Las plataformas de seguimiento de precisión, los sistemas de vigilancia y las arquitecturas de radar dinámicas requieren mediciones rápidas del error angular para mantener el seguimiento continuo de blancos en movimiento. En comparación con las técnicas de conmutación secuencial de lóbulos o exploración cónica, el seguimiento angular monopulso reduce la sensibilidad a las fluctuaciones de amplitud pulso a pulso del blanco al derivar las señales de error angular a partir de canales simultáneos de suma y diferencia. En los front-ends de radar modernos, lograr un seguimiento monopulso de alta precisión en sectores espaciales amplios requiere una arquitectura integrada que combine una matriz radiante plana, control multicanal de fase y amplitud, y una red interna de suma y diferencia.
La antena matriz en fase activa 2D de 1024 canales en banda X integra una matriz en encapsulado (AiP) de 32 (acimut) × 32 (elevación) elementos que opera en el rango de 9,2 GHz a 9,8 GHz (con pasos de frecuencia típicos de 30 MHz). Diseñada con una red de alimentación monopulso integrada, el subsistema proporciona salidas de RF dedicadas para el canal Suma (H), Diferencia de Acimut (FWC) y Diferencia de Elevación (FYC) con una profundidad típica del nulo del haz diferencia de -22 dB. Combinada con un rango de exploración electrónica de ±45° en ambos ejes, una precisión de apuntamiento angular de ≤ 0,15° en el sector central de ±20° (≤ 0,3° dentro del rango de exploración especificado de ±45°) y un tiempo de conmutación de haz de ≤ 70 μs, la matriz proporciona las características de interfaz monopulso y control de haz requeridas para aplicaciones de seguimiento dinámico.
Especificaciones Técnicas y Soporte
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Especificaciones de Rendimiento Monopulso y Conformación de Haz
La siguiente tabla resume las características clave del diagrama de radiación, las métricas de medición angular y los parámetros de RF de la matriz activa de 1024 canales:
| Categoría de Parámetros | Parámetro Técnico | Especificación / Requisito |
| Frecuencia 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) | |
| Monopulso y Diagrama | Canales de salida de RF | Suma (H), Diferencia de Acimut (FWC), Diferencia de Elevación (FYC) |
| Profundidad del nulo del haz diferencia | -22 dB (típico, acimut y elevación) | |
| 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) | |
| Exploración y Dinámica | Sector 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°) | |
| Tiempo de conmutación del haz | ≤ 70 μs | |
| Métricas de Canales Activos | 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) | |
| Ganancia de canal activo Rx | ≥ 15 dB (garantizada por diseño; ajustable) | |
| Figura de ruido del receptor | < 3,5 dB (en todas las bandas y temperaturas) | |
| Potencia de excitación del transmisor | 25 ± 2 dBm |
Arquitectura de la Red Monopulso de Suma y Diferencia
La matriz de 1024 canales integra una red comparadora monopulso dedicada directamente en el chasis del subsistema:
- Tres Vías de RF Dedicadas: El subsistema dispone de tres conectores RF SMA-K independientes para Suma (H, excitación Tx/Rx), Diferencia de Acimut (FWC) y Diferencia de Elevación (FYC). Esto proporciona al receptor de radar vías de RF dedicadas y simultáneas para el procesamiento monopulso de tres canales.
- Profundidad del Nulo del Haz Diferencia (-22 dB Típica): La red monopulso integrada proporciona una profundidad típica del nulo del haz diferencia de -22 dB en los ejes de acimut y elevación, facilitando una discriminación sensible del error angular en el procesador de señales del radar.
- Control de Fase y Amplitud en AiP: La arquitectura integrada AiP de 32×32 aplica compensación de fase y amplitud a las señales de RF recibidas para mantener el rendimiento de conformación de haz especificado en la banda de 9,2 a 9,8 GHz.
Dinámica de Exploración 2D y Precisión de Apuntamiento
Garantizar una alta precisión de seguimiento durante operaciones dinámicas depende de la estabilidad del haz en amplios ángulos de exploración:
- Cobertura Bidimensional de ±45°: El control de fase electrónico en los 1.024 elementos activos orienta el haz en un sector de ±45° en acimut y elevación, con una caída de ganancia contenida en ≤ 3 dB dentro del rango de exploración especificado de ±45°.
- Resolución Angular con Haz Estrecho: A la frecuencia central, la retícula de 32×32 genera en dirección normal un ancho de haz de 2,8° ± 0,3° en transmisión y de 3,6° ± 0,4° en recepción, proporcionando una discriminación angular nítida para resolver blancos próximos.
- Precisión de Apuntamiento: El sistema alcanza una precisión de apuntamiento electrónico de ≤ 0,15° en el cono central de ±20° y de ≤ 0,3° dentro del rango de exploración especificado de ±45°. Las coordenadas angulares en el paquete de control de 16 bytes se codifican con una cuantización de 0,05°.
- Bajo Nivel de Lóbulos Secundarios en Rx: El nivel del primer lóbulo secundario de recepción se sitúa en ≤ -22 dB en dirección normal, lo que contribuye a reducir la sensibilidad a ecos de tierra e interferencias fuera del eje.
Rápida Conmutación del Haz y Control de Comandos
En escenarios de seguimiento radar con requisitos de respuesta rápida, las antenas de matriz en fase activa deben alternar con agilidad entre la exploración volumétrica y el seguimiento dedicado:
- Tiempo de Conmutación del Haz de ≤ 70 μs: El controlador de haz integrado ejecuta el reposicionamiento del haz en ≤ 70 μs, admitiendo secuencias de exploración durante el seguimiento (TWS) y transiciones rápidas de estado.
- Interfaz RS422 Síncrona: Los vectores de direccionamiento del haz y los parámetros de operación se transmiten a través de un enlace RS422 síncrono mediante un conector J30J-15ZK con una frecuencia de reloj de ≥ 10 MHz.
- Paquete de Control de Haz de 16 Bytes: El controlador anfitrión envía el mensaje tipo
0x13, que contiene la codificación de frecuencia (pasos de 30 MHz), el control de conmutación Tx/Rx, las coordenadas angulares de acimut/elevación (cuantización de 0,05°) y las instrucciones de la matriz de conmutación de 1024 canales en una trama determinista de 16 bytes. - Sintetizador de Frecuencia Interno: Permite la configuración ágil de la frecuencia de trabajo en la banda de 9,2 GHz a 9,8 GHz con incrementos de 30 MHz.
Escenarios de Integración en Sistemas de Radar
Los integradores de sistemas incorporan sistemas de antenas de matriz en fase con capacidades monopulso de 1024 canales en diversas misiones de seguimiento y vigilancia:
- Plataformas de Seguimiento de Precisión: Medición del error angular y soporte de seguimiento para blancos dinámicos aéreos y de superficie.
- Vigilancia Móvil y Seguimiento C-UAS: Búsqueda 2D y seguimiento angular sobre vehículos para objetivos aéreos rápidos mediante haces estrechos.
- Radares de Vigilancia Costera y Perimetral: Monitorización de sector con seguimiento monopulso continuo de tres canales para objetivos de superficie y aéreos.
- Cargas Útiles Aerotransportadas en Contenedor: Cargas de seguimiento de alto PIRE (≥ 92 dBm) integradas en aeronaves o pods de UAV con un perfil de profundidad de 65 mm y un peso de ≤ 14 kg.
Evaluación Técnica y Soporte de Integración
Para evaluar la compatibilidad con el procesador de radar y las plataformas mecánicas, los equipos de ingeniería pueden solicitar documentación técnica y datos de configuración:
- Documentos de Control de Interfaces (ICD): Definición detallada de pines del bus digital J30J-15ZK, esquemas de conexión eléctrica y protocolos de sincronización de comandos.
- Modelos Mecánicos 3D (STEP): Dimensiones del chasis (≤ 600 × 630 × 65 mm), patrones de taladros de montaje, centro de gravedad y espacios libres de ventilación térmica.
- Opciones de Personalización: Consultas sobre variantes de polarización horizontal y requisitos de sintonización de frecuencia personalizados.
Preguntas Frecuentes (FAQ)
Pregunta 1: ¿Cómo respalda el seguimiento monopulso la profundidad del nulo del haz diferencia de -22 dB?
La profundidad típica del nulo del haz diferencia de -22 dB caracteriza el nivel de cancelación de señal en el eje central de los diagramas diferencia. Este nulo proporciona al procesador de radar una discriminación sensible del error angular para el seguimiento en acimut y elevación.
Pregunta 2: ¿Cómo suministra la matriz las señales de RF para el procesamiento monopulso de tres canales?
La matriz dispone de tres conectores RF SMA-K independientes: canal Suma (H, excitación Tx/Rx), Diferencia de Acimut (FWC) y Diferencia de Elevación (FYC). Esto proporciona al receptor de radar vías de RF dedicadas para el procesamiento monopulso simultáneo de tres canales.
Pregunta 3: ¿Cuál es la relación entre la cuantización angular de 0,05° y la precisión de apuntamiento?
La cuantización angular de 0,05° es la resolución numérica utilizada para codificar los ángulos de acimut y elevación en el paquete de control de 16 bytes. La precisión de apuntamiento del sistema se especifica de forma independiente en ≤ 0,15° en el sector central de ±20° y en ≤ 0,3° dentro del rango de exploración especificado de ±45°.