En plataformas sujetas a restricciones de tamaño, peso, potencia y coste (SWaP-C), el despliegue de antenas de exploración electrónica activa (AESA) en plataformas móviles de tamaño medio, vehículos tácticos terrestres y vehículos aéreos no tripulados (UAV) requiere equilibrar la resolución espacial y el alcance de detección con los estrictos límites de carga útil. Los paneles de antena de dimensiones excesivas pueden sobrecargar los sistemas de gestión térmica y superar la capacidad de carga útil del vehículo.
La antena AESA 2D en banda X de 256 canales responde a estas restricciones mediante una arquitectura phased array activa de 16×16 que integra 256 elementos radiantes en una disposición Antenna-in-Package (AiP). Operando en el rango de frecuencias de 9.2 GHz a 9.8 GHz, la potencia isótropa radiada equivalente (EIRP) especificada del sistema es ≥ 80 dBm en la banda operativa nominal, manteniendo un ancho de haz en transmisión en la dirección normal de 5.8° ± 0.3° y un consumo máximo especificado de ≤ 235 W con un ciclo de trabajo de transmisión del 20 %. Con un peso ≤ 3.5 kg y un perfil de profundidad ≤ 60 mm, el conjunto integra el control de fase y amplitud T/R, redes de alimentación monopulso de suma y diferencia, un sintetizador de frecuencia y la electrónica de control del haz en un único chasis unificado.
Especificaciones Técnicas y Soporte
¿Requiere parámetros de rendimiento completos, modelos STEP o diseño a medida para esta serie?
Con un tiempo especificado de conmutación de haz ≤ 50 µs y control serie síncrono sobre señalización diferencial RS-422, la arquitectura permite una rápida reorientación del haz para operaciones de búsqueda y seguimiento.
1. Topología de matriz de 16×16 y optimización de carga útil SWaP-C
En aplicaciones de vigilancia móvil y seguimiento táctico aéreo, la masa, el volumen y el consumo de energía del phased array afectan directamente a la capacidad de carga útil y a la autonomía de la plataforma. La antena AESA de 256 canales utiliza una cuadrícula plana uniforme de 16×16 diseñada para optimizar la densidad de ganancia manteniendo un perfil físico reducido.
La configuración de 256 canales prioriza un perfil compacto SWaP-C al tiempo que proporciona el ancho de haz, el rango de escaneo y el EIRP especificados para la integración en el sistema.
- Peso y perfil de carga útil: Con un peso ≤ 3.5 kg y unas dimensiones ≤ 315 × 315 × 60 mm, el panel ofrece un formato compacto para su integración en cargas útiles de UAV, mástiles tácticos y sistemas montados en vehículos, sujeto a las restricciones mecánicas y térmicas de la plataforma.
- Carga térmica y de alimentación: El consumo máximo especificado de ≤ 235 W (con un ciclo de trabajo de transmisión del 20 %) ayuda a reducir la carga energética y de gestión térmica en la plataforma anfitriona.
- Rango operativo: La antena admite una tensión de entrada de 18 V a 36 V CC (nominal de +24 V CC) y cuenta con un rango de temperatura de funcionamiento especificado de -40 °C a +70 °C.
2. Arquitectura Antenna-in-Package (AiP) y flujo de señal del sistema
El panel utiliza una arquitectura Antenna-in-Package (AiP) que integra la apertura de la antena, los canales T/R activos, la red de alimentación monopulso y el conformador de haz directamente dentro de la cavidad del chasis de 60 mm.
- EIRP del sistema, ganancia y G/T: La apertura activa de 256 canales ofrece un EIRP del sistema especificado de ≥ 80 dBm en la banda operativa nominal. En la cadena de recepción, la ganancia del canal activo proporciona ≥ 15 dB (ajustable) con una figura de ruido del receptor inferior a 3.5 dB, alcanzando una relación G/T del sistema especificada de ≥ 0.5 dB/K.
- Estructura integrada: La red de alimentación monopulso de suma y diferencia, el sintetizador de frecuencia, la distribución de energía y el controlador del haz residen dentro de la cavidad con recubrimiento de óxido conductor. Esto reduce la necesidad de cableado coaxial de RF externo entre los subsistemas principales.
Flujo de señal en el sistema:
- Entrada de excitación Tx/Rx especificada: La antena está especificada para una entrada de excitación de canal único Tx/Rx de ≥ 27 dBm a través del puerto principal SMA-K (Puerto H).
- Matriz AiP unificada (60 mm de profundidad): La agrupación activa de 16×16 proporciona control de fase y amplitud por canal para la conformación del haz en toda la apertura.
- Red monopulso de suma y diferencia: Las líneas de alimentación integradas procesan las señales recibidas para generar salidas de diferencia en Azimut (FWC) y Elevación (FYC) directamente en puertos SMA-K dedicados.
- Interfaz de control digital y alimentación: Las tramas de comandos se gestionan a través del conector de control J30J-15ZK, mientras que la alimentación CC se suministra mediante un conector dedicado J30J04P04P.
3. Agilidad en la orientación del haz y rendimiento de seguimiento monopulso
La cobertura de escaneo electrónico alcanza ±45° en azimut y ±45° en elevación, con una profundidad típica del nulo en el haz de diferencia de -22 dB en ambos planos.
Agilidad de orientación y precisión de apuntamiento
- Rango de escaneo electrónico: Azimut ±45° / Elevación ±45°.
- Caída de ganancia por escaneo: ≤ 3 dB en el rango de escaneo especificado de ±45°.
- Error angular de apuntamiento: ≤ 0.15° en orientaciones de hasta ±20° y ≤ 0.3° en todo el rango de escaneo de ±45°.
- Tiempo de conmutación de haz: Especificado en ≤ 50 µs.
Un tiempo especificado de conmutación de haz de ≤ 50 µs permite reorientar rápidamente el haz entre modos de búsqueda, seguimiento y otros esquemas operativos entrelazados.
Características de la red monopulso de suma y diferencia
La red de alimentación interna genera haces de suma y diferencia ortogonales para suministrar señales de discriminación de error angular al receptor del radar:
- Ancho de haz en transmisión: 5.8° ± 0.3° a la frecuencia central (Azimut y Elevación).
- Ancho de haz en recepción: 6.8° ± 0.4° a la frecuencia central (Azimut y Elevación).
- Nivel del primer lóbulo secundario en recepción: < -22 dB en la dirección normal.
- Profundidad del nulo del haz de diferencia: -22 dB (típico, Azimut y Elevación).
4. Especificaciones eléctricas y de RF
La siguiente tabla consolida los principales parámetros eléctricos, de RF y de orientación del haz para la evaluación técnica de antenas AESA monopulso para seguimiento en banda X:
| Parámetro técnico | Especificación / Requisito |
| Banda de frecuencia operativa | 9.2–9.8 GHz (pasos de frecuencia de 30 MHz) |
| Topología de la agrupación | 256 elementos (matriz de 16×16) |
| Polarización | Vertical (Horizontal disponible bajo pedido) |
| EIRP del sistema (dirección normal) | ≥ 80 dBm |
| Relación G/T del sistema | ≥ 0.5 dB/K |
| Rango de escaneo electrónico | Azimut ±45° / Elevación ±45° |
| Precisión de apuntamiento | ≤ 0.15° (dentro de ±20°) / ≤ 0.3° (dentro de ±45°) |
| Caída de ganancia por escaneo | ≤ 3 dB (en el rango de escaneo de ±45°) |
| Ancho de haz Tx en la dirección normal | 5.8° ± 0.3° (a la frecuencia central) |
| Ancho de haz Rx en la dirección normal | 6.8° ± 0.4° (a la frecuencia central) |
| Profundidad del nulo del haz de diferencia | -22 dB (Típico, Azimut y Elevación) |
| Nivel del 1er lóbulo secundario Rx | < -22 dB (Dirección normal) |
| Entrada de excitación Tx/Rx | ≥ 27 dBm (Entrada de canal único) |
| Ganancia activa del canal Rx | ≥ 15 dB (Ajustable) |
| Figura de ruido del receptor | < 3.5 dB |
| Tiempo de conmutación de haz | ≤ 50 µs |
5. Requisitos mecánicos, de alimentación e interfaz
Diseñadas para la integración en plataformas tácticas y móviles, todas las interfaces de RF, alimentación, control y telemetría están ubicadas en la parte posterior del chasis.
| Parámetro | Especificación / Requisito |
| Dimensiones (L × A × H) | ≤ 315 × 315 × 60 mm (Excluyendo conectores) |
| Peso del sistema | ≤ 3.5 kg |
| Entrada de alimentación | 18–36 V CC (Nominal de +24 V) |
| Consumo máximo de energía | ≤ 235 W (Con un ciclo de trabajo de transmisión del 20 %) |
| Interfaces de RF | Puerto H (Entrada de excitación Tx/Rx especificada); Puerto FWC (Salida de diferencia de azimut); Puerto FYC (Salida de diferencia de elevación) |
| Conector de alimentación | J30J04P04P (Pines A/B: +24 V, Pines C/D: GND) |
| Conector de control | J30J-15ZK (Protocolo RS-422 síncrono) |
| Temperatura de funcionamiento | -40 °C a +70 °C |
| Acabado superficial | Recubrimiento de óxido conductor (Cavidad) / Imprimación blanca (Radomo) |
6. Protocolo de control RS-422 síncrono y telemetría
El control digital del haz utiliza una interfaz serie síncrona sobre señalización diferencial RS-422 con un reloj externo de ≥ 10 MHz, lo que permite un control determinista de la temporización de los comandos.
- Formato del enlace de datos: RS-422 síncrono con una frecuencia de reloj de ≥ 10 MHz.
- Trama Tx de control del haz (Controlador → Antena): Carga útil de 16 bytes (
0x10) que contiene el Tipo de mensaje (0x13), codificación de frecuencia, control de conmutación Tx/Rx, codificación de ángulo en Azimut/Elevación (paso de cuantificación de 0.05°) y configuración de haz/canales. - Trama Rx de telemetría (Antena → Controlador): Carga útil de telemetría de 36 bytes (
0x24) que transporta el Tipo de mensaje (0x32), lecturas de temperatura de la antena, mediciones de consumo de corriente y estado de los ventiladores PWM.
7. Parámetros de adaptación OEM/ODM
El panel estándar opera en el rango de 9.2 GHz a 9.8 GHz con polarización vertical. Para la integración en plataformas especializadas, los parámetros OEM/ODM personalizables incluyen:
- Subbandas de frecuencia operativa y requisitos de ancho de banda
- Opciones de polarización (Polarización horizontal disponible bajo pedido)
- Modificaciones en los puntos de fijación mecánica y orientación de conectores
- Adaptación de tramas del protocolo de orientación del haz o puentes de interfaz
Preguntas Frecuentes (FAQ)
Q1: ¿Cuál es la ventaja operativa principal de la topología AiP de 16×16 y 256 canales?
La matriz de 16×16 integra 256 elementos activos en un panel de peso ≤ 3.5 kg y un perfil de profundidad ≤ 60 mm. Entrega un EIRP del sistema especificado de ≥ 80 dBm y un ancho de haz en transmisión de 5.8° ± 0.3°, limitando el consumo máximo a ≤ 235 W con un ciclo de trabajo del 20 %, lo que la hace adecuada para UAV y plataformas móviles con restricciones de carga útil.
Q2: ¿Cuál es la cobertura de escaneo electrónico y la velocidad de conmutación de haz especificadas?
La antena proporciona un escaneo electrónico de ±45° tanto en el plano de azimut como en el de elevación, con una caída de ganancia por escaneo ≤ 3 dB. La conmutación de haz se ejecuta en ≤ 50 µs.
Q3: ¿Qué potencia de excitación requiere la antena?
La antena especifica una entrada de excitación de canal único Tx/Rx de ≥ 27 dBm en el puerto SMA-K H. Las cadenas de transmisión internas amplifican y distribuyen la señal de excitación a través de la apertura activa para alcanzar el EIRP especificado del sistema.