Al diseñar plataformas móviles de defensa aérea, contenedores tácticos aerotransportados o radares de vigilancia contra sistemas no tripulados (C-UAS), los ingenieros de sistemas afrontan un compromiso de hardware fundamental: cómo lograr un largo alcance de iluminación del blanco y una alta resolución angular sin exceder estrictas limitaciones de peso, profundidad y consumo de energía.
Las antenas reflectoras tradicionales capaces de generar haces estrechos imponen importantes restricciones volumétricas, inercia mecánica y desgaste en los mecanismos móviles. Por su parte, aumentar el número de canales en matrices activas convencionales suele conllevar un incremento de grosor del chasis y una gran complejidad en el cableado de RF.
Especificaciones Técnicas y Soporte
¿Requiere parámetros de rendimiento completos, modelos STEP o diseño a medida para esta serie?
La antena matriz en fase activa 2D de 1024 canales en banda X da respuesta a estos requisitos de integración mediante una matriz en encapsulado (AiP) altamente integrada de 32×32 elementos. Operando en el rango de 9,2 GHz a 9,8 GHz (con pasos típicos de 30 MHz), el subsistema proporciona una potencia isótropa radiada equivalente (PIRE) de ≥ 92 dBm, una sensibilidad G/T de ≥ 6,5 dB/K y un ancho de haz de transmisión en dirección normal de 2,8° ± 0,3°, todo ello en un perfil compacto de 65 mm de profundidad y un peso total de ≤ 14 kg.
Especificaciones de Ingeniería
A continuación se resumen los parámetros de radiofrecuencia, exploración espacial, eléctricos y mecánicos de la matriz activa de 1024 canales:
| Categoría de Parámetros | Parámetro Técnico | Especificación / Requisito |
| Parámetros de RF y Matriz | Banda de frecuencia de operación | 9,2 GHz – 9,8 GHz (paso típico: 30 MHz) |
| Topología de la matriz | 32 (acimut) × 32 (elevación) = 1.024 elementos | |
| Polarización | Vertical (horizontal disponible bajo pedido) | |
| PIRE del sistema (dirección normal) | ≥ 92 dBm (en todas las bandas y temperaturas) | |
| Sensibilidad G/T (dirección normal) | ≥ 6,5 dB/K (en todas las bandas y temperaturas) | |
| Figura de ruido del receptor | < 3,5 dB (en todas las bandas y temperaturas) | |
| Ganancia de canal activo Rx | ≥ 15 dB (garantizada por diseño; ajustable) | |
| Potencia de excitación del transmisor | 25 ± 2 dBm | |
| Diagrama y Direccionamiento | Rango de exploración electrónica | Acimut ±45° / Elevación ±45° |
| Caída de ganancia por exploración | ≤ 3 dB (dentro del rango de exploración de ±45°) | |
| Precisión de apuntamiento | ≤ 0,15° (dentro de ±20°) / ≤ 0,3° (dentro de ±45°) | |
| Ancho de haz Tx (dirección normal) | 2,8° ± 0,3° (@ frecuencia central) | |
| Ancho de haz Rx (dirección normal) | 3,6° ± 0,4° (@ frecuencia central) | |
| Nivel del primer lóbulo secundario (Rx) | ≤ -22 dB (dirección normal) | |
| Profundidad del nulo del haz diferencia | -22 dB (típico, acimut y elevación) | |
| Velocidad de conmutación del haz | ≤ 70 μs | |
| SWaP-C y Características Físicas | Dimensiones (L × An × Al) | ≤ 600 × 630 × 65 mm |
| Peso del sistema | ≤ 14 kg | |
| Tensión de alimentación | DC 18 V – 36 V | |
| Consumo de potencia máximo | ≤ 1000 W (al 20% de ciclo de trabajo de transmisión) | |
| Rango térmico de operación | de -40°C a +70°C | |
| Acabado superficial | Recubrimiento de óxido conductivo (chasis) / Imprimación blanca (radomo) |
Matriz AiP de 32×32 y Rendimiento de Conformación Espacial
La matriz integra elementos radiantes, canales transceptores multicanal, síntesis de frecuencia y comparadores monopulso en una estructura unificada de bajo perfil:
- Alto Nivel de PIRE (≥ 92 dBm): La matriz de 1.024 elementos especifica un PIRE del sistema en dirección normal de ≥ 92 dBm con una potencia de excitación del transmisor de 25 ± 2 dBm.
- Resolución de Haz Estrecho: La retícula de 32×32 genera a la frecuencia central un haz de 2,8° ± 0,3° en transmisión y de 3,6° ± 0,4° en recepción, mejorando la resolución angular para la separación de blancos.
- Sensibilidad del Receptor: La ganancia activa del canal de recepción se especifica en ≥ 15 dB con una figura de ruido < 3,5 dB, mientras que el G/T del sistema en dirección normal se especifica en ≥ 6,5 dB/K. El nivel del primer lóbulo secundario en recepción es de ≤ -22 dB en dirección normal.
Direccionamiento Electrónico y Seguimiento Monopulso
La eliminación de servomecanismos mecánicos permite una exploración volumétrica ágil y un seguimiento continuo:
- Exploración Bidimensional en ±45°: El control de fase electrónico en los 1.024 elementos orienta el haz en un sector de ±45° en acimut y elevación, con una caída de ganancia contenida en ≤ 3 dB en todo el sector de exploración.
- Precisión de Apuntamiento: El sistema alcanza una precisión de apuntamiento angular de ≤ 0,15° en el cono central de ±20° y de ≤ 0,3° en todo el límite de ±45°.
- Velocidad de Conmutación del Haz de ≤ 70 μs: El controlador de haz integrado admite velocidades de conmutación de ≤ 70 μs para transiciones rápidas de estado en aplicaciones de seguimiento dinámico.
- Salidas Monopulso Dedicadas: Las señales de RF disponen de conectores SMA-K independientes para el canal Suma (H), Diferencia de Acimut (FWC) y Diferencia de Elevación (FYC), con una profundidad típica de nulo de haz diferencia de -22 dB.
Interfaces de Hardware e Integración de Sistemas
Para facilitar su incorporación en arquitecturas de radar móviles y aerotransportadas, el subsistema dispone de interfaces mecánicas, digitales y de alimentación estandarizadas:
- Conexiones de RF: Tres conectores SMA-K proporcionan vías dedicadas para H (excitación Tx/Rx), FWC (diferencia de acimut) y FYC (diferencia de elevación).
- Control y Telemetría (J30J-15ZK): Funciona mediante un bus serie RS422 síncrono (reloj ≥ 10 MHz) que admite paquetes de control de haz de 16 bytes (cuantización angular de 0,05°, matriz de conmutación de 1024 canales) y paquetes de telemetría de 36 bytes (16 bytes de temperatura, 16 bytes de corriente, estado del ventilador PWM).
- Alimentación Principal de CC (4 conectores J30J04P040): Distribuye la corriente entre las placas internas desde una línea de 18 V a 36 V CC (A/B: +24V, C/D: GND), con un consumo ≤ 1000 W al 20% de ciclo de trabajo de transmisión.
- Gestión Térmica: Un conector PHB 2.0 dedicado proporciona regulación PWM para hasta 4 grupos de ventiladores, respaldando el control térmico dentro del rango operativo especificado de -40°C a +70°C.
Escenarios de Aplicación Principales
Los integradores de sistemas incorporan antenas de matriz en fase activa de esta categoría en diversas misiones tácticas y de vigilancia:
- Plataformas Móviles de Defensa Aérea y C-UAS: Búsqueda 2D y seguimiento angular sobre vehículos para objetivos aéreos dinámicos mediante haces estrechos.
- Contenedores de Radar Aerotransportados: Cargas útiles de búsqueda y vigilancia de superficie para UAV y aeronaves que requieren un perfil de profundidad inferior a 65 mm y un peso menor a 14 kg.
- Vigilancia Perimetral y Costera: Monitorización continua de sectores 2D con cálculo monopulso simultáneo de errores angulares en tres canales.
- Radares de Dirección de Tiro: Rápido reposicionamiento del haz y alta potencia radiada para el seguimiento de blancos en arquitecturas de control de tiro.
Evaluación Técnica y Consultas de Integración
Al evaluar la compatibilidad de sistemas de antenas de matriz en fase con plataformas de radar existentes, los equipos de ingeniería pueden solicitar documentación técnica y soporte de configuración:
- Documentos de Control de Interfaces (ICD): Asignación de pines del conector J30J-15ZK, esquemas de cableado de alimentación y estructuras de validación de paquetes serie.
- Modelos Mecánicos 3D (STEP): Patrones de taladros de montaje, cálculo del centro de gravedad y espacios de ventilación para instalaciones en mástil o contenedor.
- Opciones de Personalización: Consultas sobre polarización horizontal y pasos de frecuencia personalizados.
Preguntas Frecuentes (FAQ)
Pregunta 1: ¿Cuáles son las especificaciones de potencia de RF y excitación de esta matriz de 1024 canales?
La arquitectura AiP de 32×32 integra 1.024 canales transceptores activos en la apertura plana. El sistema especifica una potencia de excitación del transmisor de 25 ± 2 dBm y un PIRE en dirección normal de ≥ 92 dBm, proporcionando el rendimiento de RF requerido por la arquitectura del radar.
Pregunta 2: ¿Qué conectores físicos se proporcionan para las señales de RF y el control de haz?
Las conexiones de RF utilizan tres conectores SMA-K dedicados para Suma (H), Diferencia de Acimut (FWC) y Diferencia de Elevación (FYC). El control digital y la telemetría operan a través de un conector J30J-15ZK mediante RS422 síncrono (reloj ≥ 10 MHz), y la energía se suministra mediante cuatro conectores J30J04P040.
Pregunta 3: ¿Cuál es la velocidad de conmutación del haz y la precisión de apuntamiento en el rango de exploración?
La matriz alcanza una velocidad de conmutación del haz de ≤ 70 μs. La precisión de apuntamiento electrónico se especifica en ≤ 0,15° dentro del cono central de ±20° y en ≤ 0,3° en todo el rango de exploración de ±45°.