Ayant été conçu à l'origine pour n'assurer qu'une fonction d'identification au travers d'un embryon de dialogue coopératif entre le capteur sol et un transpondeur installé à bord de l'avion, le radar secondaire fournit une information plus riche (identification, altitude) et exempte de fausse alarme. Celle-ci suppose néanmoins la présence d'un transpondeur actif à bord et peut donc se révéler indisponible pour les aéronefs non équipés, ou dont le transpondeur est défaillant.

  

 

 Fig.II.4   Visualisation radar d'une réponse transpondeur

Le radar secondaire  (1,3GHz < F < 2,9GHz) émet sur une fréquence (1,03GHz) un signal d'interrogation sous la forme d'une impulsion codée.

Le transpondeur embarqué répond par une autre impulsion dans la même gamme de fréquence (1,09GHz).

La réponse décodée apparaît sur l'écran radar au sol (Fig. II.4) sous la forme d'un écho comprenant les quatre chiffres affichés par le pilote à la demande du contrôleur, après contact radio (4 chiffres de 0 à 7 soit 8⁴ = 4096 codes possibles).

Lorsque l'avion est équipé d'un transpondeur mode C (avec alticodeur), une information d'altitude apparaît également.

Une fonction IDENT permet de faire apparaître en sur-brillance sur l'écran radar et sur demande du contrôleur, l'écho associé à l'aéronef, en cas de doute sur l'identification de ce dernier.

Certains codes sont attribués à des situations particulières.

7700 : Détresse.

7600 : Panne radio.

7500 : Intervention illicite (détournement).

7000 : Vol VFR (vol à vue) avec mode C obligatoire

Modes de transpondeur :

L'OACI (Organisation de l'Aviation Civile Internationale) a adopté différents modes de transpondeur :

Mode A : Identification de l'aéronef.

Mode C : Identification de l'aéronef et report d'altitude grâce à un alticodeur embarqué avec une précision de ± 50ft.

Mode S : Compatible avec les modes A et C et répondant aux futures nécessités d'automatisation et d'amélioration des radars de contrôle de la circulation aérienne ±25ft.

Le radar secondaire classique souffre néanmoins de défauts, l'empêchant d'être utilisé seul pour traiter des séparations inférieures à 10NM :

-          Le GARBLING, c'est-à-dire l'enchevêtrement des réponses transpondeur lorsque les avions sont proches les uns des autres. Ce défaut technique est d'autant plus préjudiciable qu'il s'accroît avec la densité du trafic.

-          Le FRUIT résulte de réponses asynchrones reçues par une station sol alors que l'avion répondait à l'interrogation d'un autre radar. Il est lié au nombre de radars implantés dans une région et à leur fréquence de répétition d'interrogations.

-          La qualité des informations issues des stations secondaires militaires (50% dans l'Est de la France) réglées pour des missions différentes de celles des services de l'Aviation Civile.

Pour résoudre les problèmes inhérents aux radars secondaires classiques, une nouvelle génération de radars secondaires a été développée. Ceux-ci nécessitent néanmoins la présence d'un transpondeur mode S à bord des avions.

Le radar secondaire monopulse

 

Les radars secondaires dit monopulse utilisent une antenne moderne constituée d'un réseau de dipôles. Cette antenne permet de mettre en oeuvre la technique monopulse (connue dès 1946), utilisée dans le domaine des radars de poursuite ou de tir militaire.

En théorie, une seule impulsion suffit pour déterminer avec précision l'azimut de la cible.

Les radars monopulses interrogent sélectivement les avions équipés de transpondeurs mode S en utilisant un système d'adressage sélectif  afin de réduire le nombre d'interrogations.
L'avion ne répond que si l'interrogation contient son adresse mode S.

De cette manière, les cas de GARBLING en mode S sont éliminés. En effet, une station mode S placera les interrogations relatives à deux avions proches de manière suffisamment espacée dans le temps pour éviter que les réponses ne soient enchevêtrées.

D'autre part, chaque radar monopulse mode S est identifié par un code unique qui est placé dans chaque interrogation et qui doit être transmis dans la réponse d'un avion mode S.

Si un radar reçoit une réponse non sollicitée, il la rejettera si elle ne contient pas son code identificateur. Les problèmes de FRUIT sont ainsi résolus en environnement mode S.

Le radar monopulse mode S améliore donc grandement les performances du radar secondaire classique.