Digital INTA
Archivo electrónico del ©Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA) que tiene por objetivo ofrecer la mayor difusión y visiblidad posibles de los resultados de la investigación realizada por su comunidad científica.
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Diseño, simulación y medidas de un UCAV de baja observabilidad
(Ministerio de Defensa, 2023-11) Ruiz Carrasco, Jose Raimundo; Guzmán Fernández-Fígares, Javier; Rodríguez Amor, José Roberto; Plaza Gallardo, Borja; Poyatos Martinez, David
El presente artículo expone el trabajo realizado por el INTA en el Task Group NATO/STO/SET-252 cuyo fin es diseñar y fabricar un modelo de validación de un UCAV (vehículo aéreo de combate no tripulado) representativo en términos de complejidad geométrica teniendo en cuenta el uso de materiales para la reducción de los principales mecanismos de dispersión electromagnética. La computación electromagnética (CEM) es una herramienta de ingeniería crucial en el proceso de diseño general y se utiliza para identificar los centros de dispersión, para evaluar el efecto de los recubrimientos o distorsiones como la rugosidad de la superficie y, finalmente, para determinar la firma de radar del modelo.
Con respecto al creciente número de vehículos autónomos no tripulados, los resultados no solo son relevantes para el ámbito militar, sino también son valiosos para el control del tráfico aéreo civil y la vigilancia aérea.
Métodos de Medida de Efectividad de Apantallamiento Electromagnético para Materiales Aeroespaciales Novedosos
(INSTITUTO TECNOLÓGICO DE ARAGÓN, 2025-11) Auñón Marugán, Alicia; Meca Díaz, Lucía; Ramos Somolinos, David; Plaza Gallardo, Borja; Poyatos Martinez, David
La gran mayoría de interferencias electromagnéticas se deben al acoplamiento de campos eléctricos, magnéticos y electromagnéticos, siendo un método de protección frente a los mismos el uso de blindajes o apantallamientos, superficies generalmente metálicas dispuestas entre dos regiones del espacio cuyo objetivo es atenuar la propagación de estos campos. A su vez, la detección de estos campos se ve condicionada por los procedimientos de medida empleados, por lo que es necesario que cada vez que se haga referencia a la medida de efectividad de apantallamiento de un material, este valor vaya asociado a un procedimiento y entorno de medida concretos.
El Laboratorio de Electromagnetismo Computacional y Aplicado (CAEM-Lab) del Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA) cuenta con los sistemas necesarios para realizar medidas de efectividad de apantallamiento de acuerdo al estándar ASTM D4935 para medidas en línea de transmisión coaxial. Este estándar es válido en el rango de frecuencias de 30 MHz a 1,5 GHz, banda que limita considerablemente la capacidad de caracterizar el apantallamiento de los materiales a más bajas y más altas frecuencias.
Con este motivo, en el presente trabajo se estudian distintos elementos de mejora al sistema de medida de efectividad de apantallamiento basado en el estándar ASTM D4935, con el objetivo de eliminar las capacidades parásitas y otros acoplamientos externos que limitan el rango de frecuencia de este método. A su vez, y con el objetivo de aumentar la capacidad de ensayo del laboratorio, se estudian métodos en espacio libre empleando bancos de ensayo ya existentes para realizar medidas en más altas frecuencias, así como se construye un nuevo banco de medida en línea de transmisión coaxial de mayores dimensiones basado en el mencionado estándar para realizar medidas en más bajas frecuencias.
De esta forma, se ha desarrollado la metodología de medida de efectividad de apantallamiento en espacio libre, obteniendo buenos resultados en bandas Ka y W, así como establecido la configuración óptima del sistema regido por el estándar ASTM D4935, ampliando los límites tanto inferior como superior del rango de frecuencias establecido. Por último, se ha desarrollado un nuevo banco de medida en línea de transmisión coaxial basado en el mencionado estándar, consiguiendo mejores resultados tanto en la banda de frecuencias estandarizada como en un mayor rango de frecuencias.
Por tanto, se ha conseguido no solo ampliar las capacidades de medida del CAEM-Lab, sino que se han verificado nuevos métodos y sistemas de medida fiables tanto en espacio libre como en línea de transmisión coaxial en un mayor rango de frecuencias, suponiendo esto un avance considerable en el ámbito de la medida de efectividad de apantallamiento de materiales.
Diseño y Caracterización de Materiales Novedosos con Funcionalidades Electromagnéticas Avanzadas para Aplicaciones Aeroespaciales, de Movilidad Eléctrica y Comunicaciones 5G (NOMA-EM)
(INSTITUTO TECNOLÓGICO DE ARAGÓN, 2025-11) Plaza Gallardo, Borja; Poyatos Martinez, David; Sanz, Ruy; Gimenez, Enrique; Torres País, José; Suarez, Adrian
El cometido de esta comunicación es presentar los objetivos, la estructura, la metodología de trabajo y la gestión del Proyecto NOMA-EM (PID2024-159232OB-C31) financiado por el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades (MICIU).
El proyecto NOMA-EM tiene como objetivo el desarrollo de nuevos materiales con propiedades relevantes en presencia de campos electromagnéticos (EM) y nuevos métodos para la caracterización EM de los materiales desarrollados, la integración de estos materiales en estructuras complejas y la generación de conocimiento para aplicaciones espaciales y aeronáuticas finales, sin dejar de lado su aplicación en otros sectores como el vehículo eléctrico y las comunicaciones 5G.
El proyecto busca impulsar y generar nuevos conocimientos en el diseño y la síntesis escalable de metamateriales EM funcionales. Mediante la selección y el control precisos de componentes, nanoestructuras y procesos de síntesis (MXenes, aerogeles y nanoestructuras anódicas), se logra un control sin precedentes sobre las propiedades EM de estos materiales. Esto permite modificar el comportamiento del material en función de aplicaciones específicas, partiendo de una base común.
Como vínculo esencial entre la aplicación final y el material base, es crucial desarrollar o modificar los métodos de caracterización existentes. Los nuevos materiales desarrollados en el proyecto presentan desafíos para la caracterización electromagnética, lo que requiere medidas y análisis precisos de sus propiedades únicas. Además, la diversidad de aplicaciones finales exige considerar diferentes escenarios, incluyendo amplios rangos de frecuencia y entornos extremos como temperaturas criogénicas y condiciones de vacío espacial.
La propuesta presenta un enfoque multidisciplinar, que combina la investigación básica en ciencia de materiales con la aplicación de estos nuevos materiales en sectores estratégicos como el aeroespacial, la automoción o las comunicaciones 5G, donde los nuevos sistemas y plataformas se componen de un número cada vez mayor de sistemas electrónicos complejos que utilizan campos EM.
Uncertainty budget for multipactor and corona testing
(Agencia Espacial Europea (ESA), 2025-05) Garcia-Patron, Martin
High-power test benches require the combination of multiple equipment and accessories that must meet a wide range of external requirements. Furthermore, complex procedures for operation and calibration are necessary. This set of conditions raises a difficult issue in terms of uncertainty budget calculation for the crucial magnitude under verification: the RF power level delivered to the device under test, at which the discharge takes, or not, place.
Medidas de Emisiones Radiadas de Alta Sensibilidad en Sistemas Espaciales
(INSTITUTO TECNOLÓGICO DE ARAGÓN, 2025-11) Medler, Jens; Jiménez Lorenzo, María
Durante los ensayos de emisiones radiadas, la proximidad del nivel de ruido al límite aplicable tiene un impacto directo en los resultados. Este aspecto debe ser tenido en cuenta durante las medidas de emisiones radiadas en sistemas espaciales donde se definen límites muy restrictivos en determinadas bandas de frecuencia (conocidas como notches) para proteger los sistemas electrónicos sensibles como son los receptores. En esta presentación se describe la influencia del nivel de ruido en los resultados obtenidos y se evalúan diferentes métodos para mejorar la sensibilidad del sistema de medida y su posible efecto en el resultado final del ensayo.
Study on Saturation of Ferrite Chokes Used for EGSE Protection in Indirect Lightning and ESD Tests
(IEEE, 2025-05) Morales Blanco, Carolina; Moragrega Langton, María; López Sanz, Daniel
Lightning and Electrostatic Discharge (ESD) are very common phenomena in nature, causing electromagnetic extreme conditions. Therefore, these requirements for the electromagnetic compatibility (EMC) test campaign are necessary to avoid damage and keep the flight safety. In electronics, ferrite core inductors are used to filter and protect electronic equipment against electromagnetic interference (EMI). Therefore, knowledge of the performance of these cores is very important. Their use at high current levels can cause their behaviour to change from linear to non-linear regime, also known as the saturation state in magnetic materials. Under these conditions, the common mode impedance in the power supply and signal lines is modified and the ferrite core inductors do not have the expected characteristics. This paper presents the results of the study of this phenomenon and new research on the behaviour of magnetic materials against different current levels.
Radiated Emission Measurements in Close Proximity to the Noise Floor
(IEEE, 2025-05) Jiménez Lorenzo, María; Medler, Jens
Radiated Emission (RE) measurements in close proximity to the noise floor can lead to an overestimation of the measurement results, which may cause a failure situation when performing the limit check. This may be the case when this test is performed on an aerospace system because of the low electric field limits defined in certain frequency ranges to protect critical receiver bands and a high sensitivity of the measuring system is required. Standards define a requirement for the noise floor to be at least 6 dB below the applicable limit. This is not always feasible when measuring low limit frequency notches using the standard bandwidths and test setups. This paper focuses on the analysis of three different ways of decreasing the noise level and improving the sensitivity of the measuring system: the use of low noise preamplifiers, the use of high gain antennas and the narrowing of the measuring bandwidth.
Multilevel Validation of Direct Sampling Time-Domain Measuring Receivers
(IEEE, 2025-09-05) Struzhko, Ivan; García Bermúdez, Marc; Solé-Lloveras, Jordi; Añón Cancela, M.; Hartman, Tom; Azpurua, Marco A.; Leferink, Frank; European Research Council (ERC)
Although the time-domain approach to electromagnetic interference evaluation offers numerous advantages, including shorter test duration and multichannel acquisition, its practical adoption remains limited. This is mainly because existing standards, such as CISPR 16-1-1, do not explicitly address direct sampling time-domain measuring receivers or define specific calibration and validation procedures for them. While several studies have demonstrated successful use cases, a comprehensive validation of such systems has not yet been performed. This article presents multilevel experimental validations of time-domain measuring receivers, focusing on the direct sampling approach and oscilloscope-based implementations. First, meta-comparisons of FFT-based receivers are made using calibration data obtained from certificates of accredited laboratories. Then, controlled signal sources with known time and spectral characteristics are used to cross-check with different measuring receiver models. Finally, several instruments are benchmarked with respect to their standard detector outputs when measuring the emissions of a power converter while spread spectrum techniques are used. The results show good agreement between the measuring receivers in the time domain and the tested conventional receivers in the frequency domain within the standard error, even though the complexity of the measured signals is different.
