El escalado de antenas phased array activas (AESA) en Banda X por encima de los 1000 canales requiere un complejo equilibrio entre múltiples restricciones de ingeniería. El diseño tradicional de radares de seguimiento en Banda X suele conllevar un perfil estructural excesivamente grueso, altas exigencias de gestión térmica y complejidad en la integración de las interfaces de hardware.
La antena AESA 2D en Banda X de 1024 canales resuelve estos retos gracias a una avanzada topología de antena en encapsulado (Antenna-in-Package, AiP). Equipada con una matriz activa de 32×32 elementos radiantes integrada en un chasis de tan solo 65 mm de grosor y con un peso total de ≤ 14 kg, esta antena AESA genera una Potencia Isotrópica Radiada Efectiva (EIRP) de ≥ 92 dBm en todo el rango operativo de 9.2 GHz a 9.8 GHz. El conjunto integra la red monopulso de suma y diferencia, el controlador de conformación de haz y el sintetizador de frecuencia directamente dentro de la propia unidad.
Especificaciones Técnicas y Soporte
¿Requiere parámetros de rendimiento completos, modelos STEP o diseño a medida para esta serie?
Esta estructura monobloque consolida todo el frontal de RF y el sistema de conformación de haz en un único panel con formato plug-and-play, lo que simplifica considerablemente el ensamblaje e integración del sistema de radar.
1. Arquitectura del sistema: Matriz AiP de 32×32 y frontal de RF integrado
Integrar 1024 canales activos de transmisión/recepción (T/R) en un formato compacto de 600 × 630 × 65 mm exige una elevada densidad de integración y un diseño térmico y eléctrico optimizado.
Topología de Antena en Encapsulado (AiP)
Las antenas AESA de 1024 canales tradicionales se basan con frecuencia en arquitecturas voluminosas con módulos de transmisión/recepción independientes conectados mediante cables a elementos radiantes individuales. Por el contrario, esta antena utiliza una arquitectura AiP integrada:
- Elevada densidad de EIRP: Generación de un EIRP de sistema de ≥ 92 dBm en todas las bandas operativas y rangos de temperatura gracias al funcionamiento coordinado de sus 1024 elementos radiantes activos.
- Receptor de bajo ruido: Integra una ganancia de canal activo de ≥ 15 dB (ajustable) con una figura de ruido del sistema de < 3.5 dB, ofreciendo un parámetro de sensibilidad G/T de ≥ 6.5 dB/K.
- Profundidad de chasis reducida: Consolida la matriz monopulso de suma y diferencia, el controlador de haz y el sintetizador de frecuencia del oscilador local (LO) en un único chasis de 65 mm de profundidad.
Flujo de señal en el sistema:
- Entrada de excitación del sistema: Suministra la señal de excitación de transmisión/recepción (25 ± 2 dBm) a la interfaz SMA-K de la antena.
- Chasis unificado AiP (65 mm de profundidad): Las señales de RF se procesan a través de la matriz activa integrada de 32×32 con funciones internas de control de haz y gestión de frecuencia antes de radiarse a través del radomo protector.
- Red monopulso de suma y diferencia: Procesa las señales recibidas para generar las salidas de diferencia en azimut (FWC) y diferencia en elevación (FYC) a través de conectores SMA-K dedicados.
- Alimentación y controlador de haz: Recibe las órdenes de orientación del haz y la alimentación a través de la interfaz síncrona RS422 (conector J30J-15ZK), gestionando la velocidad de los ventiladores mediante regulación PWM.
Al eliminar las interconexiones coaxiales externas entre los módulos T/R y el conformador de haz, las pérdidas internas de transmisión se reducen al mínimo.
2. Rendimiento de RF y especificaciones de seguimiento monopulso
La antena AESA proporciona un apuntamiento electrónico de precisión y un nulo profundo en el diagrama de diferencia, fundamentales para la adquisición de blancos y el seguimiento fino.
Rango de escaneo electrónico y precisión de apuntamiento
El sistema realiza un escaneo electrónico de gran angular en los ejes de azimut y elevación:
- Rango de escaneo electrónico: Azimut ±45° / Elevación ±45°.
- Atenuación de ganancia por escaneo: ≤ 3 dB en los ángulos extremos de escaneo (±45°).
- Potencia Isotrópica Radiada Efectiva (EIRP): Generación de un valor de ≥ 92 dBm, asegurando un funcionamiento estable ante pérdidas atmosféricas.
- Alta precisión de apuntamiento angular: Mantiene un error de apuntamiento ≤ 0.15° dentro del cono principal de seguimiento de ±20°, y ≤ 0.3° en todo el volumen de escaneo de ±45°.
- Conmutación rápida de haz: Realiza el recálculo de fase de toda la matriz y el reposicionamiento del haz en un tiempo ≤ 70 µs, lo que permite el seguimiento multiblanco y modos entrelazados de búsqueda y seguimiento.
Diagrama de haz monopulso de suma y diferencia
Para permitir un seguimiento angular de alta precisión, la red de distribución interna genera haces de suma (Σ) y diferencia (Δ):
- Ancho de haz en transmisión: 2.8° ± 0.3° en la frecuencia central.
- Ancho de haz en recepción: 3.6° ± 0.4° en la frecuencia central.
- Supresión de lóbulos secundarios: El nivel del primer lóbulo secundario en recepción se mantiene en ≤ -22 dB en la dirección normal.
- Profundidad del nulo en el haz de diferencia: La profundidad del nulo del diagrama de diferencia alcanza -22 dB (valor típico) tanto en el plano de azimut como en el de elevación, proporcionando una elevada pendiente en la curva de discriminación angular.
Estos parámetros garantizan un cálculo angular estable incluso en entornos con fuertes interferencias electrónicas o ecos de fondo.
3. Tabla de especificaciones técnicas de RF
Los principales parámetros eléctricos y de radiofrecuencia de este sistema de 1024 canales se detallan a continuación:
| Parámetro técnico | Especificación / Requisito |
| Banda de frecuencia de trabajo | 9.2 GHz ~ 9.8 GHz (Paso de sintonización de frecuencia: 30 MHz) |
| Topología del agrupamiento | 32 (Azimut) × 32 (Elevación) = 1024 elementos |
| Polarización | Vertical (Opción de personalización a horizontal) |
| EIRP del sistema (Nominal) | ≥ 92 dBm (en todo el rango de frecuencias y temperaturas) |
| Sensibilidad G/T (Nominal) | ≥ 6.5 dB/K (en todo el rango de frecuencias y temperaturas) |
| Rango de escaneo electrónico | Azimut ±45° / Elevación ±45° |
| Atenuación por escaneo | ≤ 3 dB (en el rango de ±45°) |
| Precisión de apuntamiento | ≤ 0.3° (escaneo ±45°) / ≤ 0.15° (escaneo ±20°) |
| Ancho de haz Tx (Normal) | 2.8° ± 0.3° (en la frecuencia central) |
| Ancho de haz Rx (Normal) | 3.6° ± 0.4° (en la frecuencia central) |
| Profundidad del nulo de diferencia | -22 dB (Valor típico, Azimut y Elevación) |
| Nivel del 1º lóbulo secundario Rx | ≤ -22 dB (en la dirección normal) |
| Ganancia del canal activo Rx | ≥ 15 dB (Ajustable) |
| Figura de ruido del receptor | < 3.5 dB (en todo el rango de frecuencias y temperaturas) |
| Potencia de excitación de entrada | 25 ± 2 dBm |
| Velocidad de conmutación de haz | ≤ 70 µs |
4. Especificaciones mecánicas, térmicas y de alimentación
La integración de 1024 canales activos requiere una disipación térmica eficaz y un sistema de alimentación de corriente continua fiable.
Parámetros SWaP-C y límites ambientales
- Dimensiones físicas: ≤ 600 × 630 × 65 mm (excluyendo conectores).
- Peso del sistema: ≤ 14 kg, lo que facilita su montaje en plataformas móviles terrestres, mástiles navales y contenedores de aviónica suspendidos.
- Tensión de alimentación: Amplio rango de entrada de CC de 18 V a 36 V (tensión nominal de +24 V CC).
- Consumo máximo de potencia: ≤ 1000 W con un ciclo de trabajo de transmisión del 20%.
- Rango de temperatura de trabajo: De -40 °C a +70 °C.
- Tratamiento de superficie: Recubrimiento de óxido conductor en cavidades internas; imprimación protectora blanca en el exterior del radomo.
| Parámetro | Especificación |
| Dimensiones (L × A × H) | ≤ 600 × 630 × 65 mm |
| Peso del sistema | ≤ 14 kg |
| Entrada de alimentación | CC 18 V ~ 36 V |
| Consumo máximo de potencia | ≤ 1000 W (con ciclo de trabajo del 20%) |
| Temperatura de trabajo | De -40 °C a +70 °C |
| Acabado de superficie | Óxido conductor (cavidad) / Imprimación blanca (radomo) |
El bajo peso del panel (14 kg) y su reducido grosor (65 mm) permiten instalar la antena directamente sobre posicionadores ligeros o superficies planas de vehículos.
5. Interfaces de hardware y asignación de conectores
El sistema utiliza conectores micro-D de grado industrial de la serie J30J y conectores coaxiales SMA para garantizar una alta fiabilidad en la integración:
Configuración de conectores
- Interfaz de RF (SMA-K):
- Pin H: Entrada de excitación de Transmisión/Recepción (25 ± 2 dBm).
- Pin FWC: Salida de la señal de diferencia en Azimut.
- Pin FYC: Salida de la señal de diferencia en Elevación.
- Control y comunicaciones (J30J-15ZK):
- Líneas diferenciales síncronas RS422 de alta velocidad (RXD±, TXD±, CLK±).
- Control de conmutación de transmisión/recepción en tiempo real (TRT/TRR±).
- Señales de detección de bloqueo (LD±) y estado del conformador de haz (BF±).
- Alimentación principal (J30J04P040 – 4 conjuntos):
- Pines A/B: Línea de +24 V CC.
- Pines C/D: Masa de alimentación del sistema (GND).
- Control de ventiladores (PHB 2.0):
- Admite hasta 4 grupos de ventiladores externos con regulación de velocidad PWM basada en la telemetría de los sensores térmicos internos.
6. Protocolo de comunicación RS422 y telemetría en tiempo real
Para su integración en procesadores de radar, la antena dispone de una interfaz síncrona transparente de control de haz RS422 que opera a una frecuencia de reloj de ≥ 10 MHz.
Estructura de paquetes de datos
- Formato del enlace de datos: RS422 síncrono (Reloj ≥ 10 MHz, 1 bit de inicio + carga útil + 1 bit de parada).
- Canal de comandos (paquete de 16 bytes): Carga útil (0x10) que contiene Tipo de mensaje (0x13), Código de frecuencia, Control de conmutación Tx/Rx, Control de haz con resolución de 0.05° en azimut/elevación y configuración de la matriz de conmutación de 1024 canales.
- Paquete de supervisión de estado Rx (Antena → Procesador): Estructura de supervisión de 36 bytes (0x24) que devuelve Tipo de mensaje (0x32), 16 bytes de datos de temperatura por submatrices, matriz de 16 bytes de consumo de corriente y datos de velocidad de ventiladores.
Este flujo de telemetría ofrece una interfaz lista para la integración y proporciona al sistema de control datos en tiempo real sobre el estado operativo y los márgenes térmicos de la antena.
Modificaciones OEM/ODM según requerimientos del cliente
¿Requiere su proyecto subbandas de frecuencia específicas entre 8.0 GHz y 12.0 GHz, polarización horizontal o circular, o soportes mecánicos personalizados?
Póngase en contacto con nuestro equipo de ingeniería para obtener la documentación de protocolos, planos de interfaz y solicitar el desarrollo de prototipos de la antena AESA 2D en Banda X de 1024 canales directamente en la página del producto. También puede consultar nuestras agrupaciones monopulso AESA en Banda X y módulos AESA activos de alto EIRP.
Preguntas Frecuentes (FAQ)
Q1: ¿Cuál es la ventaja principal de integrar la red monopulso dentro del chasis de 65 mm?
Integrar el circuito monopulso de suma y diferencia directamente dentro del chasis AiP elimina las pérdidas por cableado coaxial externo, mantiene la figura de ruido del sistema en valores bajos (< 3.5 dB) y garantiza una profundidad de nulo estable en el haz de diferencia (≤ -22 dB) en todo el rango de temperaturas.
Q2: ¿A qué velocidad conmuta la posición del haz el módulo AESA en el sector de ±45°?
La antena realiza el reposicionamiento completo del haz en un tiempo ≤ 70 µs gracias a la interfaz de control síncrona RS422 de alta velocidad con frecuencia de reloj ≥ 10 MHz.
Q3: ¿Qué potencia de excitación requiere el transmisor del sistema?
La antena requiere un nivel nominal de señal de entrada de 25 ± 2 dBm en el conector SMA-K. Los módulos de transmisión/recepción activos internos forman el valor final de EIRP del sistema de ≥ 92 dBm.