d’orientation ou un défaut de l’antenne peut alors être documenté avec la vidéo et une correction peut être appliquée au radar.

RAP en 2D

Quand les radars à 2 dimensions dominaient la scène des radars de surveillance, le radar d’approche de précision était une combinaison de deux radars identiques opérant à deux fréquences légèrement différentes, généralement dans la bande-X. Ils avaient des antennes dont l’orientation était à 90 degrés l’un de l’autre, chacune émettant un faisceau plat. Cette configuration classique est encore utilisée puisque ce type de radars est peu coûteux.

L’antenne avec axe vertical balaie un secteur de 10 degrés de chaque côté de l’axe de la piste pour suivre la trajectoire latérale de l’aéronef. L’antenne avec axe horizontal, ou radar de site, balaie de -1 à plus 15 degrés verticalement pour suite l’altitude de l’appareil en vol.

Figure 3 : L’antenne du radar AN/GPN-22 de Raytheon utilise une section d’antenne parabolique comme réflecteur et un émetteur réseau à commande de phase au point focal.

Figure 3 : L’antenne du radar AN/GPN-22 de Raytheon utilise une section d’antenne parabolique comme réflecteur et un émetteur réseau à commande de phase au point focal.

RAP en 3D

Avec un radar en trios dimensions, les fonctions des deux types utilises en 2D peut être réunies en une seule antenne. Il y a deux possibilités :

• Le radar balaie mécaniquement sur un axe dans une direction et dans l’autre par une déflection du faisceau électroniquement. Par exemple, le radar PAR-80 a une antenne parabolique sur un axe qui balaie de bas en haut et émet un faisceau mince en azimut par un émetteur commande de phase ;
• Le radar balaie dans les deux directions en utilisant une antenne réseau à commande de phase complète qui dévie le faisceau mince verticalement et horizontalement. Un exemple est le radar AN/GPN-22 de la figure 3 qui balaie dans les deux axes électroniquement sur une largeur angulaire déterminée. Il est seulement orienté mécaniquement vers la piste en opération.

Système d’approche aux instruments

Le RAP n’est pas un système d’approche aux instruments (en anglais Instrument landing system ou ILS) et vis-versa. L’ILS est en effet un moyen de radionavigation où l’aéronef suit des émissions radio avec un appareillage spécial pour se guider vers la piste, leur intensité étant maximale dans l’axe idéal. Les déviations sont affichées sur un écran et dans le pilote automatique.

Théoriquement, l’ILS permet donc à un avion d’atterrir avec ou sans intervention humaine alors que les données du RAP sont transmises par le contrôleur au pilote. Cependant, il existe des RAP qui intègrent les composantes émettrices d’un ILS (ex. AN/TPN-22).