Fundamentos de Comunicaciones Aeronáuticas: Ondas, Antenas y Sistemas

Fundamentos de las Ondas y su Aplicación en Comunicaciones Aeronáuticas

Tipos de Ondas

• Transversales: Como las ondas de radio y luz.
• Longitudinales: Como el sonido.
• Torsionales: Combinación de longitudinales y transversales periódicas.

Características de las Ondas

• Amplitud: Distancia entre la cresta y la depresión de la onda.
• Longitud de onda: Distancia entre dos crestas consecutivas.
• Frecuencia: Número de ciclos que se repiten por unidad de tiempo. La frecuencia es inversamente proporcional a la longitud de onda (-f=+L).
• Periodo: Tiempo necesario para completar un ciclo.
• Campo inductivo: Una corriente eléctrica crea un campo magnético y una carga eléctrica crea un campo eléctrico.

Ondas de Radio

Las ondas de radio se propagan a la velocidad de la luz y se caracterizan por su amplitud, frecuencia y longitud de onda.

Generación de Ondas de Radio

Se genera colocando un generador de corriente alterna (CA) en el punto medio de una antena. Existen diferentes tipos de antenas:

• Isotrópica: Teórica, irradia en todas las direcciones por igual.
• Omnidireccional: Irradia en todas las direcciones en un plano.
• Direccional: Concentra la energía en una dirección específica.

Ganancia de Antena

Relación entre la cantidad de energía en la dirección máxima de radiación y la de una antena no direccional. Algunas antenas son muy direccionales.

Ancho de Haz

Intervalo angular del diagrama de la antena en el que se emite al menos la mitad de la potencia máxima.

Tipos de Antenas

• Antena Dipolo (VHF, VOR): De media onda (1/2), polarizada horizontalmente, en forma de V. Cada brazo mide un cuarto de onda (1/4) y se alimenta en el centro.
• Antena Marconi (VHF): De un cuarto de onda (1/4), polarizada verticalmente, omnidireccional. Utiliza la superficie de montaje para comportarse como una antena de media onda (1/2).
• Antena Loop (ADF, radiogoniómetro): Compacta y duradera. El receptor es sensible a la dirección. En el ancho no hay señal. La diferencia de fase es proporcional al ángulo.

Sistemas de Comunicación en Aeronaves

Comunicaciones VHF

Se utilizan dos o tres sistemas VHF.

Modos de Funcionamiento

• Encendido (Power on).
• Operativo.
• Mantenimiento.

Control del Transceptor

• Controlador de espera (Standby Controller).
• Unidad de control de radio y audio (ARCDU).
• Sistema de gestión de vuelo (FMS).
• Unidades de visualización de control multifunción (MCDUs).

Componentes Principales

• Transceptor.
• Unidad de control de espera.
• Antena.

VHF2: No sintoniza continuamente, espera a que VHF1 falle.

VHF3: Solo se utiliza para ACARS.

Transceptor VHF

Ubicado en el rack de aviónica. Tiene modo operativo y de mantenimiento.

Modo de Mantenimiento

El sistema BITE (Built-In Test Equipment) indica el estado del componente. Monitoriza de dos maneras:

• POST (Power-On Self-Test): Se inicia automáticamente y continúa durante 30 segundos al encender el sistema o después de una interrupción prolongada de la alimentación.
• Monitorización continua.

Antena VHF

Dos transceptores y una antena relacionada. Polarización vertical. VHF1 y VHF3 se ubican en la parte superior del fuselaje, y VHF2 en la inferior.

ARCDU/RMP

Alimentado por 28VDC desde el bus DC esencial. Sintoniza y controla los modos operacionales. Muestra datos de funcionamiento y controla el funcionamiento del AIS (Sistema de identificación automática).

Comunicaciones HF

Uno o dos transceptores con acoplador y antena. Sintonizado y controlado por RMP1 y RMP2. Proporciona modulación de amplitud (AM) y banda lateral única (SSB). 280,000 canales con separación de 100Hz. 16 canales preestablecidos. El transceptor y el acoplador de antena se encuentran en el compartimento de popa. La antena está en el borde de ataque del estabilizador vertical.

Antes de transmitir: La antena debe sintonizar la frecuencia seleccionada con el acoplador. El conmutador PTT de HF sintoniza el acoplador. Un tono constante indica que el acoplador está sintonizado. Un pitido indica un fallo.

Descodificador SELCAL

Monitorea la frecuencia HF.

Comunicaciones Vocales

RAIMS (Sistema de gestión de información de audio y radio) controla las comunicaciones vocales en la cabina de mando. ARCDU/ACP controla las comunicaciones por RCAU (Unidad de control de audio remoto) de los usuarios. CIDS (Sistema de información de cabina) está dedicado al entorno de la cabina y garantiza la conexión a tierra alrededor de la aeronave.

Sistemas

• Sistema de intercomunicación de vuelo.
• Sistema de intercomunicación de servicio.
• Sistema de intercomunicación de cabina.

Sistema de Integración de Audio

Controla el audio de las comunicaciones por radio, navegación y teléfono.

Unidad de Control de Audio Remoto

Controla el sistema de audio interno desde el ARCDU.

Panel de Control de Audio

Varios ACP dentro del avión. Recibe entradas de canales de comunicación de audio y avisos acústicos.

Sistema de Anuncios a Pasajeros (Passenger Address)

Comunicación de voz unidireccional.

Señales y Alertas de la Tripulación

• Zona preparada: Informa que una zona de la cabina está lista.
• Cabina lista: Todas las cabinas están listas.
• Cabina estéril: No molestar.
• ECAS (Sistema de alerta de la tripulación del motor): Comportamiento inusual.

Transmisor Localizador de Emergencia (ELT)

Señal analógica. Radio de 2-5 Km. Precisión de 100m. Alimentado por batería. Se activa por fuerzas G. Emite una señal cada 50 segundos durante 24 horas. Los satélites reciben la señal. Ubicado en la popa. Puede ser autofijo o portátil.

Inspección del ELT

Comprobar:

• Instalación.
• Corrosión de la batería.
• Funcionamiento.
• Sensor de colisión.
• Presencia de señal suficiente.

No se debe activar el ELT sin autorización. El sensor debe estar alineado con el eje longitudinal.

Mantenimiento del ELT

Cada 12 meses (cada 10 meses para los antiguos). La activación de la señal se realiza a la hora en punto o a los 5 minutos siguientes.

Grabadora de Voz de Cabina (CVR)

Datos de las últimas 2 horas. Después, graba por encima. Señal horaria para sincronización. Activo hasta 5 minutos después de apagar el motor. Registra 1000 parámetros.

Registrador de Datos de Vuelo (FDR)

Datos de las últimas 25 horas.

Sistema de Comunicaciones y Reporte de Direccionamiento de Aeronaves (ACARS)

Transmite mensajes de texto entre el avión y la estación terrestre.

Operaciones de la Compañía Aérea (AOC)

Intercambia mensajes entre la tripulación y la estación terrestre. Permite gestionar la operación del vuelo, retrasos, parámetros del vuelo y comprobar la meteorología.

Gestión de Mensajes

Avisa a la tripulación de que ha recibido mensajes.

OOOI (Out, Off, On, In)

Calcula y envía un informe automático.

SELCAL (Llamada Selectiva)

Código de 4 letras (VHF, HF). El avión recibe una alerta de tierra. La tripulación contesta a la llamada. Aviso en la unidad electrónica de advertencia.

SATCOM (Comunicaciones por Satélite)

Soporta datos y audio. Compuesto por un subsistema de aviónica y una antena.

Subsistema de Aviónica

• SDU (Unidad de datos satelitales): Gestiona los protocolos de enlace y proporciona la interfaz adecuada para la comunicación.
• HPA (Amplificador de alta potencia): Mejora la señal.

Subsistema de Antena

• BSU (Unidad de dirección de haz): Controla el apuntado de la antena.