Los sistemas de radar táctico modernos diseñados para su instalación en soportes giroscópicos aerotransportados, vehículos terrestres ligeros y mástiles de vigilancia compactos deben cumplir estrictas restricciones de tamaño, peso, potencia y coste (SWaP-C). Garantizar un alcance de adquisición de blancos adecuado y capacidad de protección frente a contramedidas electrónicas (ECCM) sin exceder los límites térmicos o eléctricos del sistema requiere una configuración de antena altamente optimizada.
La antena AESA 2D en banda X de 64 canales responde a estos requerimientos integrando 64 elementos radiantes en una disposición plana compacta de 8×8 (disposición AiP). Con un rango de frecuencia operativa de 9.2 GHz a 10.0 GHz, el panel ofrece una potencia isótropa radiada equivalente (EIRP) especificada de ≥ 68 dBm, limitando el consumo máximo de potencia a ≤ 75 W con un ciclo de trabajo de transmisión del 20%. Gracias a su cadena transceptora integrada en frecuencia intermedia (FI) de 125 MHz, una conmutación ágil de frecuencia en < 60 µs y una conmutación de haz en ≤ 7 µs, la antena constituye una solución de etapa de entrada (front-end) lista para radares tácticos de escala media.
Especificaciones Técnicas y Soporte
¿Requiere parámetros de rendimiento completos, modelos STEP o diseño a medida para esta serie?
1. Topología de la Matriz de 8×8 y Arquitectura General
La antena emplea una topología plana en cuadrícula de 8×8, diseñada para ofrecer una elevada resolución espacial en un chasis compacto. La arquitectura de hardware integra la apertura radiante de 64 elementos, las redes de control de fase y amplitud de transmisión/recepción (Tx/Rx), la matriz de alimentación de suma y diferencia monopulso y el sintetizador de frecuencia dentro de un chasis unificado con recubrimiento de óxido conductor en la cavidad de RF.
| Subsistema Funcional | Componente de Hardware Integrado |
| Apertura Radiante | Matriz Activa de 64 Elementos (Topología en Cuadrícula 8×8) |
| Subcircuitos de RF | Control de Fase y Amplitud Tx/Rx; Matriz de Alimentación Suma/Diferencia Monopulso |
| Transceptor y Reloj | Cadena Transceptora de FI de 125 MHz; Sintetizador de Frecuencia y Generador de Reloj |
| Alimentación y Control | Distribución de Alimentación de CC; Bus de Control RS-422 Síncrono |
- Dimensiones y Peso: Con un peso ≤ 3.0 kg y unas dimensiones de ≤ 220 × 220 × 65 mm, la estructura facilita su integración en bahías de carga con espacio limitado y en soportes orientables para sistemas ópticos y de radar.
- Gestión de Alimentación: Alimentada a través de un bus principal de CC de 18 V a 36 V (nominal de +24 V CC), la antena limita la potencia máxima consumida a ≤ 75 W durante la emisión activa con un ciclo de trabajo del 20%.
- Diseño Térmico y Ambiental: El acabado de óxido conductor en la cavidad y la capa de imprimación blanca de protección en el radomo permiten el funcionamiento continuo en un rango de temperatura ambiental de -40 °C a +70 °C, sujeto al diseño térmico general del sistema.
2. Transceptor de FI de 125 MHz y Parámetros del Reloj de Referencia
A diferencia de las antenas phased array convencionales que requieren etapas externas de conversión de frecuencia en banda X, esta arquitectura incorpora una cadena transceptora en frecuencia intermedia (FI) de 125 MHz que se conecta directamente con los conversores analógico-digitales (ADC) y digital-analógicos (DAC) de banda base.
- Características del Canal de FI: La etapa de recepción convierte las señales entrantes en banda X a una frecuencia central de FI de 125 MHz con un formato de señal de modulación lineal de frecuencia (LFM) de 30 MHz de ancho de banda. La ganancia del canal de recepción activo es de 35 ± 1 dB, con una rizado de la respuesta en frecuencia de ±0.5 dB en el ancho de banda de 125 ± 15 MHz. La atenuación fuera de banda supera los 25 dB, mientras que el rechazo de frecuencia imagen y armónicos se mantiene en ≥ 60 dB.
- Rango Dinámico de la Señal: El canal de recepción presenta una figura de ruido de ≤ 12 dB, un punto de compresión de 1 dB a la entrada (P1dB) > -5 dBm y un P1dB a la salida de 8 a 10 dBm. El aislamiento entre canales a lo largo de las 64 vías es de ≥ 50 dB.
- Perfiles de Ruido de Fase:
- Ruido de Fase del Reloj de Referencia: Un oscilador interno estabilizado por cristal suministra una señal de reloj de referencia senoidal de 100 MHz (+13 ± 0.5 dBm) para la sincronización de los procesadores de banda base, con un ruido de fase de ≤ -150 dBc/Hz a 1 kHz de offset y ≤ -160 dBc/Hz a 10 kHz de offset.
- Ruido de Fase de Transmisión/Conversión Elevadora: El ruido de fase en la etapa de transmisión y conversión de frecuencia elevadora está especificado en ≤ -94 dBc/Hz a 1 kHz de offset.
3. Conmutación del Haz, Salto de Frecuencia y Prestaciones de Seguimiento
El barrido electrónico cubre un amplio campo de visión bidimensional, respaldado por la rápida fijación de fase en Tx/Rx y la agilidad espectral:
- Sector de Exploración Electrónica en Azimut: ±50° (orientación electrónica continua)
- Sector de Exploración Electrónica en Elevación: ±30° (orientación electrónica continua)
Agilidad de Orientación y Precisión de Apuntamiento
- Tiempo de Conmutación del Haz: Especificado en ≤ 7 µs, lo que permite reorientar la posición del haz de forma rápida en modos intercalados de búsqueda y seguimiento multiblanco.
- Tiempo de Salto de Frecuencia: < 60 µs para un salto de frecuencia de 25 MHz en la etapa de transmisión, garantizando un funcionamiento eficaz en entornos electromagnéticos complejos.
- Separación de Parámetros Temporales: La conmutación del haz y el salto de frecuencia se definen como parámetros independientes; el valor de ≤ 7 µs corresponde específicamente a la conmutación electrónica del haz y no al tiempo de reconfiguración completa de frecuencia.
- Precisión de Apuntamiento Angular: Especificada en ≤ 0.15° dentro del cono principal de orientación de ±20°, y en ≤ 0.3° en todo el sector de exploración de ±50°.
- Pérdida de Ganancia por Barrido: La pérdida por desviación en azimut es de ≤ 4.5 dB a ±50°, mientras que en elevación es de ≤ 1.75 dB a ±30°.
Ancho de Haz y Parámetros Monopulso
- Ancho de Haz en Transmisión: 11.3° ± 0.6° a la frecuencia central (Azimut y Elevación).
- Ancho de Haz en Recepción: 13.4° ± 0.8° a la frecuencia central (Azimut y Elevación).
- Nivel del Primer Lóbulo Secundario en Recepción: < -22 dB en la dirección del eje principal (boresight).
- Profundidad del Nulo del Haz de Diferencia: Valor típico de -22 dB tanto en azimut como en elevación, permitiendo la extracción de las señales de error angular en ambos ejes.
4. Especificaciones Técnicas Resumidas
La siguiente tabla resume los parámetros de RF, FI, eléctricos y mecánicos para la evaluación a nivel de sistema de antenas AESA monopulso para seguimiento en banda X:
| Parámetro Técnico | Especificación / Requerimiento |
| Banda de Frecuencia de Trabajo | 9.2 GHz ~ 10.0 GHz (paso configurable de 25 MHz) |
| Topología de la Matriz | 64 Elementos (Matriz 8×8) |
| Tipo de Polarización | Vertical (Horizontal disponible bajo pedido) |
| EIRP del Sistema (en eje) | ≥ 68 dBm |
| Sensibilidad G/T del Sistema | ≥ -6.5 dB/K |
| Rango de Exploración Electrónica | Azimut ±50° / Elevación ±30° |
| Precisión de Apuntamiento Angular | ≤ 0.15° (dentro de ±20°) / ≤ 0.3° (dentro de ±50°) |
| Pérdida de Ganancia por Barrido | Azimut: ≤ 4.5 dB / Elevación: ≤ 1.75 dB |
| Ancho de Haz Tx en Eje | 11.3° ± 0.6° (@ frecuencia central) |
| Ancho de Haz Rx en Eje | 13.4° ± 0.8° (@ frecuencia central) |
| Profundidad del Nulo del Haz Diferencia | -22 dB (Típico, Azimut y Elevación) |
| Nivel del Primer Lóbulo Secundario (Rx) | < -22 dB (En el eje principal / boresight) |
| Potencia de Pico en Transmisión | ≥ 27 dBm (potencia de entrada por canal, valor de diseño garantizado) |
| Tiempo de Conmutación del Haz | ≤ 7 µs |
| Tiempo de Salto de Frecuencia | < 60 µs (etapa Tx, salto de frecuencia de 25 MHz) |
| Frecuencia Intermedia (FI) | 125 MHz (Entrada / Salida) |
| Formato de Señal y Ancho de Banda | Modulación Lineal de Frecuencia (LFM) / 30 MHz |
| Ruido de Fase en Transmisión | ≤ -94 dBc/Hz @ 1 kHz offset |
| Figura de Ruido en Recepción | ≤ 12 dB |
| Ganancia y Rizado en Recepción | 35 ± 1 dB / Rizado: ± 0.5 dB (@ 125 ± 15 MHz) |
| Punto P1dB Entrada / Salida | Entrada: > -5 dBm / Salida: 8 ~ 10 dBm |
| Aislamiento entre Canales | ≥ 50 dB |
| Rechazo de Frecuencia Imagen y Armónicos | ≥ 60 dB |
| Salida del Reloj de Referencia | Senoidal de 100 MHz / Potencia: 13 ± 0.5 dBm |
| Ruido de Fase del Reloj de Referencia | ≤ -150 dBc/Hz @ 1 kHz / ≤ -160 dBc/Hz @ 10 kHz |
5. Interfaz Física, Eléctrica y de Control
Las líneas de alimentación, control digital y señales de FI se conectan a través de los conectores del panel posterior del chasis, adaptados para su integración en campo:
| Tipo de Interfaz Posterior | Detalles del Puerto / Conector | Función Principal |
| Control y Alimentación | 1 × Conector J30J-31ZK | Bus de control RS-422 síncrono y entrada de CC de 18 V–36 V |
| Salidas de Señal de FI | 5 × Puertos Coaxiales SMA | Salidas de FI de la etapa de entrada y canales monopulso hacia el receptor/ADC anfitrión |
| Reloj de Referencia | 1 × Puerto Coaxial SMA | Salida de reloj de referencia senoidal de 100 MHz |
| Parámetro Mecánico y Ambiental | Especificación / Requerimiento |
| Dimensiones del Chasis (L × A × H) | ≤ 220 × 220 × 65 mm (excluyendo conectores) |
| Peso del Sistema | ≤ 3.0 kg |
| Tensión de Alimentación | CC 18 V–36 V (nominal +24 V CC) |
| Consumo Máximo de Potencia | ≤ 75 W (con ciclo de trabajo de transmisión del 20%) |
| Temperatura Ambiental de Trabajo | -40 °C a +70 °C |
| Acabado de Superficie | Óxido conductor (cavidad interna) / Imprimación blanca (radomo) |
6. Arquitectura de Control Digital por RS-422 Síncrono
El control digital del haz se realiza mediante una interfaz serie síncrona sobre líneas diferenciales RS-422 a través del conector J30J-31ZK utilizando dos tipos de tramas de datos.
Nota: La estructura de tramas y la asignación de identificadores de mensaje (por ejemplo, 0x13, 0x31, 0x32) que se detallan a continuación son ejemplos ilustrativos de integración. Las especificaciones exactas del protocolo deben confirmarse en el Documento de Control de Interfaz (ICD) oficial.
- Estructura de la Trama de Comandos (Anfitrión → Antena): Admite tramas de 16 bytes para control de orientación y modo (por ejemplo, tipo de mensaje
0x13para orientación del haz,0x31para control de frecuencia y canales), que incluyen códigos de frecuencia, conmutadores de modo Tx/Rx, ángulos de azimut/elevación y ajustes de atenuación. - Estructura de la Trama de Telemetría (Antena → Anfitrión): Devuelve una trama de telemetría de estado de 36 bytes (por ejemplo, tipo de mensaje
0x32), que transmite lecturas de temperatura de la antena, consumo de corriente por subagrupación e indicadores de estabilidad de la alimentación para la supervisión térmica y eléctrica continua.
7. Opciones de Personalización OEM/ODM
El panel estándar funciona en la banda de 9.2 a 10.0 GHz con polarización vertical. Para aplicaciones especializadas de módulos de antena AESA activa de alta EIRP o de la antena AESA 2D en banda X de 64 canales, están disponibles las siguientes opciones de personalización OEM/ODM:
- Configuración de subbandas de frecuencia personalizadas y ajuste del ancho de banda de la señal LFM.
- Opciones de polarización alternativa (polarización horizontal disponible bajo pedido).
- Modificación de los puntos de fijación mecánica y disposición personalizada de los conectores.
- Adaptación de la interfaz de control y protocolos específicos.
Preguntas Frecuentes (FAQ)
Pregunta 1: ¿Cuál es la principal ventaja de integrar un transceptor de FI de 125 MHz?
La integración del transceptor de FI de 125 MHz en el propio chasis de la antena reduce la necesidad de utilizar etapas externas de conversión de frecuencia en banda X y simplifica el cableado de RF. El panel entrega las señales analógicas de FI directamente a los conversores ADC del sistema anfitrión, facilitando el diseño del hardware de banda base.
Pregunta 2: ¿Con qué rapidez cambia la frecuencia y la posición del haz?
La antena realiza saltos de frecuencia en pasos de 25 MHz en < 60 µs y completa la conmutación electrónica del haz en ≤ 7 µs. La conmutación del haz y el cambio de frecuencia se rigen por parámetros independientes, respaldando un seguimiento ágil de objetivos y funciones de contramedidas electrónicas (ECCM).
Pregunta 3: ¿Qué requisitos de alimentación y refrigeración se precisan para la integración?
La antena se alimenta mediante una fuente de corriente continua de 18 V a 36 V y consume ≤ 75 W con un ciclo de trabajo del 20%. Con un peso de ≤ 3.0 kg y unas dimensiones de ≤ 220 × 220 × 65 mm, la estructura del chasis está diseñada para la disipación térmica por conducción en un rango de temperatura de funcionamiento de -40 °C a +70 °C, sujeto al diseño térmico global del sistema.