Nro. 51 - Abril 2007
 

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Las Interferencias en los ILS tienen solución


La proximidad de dos antenas transmisoras de radio en las cercanías de un aeropuerto puede generar una intermodulación que interfiere en la banda de comunicación aérea, y dificulta tanto el empleo de los sistemas de navegación automática de a bordo, como el contacto entre las aeronaves y la torre de control.

INTI-Electrónica e Informática realizó un estudio sobre reirradiación entre transmisores de FM comerciales, donde se demuestra que las emisiones de dos estaciones de FM situadas a una distancia de tres o cuatro kilómetros entre sí, pueden potenciarse mutuamente, e invadir una banda diferente de la asignada a la radiodifusión comercial.

Este trabajo surgió al tomar estado público la aparición de interferencias en los sistemas de navegación del Aeroparque de Buenos Aires. En esa oportunidad se llegó a sostener que tales interferencias eran generadas de modo intencional. Analizado el episodio desde el punto de vista estrictamente técnico, se detectó la aparición del fenómeno de “intermodulación”.

Otra experiencia estudiada fue la del aeropuerto de Salta donde la pista se encuentra próxima a los cerros. En uno de ellos están instaladas varias antenas transmisoras de FM comerciales, por lo cual en varias oportunidades, el avión en vez de apuntar a la cabecera de pista, apuntaba al cerro. Previendo posibles accidentes, se consultó al INTI los motivos de este fenómeno, quien colaboró en el análisis y solución de la situación.

Problemas en el aire

Casi todos los aparatos electrónicos pueden producir interferencias. En los aviones de línea se solicita a los pasajeros que apaguen cualquier tipo de dispositivo, desde celulares hasta juegos electrónicos, para evitar las interferencias en los momentos críticos para el instrumental, durante el despegue y el aterrizaje.

Para investigar las interferencias, se realizaron pruebas en laboratorio y un trabajo de campo.

En el laboratorio se hizo una simulación de transmisiones con dos transmisores, que irradiaban en diferente frecuencia, y un sumador de banda ancha sin filtro para simular el fenómeno real, como si estuvieran ubicados en dos antenas distintas. El resultado fue la aparición de señales no deseadas, pudiendo verificarse así, que la señal de cada uno de los transmisores utilizados entraba en el circuito del otro, y se amplificaba como una intermodulación.

En el trabajo de campo, al poner en funcionamiento el transmisor de una de las emisoras de FM cuestionadas, se encontró en las mediciones espectrales, señales espurias cuyo origen se desconocía.

Las antenas de radiodifusión transmiten y reciben al mismo tiempo. Cuando la señal que sale de un transmisor es captada por otro que se encuentra a escasa distancia, se reamplifica, y la antena del segundo envía al aire ambas potencias con una señal en otra frecuencia que cae fuera de la banda, molestando a otros servicios o a otras transmisiones del mismo servicio. Este fenómeno se da tanto en transmisiones de AM como en FM.

En la Argentina, las emisoras de FM tienen asignada una banda de broadcasting entre 88 y 108 MHz; mientras que la banda para aeronavegación está entre 108 y 136 MHz. En la experiencia que se realizó, pudo comprobarse que este tipo de intermodulación provocada por la transmisión de emisoras de radio FM, caen en el canal de radionavegación aeronáutica perjudicando específicamente el sistema ILS (Instrument Landig System), sistema de ayuda electrónica de aterrizaje utilizado por los pilotos los días de tormenta, de nieblas, o aquellos en que la visibilidad de la pista es muy baja -en el Aeroparque Jorge Newbery, por ejemplo, la frecuencia para el sistema ILS es de 119,5 Mhz- y el VOR (Very High Frequency Omnidirectional Radio Range), sistema empleado para poder determinar el rumbo del avión.

Cuando se produce esta interferencia en momentos en que está aterrizando un avión, se provoca la pérdida del eje de pista de la aeronave.


Tx1 y Tx2 son dos estaciones de radiofrecuencia modulada
próximas entre si. La emisión de TX1 es recepcionada por la antena Tx2 ingresando al transmisor de este y es amplificada junto con su señal.
El Tx2 no puede amplificar ambas señales correctamente generando
una emisión no deseada en la misma frecuencia de transmisión del ILS


Solución

Como solución a esta falla detectada en el estudio, se propone realizar un control en las FM próximas a las pistas de aterrizaje o aquellas que se encuentren en el eje de vuelo, utilizando analizadores de espectro y filtros apropiados para poder detectar la frecuencia no deseada para modificar la situación. Para esto, el Centro INTI - Electrónica e Informática puede colaborar con la CNC (Comisión Nacional de Comunicaciones) y con los organismos de control aéreo intervinientes capacitando al personal y realizando inspecciones en conjunto.

Actualmente algunas emisoras ya tienen instalados los filtros, pero es importante que aquellas que no lo posean y se encuentren ubicadas en zonas cercanas a aeropuertos tomen conocimiento de la importancia de este fenómeno para proceder a tomar las medidas precautorias aquí sugeridas, como así también cumplir con la Resolución Nº l42/96, la cual establece las distancias mínimas de emisoras FM a los aeropuertos.


Por Ing. Juan Carlos Mollo, jmollo@inti.gov.ar

    
Fecha 2007-06-28 10:54:42
Nombre José L Frund
Titulo Estudiante avanzado de ing. Electrónica
Comentario Según mis conocimientos en el tema, el mayor problema se debe a que los filtros de salida de las FM no son lo suficientemente angostos como para evitar todo tipo de irradiación (o recepción) de la etapa de potencia fuera del canal asignado.
Debido a la falta de control de las FM ilegales, la mayoría retira (o modifica) los filtros de salida para poder obtener una mayor potencia y, de este modo, poder captar mayor audiencia.
En lo personal, he verificado esta situación en mi ciudad natal con un analizador de espectro. En el espectro se puede ver, y escuchar, muchas FM “comerciales” en su segundo (y hasta es su tercer) armónico de la fundamental.
Espero que este comentario les sea de utilidad.
Fecha 2007-11-06 11:27:42
Nombre marcelo ippolito
Titulo proyectista e instalador del ILS aeroparque
Comentario El principal problema no se debe a la intermodulacìòn espacial de las emisoras de FM aledañas ( fenomeno que existe aun con las mas estrictas normas tècnicas de transmisores modernos ) sino a la forma en que trabajan los receptores de las aeronaves, sus caracteristicas tècnicas y la potencia de los equipos LOC del sistema.
En primer lugar tenemos la selectividad de los receptores que es bastante baja debido a la canalizaciòn y especificaciones ya obsoletas (pero actuales). la falta de AGC que es requisito indispensable para recibir señales de ILS contribuye a que cualquier espurea afecte la recepciòn. De hecho en los equipos bifrecuencia ( o de efecto de captura) se ha comprobado que en ciertos puntos dentro del alacance util, se producen desviaciones de varios uA en el panel indicador cuando se ve afectada la recepciòn de uno de los dos canales.
El tema es un tanto extenso para comentarlo en pocas lineas y requiere un analisis mas profundo ademas de la voluntad para modificar normas y meterse de lleno en los equipos de las aeronaves ( un verdadero agujero negro por el manto de protecciòn de los tecnicos aeronauticos), donde se puede resolver eficazmente el problema - como ya se ha demostrado en varias ocasiones -. lamentablemente intereses poderosos impiden su ejecuciòn.
Atte
Fecha 2007-11-07 06:34:16
Nombre Paul Pardo
Titulo Ingeniero Electrónico
Comentario Me parece muy relevante el tema tratado y poco conocido.
Ocurre que debo investigar la próxima semana (12-Nov-07) este mismo problema. Areopuerto cercano a la ciudad, radios FM en cerros próximos a ruta de aproximación. Previamente sí he detectado productos de intermodulación en antenas de 2 emisoras FM ubicadas en la misma torre. tengo tres casos de estos. Pero también me parece relevante lo que señala don Marcelo Ippolito, respecto a la selectividad y seguiré investigando de eso. No obstante aquello, también es importante los filtros de doble cavidad en transmisores de estado sólido porque son de banda ancha y generan espurios y amplifican todo. Me gustaría compartir con este foro los resultados que obtenga. Felicitaciones al Ing. J.C. Mollo
Fecha 2008-01-31 12:02:38
Nombre Luis Vargas
Titulo Propietario de FM
Comentario Con respecto a lo que dice el (señor)José L Frund yo soy propietario de una FM que también tiene ese problema y resulta ser que no es justamente por ser ilegal que tengo ese problemita mi equipo tiene filtro Stup dentro de la potencia y un filtro pasa bajo en la salida tengo menos de -60db en mi segunda armónica que es lo que pide la CNC pero que pasa como siempre caemos los que somos mas chicos o en este caso los truchos mi FM tiene intermodulación con otra FM que es (legal) pero que a su ves tuvo cambios de potencias y problemas de interferencias con el sistema de cable de mi zona entonces como hacemos para solucionar este pequeño gran problema los de la CNC no quieren ir a controlar esa FM justamente por ser política entonces que mejor que joder al trucho yo pondría un filtro pasa banda pero con los precios que tienen, mejor bajo potencia y alejo un poco mas mi FM y listo otra cosa no soy ingeniero pero por mas que tenga -10db en la segunda armónica que no se olvide el señor que es como si fuera la fundamental lo que esta escuchando siempre va a tener audio en la 2º, 3º, 4º armónica, gracias.
Fecha 2008-09-09 07:58:45
Nombre Jorge Luis Bergalli
Titulo Técnico en Telecomunicaciones
Comentario Si bien es cierto que los productos de intermodulación entre Emisoras de FM, pueden generar interferencias en otros sistemas de recepción como son los ILS utilizados en Aeronavegación, para que estos se produzcan con una magnitud tal, que los sistemas de aproximación de un Avión en procedimiento de aterrizaje, puedan ser confundidos, tendrían que estar las dos emisoras prácticamente en un mismo lugar de asentamiento y que este se encuentre muy cercano al Aeropuerto en cuestión. Cabe tener en cuenta que el sistema ILS, guía a la Aeronave cuando esta se encuentra cercana a la pista de aterrizaje, por lo cual la magnitud de la señal interferente debe ser elevada para poder superar la emitida por las antenas del ILS. Pero por otra parte, para confundir al sistema, se tiene que producir otra condición que es poco probable de que se genere accidentalmente. Esta condición es que en la señal interferente, estén presentes las dos subportadoras de baja frecuencia que son las que modulan a los transmisores de ILS y que en el sistema receptor del Avión, son las que, por un producto de comparación y magnitudes, orientan a la Aeronave a la cabecera de pista. Sin estas dos subportadoras es prácticamente imposible que el Avión sea guiado erróneamente a otro lugar, a pesar de estar supuestamente interferido. Por otra parte por recomendación de la OACI todos los Aviones, fundamentalmente los que operan en líneas Aéreas, para el año 1998 debían haber cambiado todos sus receptores ya obsoletos, por otros con mayor rechazo a interferencias, pues se comprobó que cuando la Aeronave se acerca a grandes Ciudades de alta actividad radioeléctrica, los receptores de poca selectividad, saturan sus amplificadores de entrada por una ó más señales y que por alinealidades propias del mismo receptor, se generan intermodulaciones que producen el bloqueo de dicho receptor. En esa situación de bloqueo por saturación, las señales emitidas por los transmisores de ILS, no son recepcionadas y por tal motivo el Avión vuela sin guía terrestre para la aproximación, por lo que tampoco puede ser orientado a otro destino erróneo, debiendo el Piloto realizar aproximación manual. Esto no es desligar la responsabilidad a las Estaciones de FM, las cuales deben operar dentro de los marcos legales que fijan las normas, pero precisamente esas normas fueron confeccionadas considerando la compatibilidad con otros servicios. Lamentablemente hoy en nuestro país existen emisoras que no se ajustan a ninguna norma y por esta razón pagan justos por pecadores