1-2-1. 레이다 시설(Radar)

가. 능력(Capabilities)

(1)　레이다는 무선전파를 공중으로 송신하여 그 전파가 물체에 부딪쳐 반사된 것을 수신하는 한 방법이다. 거리는 무선전파가 송신되어 물체에 부딪쳐서 다시 수신 안테나로 돌아오는 시간(광속으로)을 측정함으로써 산출된다.

레이다 싸이트가 탐지한 물체의 방향은 무선전파의 반사된 부분을 수신한 그 때의 회전 안테나 위치로서 결정한다.

(2)　보다 신뢰성이 있는 정비기술과 개선된 장비는 무시해도 될 정도까지 레이다 장비의 고장을 감소시켰다.

사실상 대부분의 장비는 주부분이 고장났을 때 즉각 대행할 수 있는 예비 부분을 갖고 있다.

나.　제한사항(Limitations)

(1)　레이다 시설과 운영에 관하여 제한사항이 있다는 것과 ATC 관제하에 있지 않은 항공기와 레이다에서 볼 수 없는 항공기에게 ATC 관제사가 항상 레이다 관제를 해 줄 수 없다는 사실을 인지한다는 것은 항공관계자에게는 대단히 중요하다.

(가)　전파의 특성은 계속적인 직선운동을 정상적으로 하나, 다음과 같은 경우는 그렇지 않다.

가) 기온역전층과 같은 비정상적인 대기현상에 의한 전파의 구부러짐

나) 두터운 구름, 강수, 지상 장애물 및 산악과 같은 물체에 의한 전파의 반사 또는 감쇠

다) 높은 지형지물에 의한 전파의 차폐

(나) 비정상적인 전파전달(Propagation) 혹은 닥팅(Ducting)이라고 불리는 레이다 전파의 구부러짐이 지면을 향한 경우에는, 레이다 관제사의 스코프상에 많은 이질적인 브리프(Blip)가 나타난다. 또한 전파가 상향으로 구부러진 경우에는 탐지거리가 감소된다.

비정상적인 전파전달로 인하여 생기는 결과를 해결하기는 어렵지만, 비콘레이다를 사용하거나 또는 이동표적 지시기(MTI：Moving Target Indicator)를 사용하여 정체표적 및 저속 이동표적을 전자적으로 제거함으로써 문제를 해결한다.

※Ducting：기상 현상으로 인하여 형성되는 층을 따라 전파가 반사되는 현상

(다)　물체에 부딪친 레이다 에너지는 반사되고 관제사의 스코프상에 나타나는데, 그로 인해서 동일 거리에 있는 항공기를 나타나지 못하게 하고, 먼거리에 있는 물체의 표시가 상당히 약화되거나 완전히 없어질 수도 있다. 다시 말하면, 레이다 비콘이나 MTI는 지면잡상(Ground Clutter)과 기상현상을 제거하기 위하여 매우 효과적으로 사용된다. 그리고 안테나로부터 레이다 전파의 방향을 바꾸는 방법인 “Method of Circularly Polarization”은 기상현상에 의해 반사되는 현상을 제거시킨다. MTI의 한 가지 나쁜 특성은 항공기의 비행속도와 MTI의 물체제거전파[거리 변화를 주지 않는 물체(Tangential) 또는 어떤 특정 속도의 물체를 나타내지 않게 하는 속도(Blind Speed)]가 일치할 때, 레이다 관제사의 스코프상에 표적이 나타나지 않을 수 있다.

 

(라)　항공기가 산악에 의하여 차폐되었거나 지구의 굴곡으로 인해 레이다 전파의 하부에 위치하게 되는 경우 상대적으로 저고도의 항공기는 스코프상에 나타나지 않는다. 왜냐하면, 그 항공기는 산악에 의하여 차폐되었거나, 또는 지구가 원형이기 때문에 레이다 전파의 하부에 위치하고 있기 때문이다. 이런 문제를 해결하기 위한 유일한 방법은 어떤 지역에서는 설치가 완료된, 전략배치다중레이더를 설치하는 것이다.

(마)　레이다 관제상 영향을 주는 몇 가지 또 다른 요소가 있다. 즉 항공기의 반사표면의 크기가 레이다 전파의 반사로서 나타나는 부립의 크기를 결정하는 것이다. 그렇기 때문에, 소형비행기 또는 날씬한 Blip 전투기는 대형상업용 제트 항공기나 군폭격기보다 레이다 스코프상에서 발견하기가 어렵다. 항공기가 기상 트랜스폰더를 장비한 경우, 레이다 비콘을 사용하는 것은 큰 역할을 하게 된다.

미국 대륙에 있는 모든 ARTCC 레이다와 많은 공항의 탐색 레이다는 고도를 탐색하는 Mode C의 해독능력을 가지고 있으며, Mode C를 탑재한 항공기로부터 관제사에게 주는 고도정보를 스코프상에 전시해 준다. 그렇지만, 아직도 방위와 거리만을 전시해 주는 많은 공항 탐색 레이다가 있으며, 이와 같은 레이다는 고도정보를 조종사로부터 얻어야만 한다.

(바)　항로관제를 하는 어떤 지역에서 ATC는 탐색(1차) 레이다가 없고, 식별(2차) 레이다만 있는 Gap Filler 레이다 시설을 운용하고 있는데, 이는 두 개의 대형 레이다시설 사이에서 저고도 레이다 탐색범위를 메꾸기 위하여 운용된다. 이 레이다는 탐색(1차) 및 식별(2차) 레이다 탐색범위를 결정해 준다. 이런 지리적인 여건으로 인하여, 식별 레이다만으로 운용되는 지역내에서 트랜스폰더가 없는 항공기는 레이다 관제를 받을 수 없으며, 추가해서 트랜스폰더를 장착한 항공기는 탐색(1차) 표적과 기상에 관한 레이다 조언을 받을 수가 없다(Radar/Radio Detection and Ranging 용어해설 참조).

(사)　미식별 항공기가 레이다에 나타나지 않을 때 및 비행계획 정보를 받지 못하였을 때, 혹은 관제사의 업무량 및 비행하는 항공기가 많아서 교통통제정보를 제공하지 못할 때, 계기비행 또는 시계비행중에 있는 조종사에 다른 항공기에 관한 정보를 제공해 줄 수 있는 관제사의 능력은 제한을 받게 된다.

관제사의 첫째 우선 업무는 ATC 관제하에서 계기비행방식으로 비행하는 항공기간의 수직, 횡적 및 종적 분리를 해주는 데 있다.

다.　FAA 레이다 관제소는 Airport/Facility Directory에 명시되어 있는 지역에서 지속적으로 운영하고 있으며, 그 관제는 군민에 관계없이 모든 조종사에게 제공된다. 최초의 비행지시 사항을 받기 위하여 지정된 어떤 주파수로 FAA 관제탑 혹은 ARTCC와 교신하여야 한다. 그리고 비상인 경우 가장 가까운 곳의 레이다 시설로부터 비행정보를 얻기 위하여 어떠한 FAA 시설과 교신하여야 한다.