sistema tacan
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La familia de sistemas TACAN comprende como equipo central el avanzado equipo de a bordo Micro-TACAN
(MITAC) que realiza varias funciones. Permite navegacih de encaminamiento en cooperacih con las rstaciones
terrestres TACAN y aproximacih y aterrizaje en cooperacih con la ayuda de aterrizaje SETAC. Las estaciones
terrestres TACAN se reemplazarh en el futuro por las estaciones mas eficientes ORTAC-M en la Rephblica
Federal Alemana.
M. B%IHM
Standard Elektrik Lorenz AG, Stuttgart, Rpublica Federal de Alemania
Introducclh
SEL ha continuado desde 1950 con sus actividades
anteriores a la guerra en el campo de ayudas a1 aterri-
zaje. De 1950 a 1959 se desarrollaron 10s sistemas lo-
calizadores ILS, LAB, LKl y LK2, ademas del siste-
ma ILS de trayectoria de descenso.
A mediados de 1962 se presto especial atencion a la
conception de ayudas militares de aterrizaje de alta
movilidad para aeronaves VTOL que se consideraron
en esa poca de importancia principal para las nuevas
fuerzas germanas.
En septiembre de 1963, SEL presento una propuesta
para un si stema de ayuda de aterrizaje basado en haces
de exploracion para la medida de azimut y de eleva-
cion. De acuerdo con esta propuesta, se construyo un
mode10 funcional utilizando dos radares modificados
de vigilancia en la banda X (principios similares se
utilizan en el sistema MLS de USA). Aunque 10s resul-
tados conseguidos con este mode10 fueron esperanza-
dores, se decidio, finalmente, que un si stema de a bor-
do especial no podria ser la solution mis economica
por el corto ti empo de aproximacion y aterrizaje du-
rante cada mision.
Despus de una evaluacidn total durante 1964 y
1965 de todos 10s principios fisicos y bandas de fre-
cuencia conocidos y concebibles, adecuados para ayu-
das de aterrizaje se encontre como mejor solution la
utili zacion del ya introducido equipo de radionavega-
cion de encaminamiento tambin para la aproximacion
y el aterrizaje,
especialmente el empleo del equipo
TACAN.
Para la guia de aeronaves VTOL, se propuso, en
principio, el sistema DOTAC (Doppler-TACAN), que
como ayuda de aterrizaje de precision y alta movili dad
reuniria estas especificaciones tipicas:
alcance
20 km
error de alcance
31 10 m (0)
cobertura de azimut
360
error de azimut
I I 0,5O
cobertura de elevacion 8O a 80
error de elevacion
f 1.
En l a maqueta de la figura 1 se muestra el aspecto
exterior de esta ayuda de aterrizaje ta1 como se conce-
bia en aquella epoca. La caracteristica mas avanzada
(ademas de la antena totalmente electronica) era el
equipo de a bordo IMicro-TACAN, tambin utilizado
como respondedor de tierra, en una version ligeramente
modificada.
:: bkca registrada del sirtema ITT
*
Lista de abreviaturas
ADF - Radiogonidmetro automatico
BITE
- Equipo de prueba i ncorporado
CTOL - Despegue y nterrizaje convencionales
DME - Equipo de medida de distancias
DOTAC - TACAN,-Doppler
SSB - Modulation de banda lateral unica
(ELU)
FOTRC - Sistema de vue10 cn ormacion en la
banda de frecuencias TACAN
ICAO - Organizacion international de aviation
civil
ICNI
- Comunicacidn integrada, navegacion e
identification
IFF - Identification amigo/enemigo
ILS - istema de sterrizaje instrumental
LORAN - Navegacion de largo alcance
MITAC-&l-DIA - Equipo muitiple Micro-TACA N con
convertidor digitaiianalogico
MLS - Sistema de aterrizaje por microondas
ORTAC- M -, Sisrema de navegacion en la banda de
frecuencias TACAN
PDME - DME de precision
SROB
- Radiofaro omnidireccional de corto
alcance
SSR
- Radar de vigilancia secundario
TACAN - Navegacion area tzktica
UHF - Banda de frecuencias 725-400 MHz
VHF - Banda de frecuencias lOO-150 MHz
VOR - Radiofaro omnidireccional de VHF
VTOL
- Despegue Y arerrizaje verticales
En 1967 se hizo evidente que a& no era el mo-
mento adecuado para un VTOL en la Republica Fede-
ral Alemana. Sin embargo, 10s resultados de 10s estu-
dios realizados en SEL fueron tambin muy aprovecha-
bles para el dise& de las ayudas de aterrlzaje CTOL
de applicaciones tacticas.
La propuesta del SETAC
-
inventado por el Prof. Kramar, el pionero del
ILS - encontraron inmediato apoyo en el cliente.
La comparacion del POTAC y el SETAC aconsejo
realizar incluso esos diferentes sistemas utilizando una
solution de bloques basada tin 10s principios y frecuen-
cias del TACAN, con particular nfasis en equipo de
a bordo MI TAC, como parte central. De esta forma,
se establecio el concepto de una familia de sistemas
TACAN para diferentes aplicaciones eacticas.
Objetivos de la familia de sistemas TACAN
Los planificadores militai-es conceden alta prioridad
a la movilidad de las tres ramas de las fuerzas arma-
das. Esto requiere un control eficiente de 10,s ehfculos
y aviones mediante mtodos adecuados de localizaci&r
y navegacion. El equipo de radionavegac i6n ha de per-
mitir principalmente:
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Familia TACAN
Fig. 1 Maqueta de auuda DOTAC (Doppler-TACAN) para
aterrizaje de VTOL.
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alta movilidad
-
insensibilidad contra interferencias y medio am-
biente hostil,
- flexibiiidad.
Una alta movilidad exige pequefias dimensiones,
poco peso, instalacion sencilla y rapida, facil control y
bajo consuma de energfa.
La insensibilidad contra interferencias y medio am-
biente se asegura con un disefio avanzado, alta fiabi-
iidad y eficiente superviskin.
La flexibiiidad para todas las aplicaciones puede
conseguirse mediante sistemas modulares cuyas aplica-
ciones pueden optimizarse.
Los cometidos de las Fuerzas Areas, del Ejrcito y
tambin de la Armada en el campo de la navegacion
tactica - encaminamiento en vuelo alto y bajo, apro-
simacion, aterrizaje,
direction hacia un objetivo y
vuelo en formacion - contienen una base comnn. Nece-
sitan siempre medidas de position de dos o tres dimen-
siones, a veces tambin medida dc la velocidad de
aproximackk y ademas intercambio de datos ylo con-
versacion. Basandose en 10s principios del TACAN,
estas operaciones pueden resolverse facilmente con el
empleo de antenas de amplia apertura para la medida
de angulos, impulsos para la medida precisa de distan-
cias y la adecuada modulacion de impulsos para l a
transmision de datos de conversacion.
Sin embargo la conception de una familia de siste-
mas TACAN no solo ha de guiarse por razones tkcni-
cas. Como se indica en la tabla 1, son de principal im-
portancia Los factores economicos, logisticos y tambin
sicologicos.
Tabla
1 -
Razonespara utilizar nuevas derivaciones del sistema
TACAN
Razones tcnicas
- Banda de frecuencias favorable con respecto a las carac-
teristicas y tecnologia disponible
- Numero suficiente de canales (252)
-
Anchura de banda suficiente (300 kHz)
-
Sistema de impulsos
- Uso eficiente de conjuntos de antena de amplia apertura
- Resistente a interferencias enemigas
(TACAN de seguridad)
Razones ecomhicas
-
Utilizacion de la production existente y facilidades de
prueba
- Utilizacion de facilidades existentes de conservation y
reparacion
-
Utilizacion de persona1 experimentado y entrenado
-
Series de gran production para,modulos basicos
Razones logisticas
- Almacenamiento simplificado (numero reducido de
repuestos)
-
Intercambiabilidad
- Sistema modular normalizado
Razones sicol6gtcas
-
Confranza en un sistema experimentado
- Mejoras introducidas paso a paso sin el riesgo de cam-
bios bruscos
La figura 2 muestra la idea actual de la familia de
sistemas TACAN. El equipo de a bordo MITAC-M-
D/A proporciona la capacidad de navegacion de enca-
minamiento en cooperacion con estaciones terrestres
TACAN u ORTAC-M, aproximacickr y aterrizaje en
cooperacion con estaciones terrestres SETAC y vuelo
en formacion en cooperacion con el equipo de a bordo
FOTAC.
Resumiendo, 10s objetivos de la familia de sistemas
TACAN son:
-
adecuado para una sencilla y economica combina-
cion de diferentes sistemas para diferentes opera-
ciones tacticas de las Fuerzas Areas, Ejrcito y Ar-
mada;
- utilizacion multiple de un moderno equipo de a
bordo Micro-TACAN, mediante adaptacion de 10s
formatos de sefial de varias estaciones terrestres a
este equipo;
-
empleo del menor numero de modulas normalizados
posible que puedan utilizarse para todos estos siste-
mas sin cambios o con muy pequenas modificacio-
nes.
Propiedades tipicas de la banda de frecuencias
TACAN
La evaluacion de la viabilidad de la familia de sis-
temas TACAN condujo a la conclusion de que hoy
dia, 10 mismo que hace 20 ar?os, la banda de frecuen-
cias TACAN es perfectamente adecuada para fines
tacticos respecto a1 numero de canales, anchura de ban-
da y formato de 10s impulsos. Ademas, el tremendo
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Familia TACAN
IACAN IE ABORD0
, ,/ \ ALp,:
SETAC
OATACM
Fig. 2 Familia de sistemas TACAN.
ESTRCION
IERRESIRE
GRN-9A
progreso tecnologico realizado durante 10s pasados 20
afios, proporciona la base para mejoras esenciales y
ampliation de las propiedades de 10s sistemas de ate-
rrizaje y navegacion derivados del TACAN.
Otra importante caracteristica de la banda de fre-
cuencia TACAN, es que puede utilizarse tambin por
usuarios civiles para la medida de distancias (el siste-
ma civil ICAO-DME es idntico a1 TACAN-DME.
El azimut, sin embargo, se mide utilizando VOR en
lugar de TACAN).
Las sefiales de radio de la banda de 1 @Hz se pro-
pagan de la misma manera que la luz, y pueden des-
preciarse la reflexion y la absorcion atmosfrica. Por 10
tanto, pueden obtenerse alcances de hasta 100 km uti-
lizando transmisores de estado solide. Utilizando trans-
misores de valvulas pueden facilmente conseguirse al-
tances entre 300 y 500 km, con sensibilidades del re-
ceptor de unos - 90 dBm.
Con respecto a la propagation y a la tecnologia dis-
ponible, la banda L ofrece numerosas ventajas. Ade-
mas, 10s canales aqui disponibles estan todavia lejos
de la saturacion. Por tanto, resulta muy razonable,
economicamente, proporcionar servicios adicionales
dentro de esta banda. La utilizacion de varios canales
TACAN para IFF-SSR no disminuye esencialmente
este potencial.
El progreso tcnico durante 10s ultimes a?ios ha de-
mostrado que una longitud de onda de 30 cm y una
anchura de banda de canal de unos 30 kHz son muy
adecuadas para altas precisiones, incluso utilizando
tcnicas de medida de angulo y distancia mas bien con-
vencionales. Nuevos mtodos de proceso de la sefial
para l as medidas, tanto de angulos como de distancia,
permiten ulteriores mejoras de la precision o dimen-
siones mas pequefias de las antenas, con las precisiones
actuales.
Mbdulos presentes y futuros de la familia de sistemas
TACAN
Durante el desarrollo de la nueva familia TACAN
se abrieron algunos nuevos caminos, tanto en el siste-
ma como en la tecnologia. Esto exigio i nversiones sus-
tanciales en fondos y en tiempo, dando lugar, sin em-
bargo, a una solution que atrajo la atencion interna-
cional.
Desde el punto de vista del sistema tuvieron lugar
las siguientes mejoras:
- DME de precision en la banda L.,
-
nuevas tcnicas de medida de angulos (para azimut
y elevacion).
Tecnologicamente, las siguientes mejoras pueden ser
de inters :
-
transmisor de estado solide de gran anchura de ban-
da (200 W, ciclo de trabajo del 10 % en la banda
total del TACAN de 252 MHz);
-
sintetizador rapido de frecuencia ( tiempo de con-
mutation de 100 ,~s desde el canal inferior a1 supe-
rior);
-
miniordenadores digitales para proceso de la sea
de tierra y de a bordo;
-
modernos diseGos de antena;
- modernas tcnicas de modulacion de banda lateral
unica.
En la figura 3, se hace un resumen de 10s modulas
y funciones principales.
Hay que seGalar que 10s ordenadores digitales efi-
cientes y de reducido tamano avanzan rapidamente en
aplicaciones terrestres (ORTAC-M), asi como en apli-
caciones de a bordo (SETAC) y no como equipo sepa-
rado, sino como modulas de un sistema. Estos ordena-
dores se utilizan en la actualidad para medidas de pre-
cision de angulos. Sin embargo, esto no agota su capa-
cidad. Se pueden utilizar tambin para proteger 10s
sistemas contra interferencias e ingerencias del enemi-
go, dentro de un plan de agilizacion de frecuencias.
Los m6dulos dependientes de la frecuencia estan dise-
fiados en banda ancha (amenas, sintetizadores, ampli-
ficadores de potencia, reflectores, etc.). LOS ordenado-
res de tierra y de a bordo necesitan solo programas
adecuados para proveer control de 10s sistemas de sin-
cronizacion elegidos y de 10s modelos de agilizacion.
La optimizacion de estos medios para proteger 10s sis-
temas, es una tarea importante en el desorrallo futuro.
Conclusih
La variedad de funciones tacticas de radionavega-
cion no es pequefia. Existe la opinion creciente de que
ya no es razonable, ni tcnica ni economicamente, re-
solver estas funciones con una variedad semejante de
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Fig. 3 M6dulos y funciones de la familia de sistem as TACAN.
EPTOR EUTELITE
RADAR
HF
TRPYECTOW
DE&SD
(2) ANTENREAlA-HF
VHhFId\ \\\ \uf~\ ANTEI~AOF
UARCCDORLS-\/
L LOMN
UHF
RAD4R iTIMETRli-
Fig. 4 Ejempl o dc especializ acih de equipo de a bordo.
ENCAhliNAuilFNTP
ACIMlllOF PRECISION
OISTLNCIAF PRECISION
ACIMUT E PRECISION
OISTANCIAE PRECISIflN
04TOS
ATFRkAJE
PROYECTOE OESCENSO
OF PRECISION
OISTANCIAE PRECISION
OATOS
Fig. 5 Ejempl o de posible i ntegracih de funciones de a bordo.
equipos y sistemas especializados. En la figura 4 se
muestra un desalentador ejemplo de equipo de radio
especializado y no integrado de un gran avion militar.
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Todas las funciones esenciales del equipo de radio
de las unidades de a bordo pueden concentrarse en un
sistema unificado denominado TCNI: Integrated Com-
munication (palabra, datos), Navigation (localizacion,
gufa) and Identification (Comunicacion integrada, Na-
vegacion e Identification). Un sistema ICNI, basado
en el TACAN, ofrece muchas oportunidades para una
mejora sustancial de la eficiencia y economia de las
misiones areas.
La familia de sistemas TACAN de SEL comprende
en la actualidad el equipo de a bordo MITAC-M-D/B,
la ayuda de aterrizaje SETAC y la moderna ayuda de
encaminamiento ORTAC-M. Estos sistemas se descri-
ben con detalle en 10s articulas que siguen. En el futu-
ro, estos sistemas se suplementaran con el sistema de
vuelo en formacion, FOTAC. La figura 5 aclara las
multiples funciones de esta familia de sistemas para el
equipo de a bordo. Naturalmente, el grado de integra-
cion de muchas funciones en un equipo no es ilimita-
do. El coste y la complejidad han de mantenerse den-
tro de 10 optima. Tambin hay que tener en cuenta el
riesgo por interferencia del enemigo. Como se indica
en 10s articulas siguientes,
la solution proporcionada
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Familia TACAN
por la familia de sistemas TACAN entra muy bien
dentro de 10 bptimo.
Agradecimiento
La realizacion de esta familia de equipos solo ha
sido posible debido a la activa y eficiente ayuda de
diversos organismos y personas involucradas por parte
del cliente gubernamental. Para todos ellos nuestro
agradecimiento.
Su disposicion para una continua y
eficiente cooperacion con 10s ingenieros de SEL faci-
lit6 las frecuentes dificultades que se presentaron en el
desarrollo.
Referencias
[l] M. Bohm, E. Coors: New Radio Navigation Aids Based on
TACAN Principles; AGARD Conference Proceedings N
148 en The Guidance and Control of VJST OL, Ai rcraft and
Helicopters at Night and in Poor Visibility, mayo 1975.
[2] E. Kramar : Funksy steme fr Ortung und Navigation, Stutt-
gart 1973, pags. 147-169.
[3] K. D. Eckert, H. J. Roper: SETAC - Ein neues Anflug- und
Landesyst em, Interavia 25, 1970, N 2, pags. 189-191.
[4] M. Bohm: Teilkompatible Landesysteme fr den zivilen und
mili tarischen Luftverkehr; Interavia 27 (1972) 4, pags. 394-
396.
[5] M. Bohm: Zum Einsatz des TACAN-Bordgerates MITAC-M-
DIA zur bor,dautonomen Fhichennavigati on, Tagungsbro-
schre zum 11. Internationalen Hubschrauber-Forum, Bcke-
burg 1975.
Manfred Bohm nacio en 1934 en Bad Harzburg, Alemania.
En 1954 comenzo a estudiar ingenieria elctrica en la Escuela
Tcnioa Superior de Darmstadt, y termina sus estudios en 1960
con diploma de ingeniero
en la Universidad Tcnica de Berlin.
En ese aio comenzo a trabajar en Standard Elektrik Lorenz AG
en Pforzhei m. En 1965 paso a ser jefe de un laboratorio y en
1970 jefe de un grupo de laboratorios. En 1974 obtuvo el grado
de Doctor Ingeniero en la Universidad Tcnica de Berlin. El
Dr. Bohm es actuaimente responsable del desarrollo de equipos
de aviation, ayudas de navegacion y equipos de radar en la linea
de de productos de navegacion en Stuttgart.
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