Persona: Plaza Gallardo, Borja
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Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial
El Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial es el Organismo Público de Investigación (OPI) dependiente del Ministerio de Defensa. Además de realizar actividades de investigación científica y de desarrollo de sistemas y prototipos en su ámbito de conocimiento, presta servicios tecnológicos a empresas, universidades e instituciones.
El INTA está especializado en la investigación y el desarrollo tecnológico, de carácter dual, en los ámbitos de la Aeronáutica, Espacio, Hidrodinámica, Seguridad y Defensa.
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Plaza Gallardo
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Publicación Acceso Abierto Method for calibration sample manufacturing for space instrumentation and regolith characterization(VIII Planetary Science & Solar System Exploration Congress (CPESS-8), 2025-05) De la Cruz - Karnavas, Leonardo; Fernández Romero, Sergio; Plaza Gallardo, Borja; Poyatos Martinez, David; Marina, Fernández-RuzThe measurement of the magnetic field by means of magnetometers is the most straightforward method for the characterization of magnetic bodies. The magnetic field generated by a body (in the absence of electrical currents) comprises a remnant and an induced contribution. This last one is due to the magnetization of the body under the effect of a magnetic field. Often, it is important to distinguish between these two contributions. During magnetic surveys, it helps to improve the interpretation of the magnetic carriers that yield the magnetic signature. In general, it is useful to estimate the magnetization changes that a body is expected to have when it is immersed in a magnetic field.Publicación Restringido 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, AdrianEl 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.Publicación Restringido Limitations in the Measurement of the Shielding Effectiveness of Aeronautical Multi-ply CFC Laminates(Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2019-10-17) Gómez de Francisco, Patricia; Poyatos Martinez, David; Plaza Gallardo, Borja; Escot Bocanegra, D.; Fernández Romero, Sergio; Agencia Estatal de Investigación (AEI)Modern aircraft employ profusely carbon fiber composites (CFC) for their construction. Then, it is mandatory to characterize the behaviour of this kind of materials for its use under harsh electromagnetic environments. In that sense, this paper presents the application of two standards, the ASTM D4935 and the IEC 61000-4-21, to the measurement of the shielding effectiveness (SE) of aeronautical multi-ply CFC laminates frequently used for the construction of aircraft. Each technique is well suited for a specific material or realization and a specific frequency range. So, both techniques are complementary and should be developed in parallel. Taking into account the high SE expected for this kind materials, the set-ups imply the measurement of very low signals, that poses an experimental challenge that has to be faced. Then, in this study, different test samples and realizations of CFC materials have been fabricated and measured. Improvements on the traditional measurement procedures have been applied, obtaining promising results.Publicación Restringido Modeling and Measuring the Shielding Effectiveness of Carbon Fiber Composites(Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2019-10-25) Díaz Angulo, L. M.; Gómez de Francisco, Patricia; Plaza Gallardo, Borja; Poyatos Martinez, David; Ruiz Cabello Núñez, M. D.; Escot Bocanegra, D.; García, Salvador G.; Ministerio de Economía y Competitividad (MINECO); Agencia Estatal de Investigación (AEI)We provide a model able to predict the shielding effectiveness (SE) of carbon fiber composite (CFC) panels made of stacked layers of conducting fibers. This model permits us to obtain simple formulas in which the only parameters needed are the sheet square resistance and the effective panel thickness. These tools let us predict a minimum SE, which always increases with the frequency and therefore constituting the worst case, from an electromagnetic shielding perspective. Consequently, the measurement of minimum SE requirements can be simply measured with a micro-ohmmeter using an specific experimental setup which is also described here. Additionally, this method allows to measure very high SE falling far beyond the dynamic range of the values measurable with the most commonly used standard, the ASTM D4935. After describing the modeling technique and the different test setups used, across-validation between theoretical and experimental results is made for four different samples of CFC; two designed to test the modeling assumptions and two which are representative of the ones nowadays used in a real aircraft.Publicación Restringido Caracterización y validación de reflectores del campo de calibración SAR INTA para la misión Paz(Universidad de Valencia, 2022-09-23) Cuerda, Juan Manuel; Plaza Gallardo, Borja; Poyatos Martinez, David; Casal Vázquez, Nuria; Gimeno Martinez, Nuria; Cifuentes, Patricia; García Rodríguez, Marcos; González Bonilla, María José; Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA)La misión PAZ constituye el elemento radar del Programa Nacional de Observación de la Tierra por Satélite (PNOTS) para el desarrollo, operación y explotación de sensores espaciales de observación de la Tierra. La misión fue declarada operacional en septiembre de 2018 y se encuentra actualmente en fase de operaciones rutinarias dando servicio a usuarios de defensa y seguridad, comerciales y científicos. El equipo de Sistemas SAR espaciales y calibración de INTA es responsable del centro de Calibración y Validación de PAZ y del aseguramiento las prestaciones de los productos durante toda la vida útil de la misión. Para ello, se lleva a cabo un programa de monitorización de prestaciones continuo sobre los datos adquiridos y campañas de calibración específicas periódicamente. Estas actividades de monitorización y calibración se realizan sobre elementos de referencia cuya localización precisa y respuesta a la señal RADAR es conocida y exacta. Generalmente, los elementos de calibración más utilizados son reflectores de esquina, generalmente triedros metálicos, cuya sección transversal RADAR (RCS) se puede caracterizar estimando la energía interceptada por el área de sus caras. Por ser elementos pasivos no introducen retardos electrónicos, lo que les hace ideales para la calibración geométrica. La exactitud de la calibración radiométrica estará acotada por la estabilidad del instrumento, pero también por la exactitud en la determinación de la RCS de referencia de los elementos de calibración. Las fuentes de error que más afectan a esta determinación son los defectos de fabricación respecto a planitud, ortogonalidad o dimensionamiento y las condiciones ambientales de la medida, como pueden ser interferencias con el entorno o la climatología local, que se tratan de minimizar buscando ubicaciones de despliegue homogéneas y libres de elementos interferentes. El método más fiable para para minimizar los errores introducidos en el proceso de fabricación consiste en la medida en cámara de la RCS de cada uno de estos reflectores, pero este proceso puede resultar costoso y, especialmente con reflectores de gran tamaño, sujeto a la disponibilidad de instalaciones altamente especializadas. En este artículo se muestran las actividades realizadas junto con el Laboratorio de Electromagnetismo Computacional y Aplicado del INTA para la definición de un proceso de caracterización de los 40 reflectores del campo de calibración INTA de PAZ basado en su medida dimensional, la generación de un modelo 3-D de los mismos y la simulación de su RCS a partir de ellos. Los resultados se validan con medidas sobre imágenes PAZ, TerraSAR-X y TanDEM-X, obtenidos de los reflectores desplegados en campo.Publicación Restringido On the Design of a Planetary Protection Shell for EMC Testing on Space Equipment(Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2020-06-22) Fernández Romero, Sergio; Muñoz Rebate, I.; Jiménez Lorenzo, María; Plaza Gallardo, Borja; Poyatos Martinez, David; Díaz Michelena, Marina; Agencia Estatal de Investigación (AEI); Fernández Romero, S. [0000-0002-7169-2222]; Jiménez Lorenzo, M. [0000-0003-1243-6111]; Plaza Gallardo, B. [0000-0003-3615-0353]; Poyatos Martínez, D. [0000-0002-3829-5110]This letter addresses on the design of a planetary protection shell for performing the Electro-Magnetic Compatibility (EMC) tests of the Anisotropic Magneto-Resistance (AMR) sensor of the ExoMars mission. This mission has strict bio-burden requirements. The ElectroMagnetic (EM) properties of several materials have been investigated for measuring their transmission coefficients and the novelty of this letter is the use of Fused Deposition Modeling (FDM) technology as the production method. Additive manufacturing is presented as a promising technology in the field of radiofrequency since it can use a wide range of materials (including thermoplastics) with high and low transmission coefficient. The investigation comprises the analysis of the electromagnetic properties of several 3D printer materials in order to study their transmission coefficients. Seeing the EM characterization results, it was decided to produce a shell using FDM technology because it provides control over the grounding of the instrument and makes easier the integration, cleaning and protection against impacts during the operation, with great versatility and low cost. To finish, the shell has been proved during the acceptance EMC tests of the flight model and flight spare AMR instrument.Publicación Restringido Limitations in the Shielding Effectiveness Measurement Methods for Carbon Fiber Composites(Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2021-04-12) Plaza Gallardo, Borja; Fernández Romero, Sergio; Gómez de Francisco, Patricia; Muñoz Rebate, I.; Ramos Somolinos, D.; Poyatos Martinez, David; Agencia Estatal de Investigación (AEI)Novel materials, as multi-ply carbon fiber composites (CFC), are increasingly used in the industry due to their outstanding mechanical properties in relation to their weight. In this regard, from the standpoint of electromagnetic compatibility (EMC), shielding effectiveness (SE) is a key parameter that often determines the scope for application of a given material. This article addresses the application of two complementary standards, ASTM D4935 and IEC 61000-4-21, to the SE measurement of different CFC test samples with more than 10 layers and a very large expected shielding. The analysis of the limitations encountered and the description of applied improvements on the traditional measurement procedures on each method are also included, showing promising results. On the other hand, there are alternative methods to evaluate the SE of CFC based on their DC square resistance. Consequently, and forthe shake of completeness, a novel setup for high precision measurement of the DC square resistance of CFC samples is also described along the article.Publicación Restringido Nanostructured metamaterials for the thermal and electromagnetic isolation of cryostats(SPIE, 2024-08-26) Vivas, Laura G.; Ramos Somolinos, David; Martín-Rubio, Carolina; Rivelles García, Alejandro; Madueño Custodio, Laura; Ruiz Clavijo, Alejandra ; Díaz, Alberto; Schneider, Marc; Plaza Gallardo, Borja; Poyatos Martinez, David; del Hoyo Gordillo, Juan Carlos; Caballero Calero, Olga; Worgull, M.; Martín Iglesias, Santiago; Martín Vodopivec, B.; Maicas, M.; Navas, David; Martín González, Marisol ; Sanz, RuyIn terms of thermal and electromagnetic isolation properties, Nanostructured Metamaterials may present important advantages compared to current employed materials. In this work, we present the synthesis routes and the preliminary characterization results of some metamaterials based on Poly-ether-ether-ketone and nanostructured anodic oxides, with low thermal conductivity, combined with Au nanocolumns and three-dimensional nanonetworks. The results reveals proper magnetic and electromagnetic properties and suggest their suitable use under vacuum and cryogenic conditions.Publicación Acceso Abierto A Subcell Finite-Difference Time-Domain Implementation for Narrow Slots on Conductive Panels(Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI), 2023-08-03) Ruiz Cabello Núñez, M. D.; Martín Valverde, A. J.; Plaza Gallardo, Borja; Frövel, Malte; Poyatos Martinez, David; Rubio Bretones, Amelia; Gascón Bravo, Alberto; García, S. G.; Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA); Ministerio de Ciencia e Innovación (MICINN)Efficiently modeling thin features using the finite-difference time-domain (FDTD) method involves a considerable reduction in the spatial mesh size. However, in real-world scenarios, such reductions can lead to unaffordable memory and CPU requirements. In this manuscript, we present two stable and efficient techniques in FDTD to handle narrow apertures on conductive thin panels. One technique employs conformal methods, while the other utilizes subgridding methods. We validate their performance compared to the classical Gilbert-Holland model and present experimental results in reverberation environments to shed light on these models’ actual confidence margins in real electromagnetic compatibility (EMC) scenarios.Publicación Restringido Mars Connect: Surface-Orbital Radio-Communication System on Mars. Design and Testing(European Space Agency (ESA), 2025-05) Ruiz Carrasco, Jose Raimundo; Serrano Santos, Felipe; Plaza Gallardo, Borja; Poyatos Martinez, David; Arruego, IgnacioThe exploration of Mars has been developed by multiple vehicles (rovers and orbiters) deployed since the dawn of the space race, and lately with the Perseverance mission. The acquisition of data and samples is relevant to study the planet and prepare future manned missions. In this regard, the National Institute for Aerospace Technology (INTA) performs R+D of impact probes; in particular, the Mars Connect mission aims to establish an operational probe network on Mars for the acquisition and transmission of atmospheric data. This will provide better understanding of the planet's atmospheric dynamics and help to reduce risks for future landings on Mars. The required surface-orbital telecommunication system must perform a UHF band network, linking probes with Mars orbiters, and operate under severe environmental, impact (up to 150 m/s), and reduced space conditions (probes diameter 28 cm), among others. In addition, interoperability with orbiters requires the system to comply with the Proximity-1 normative. This paper will cover the design and testing of the system and its main components: - Section 1 will include the approach and engineering of the telecommunication system that has to meet severe performance and condition requirements. The Mars-space propagation model and system link budget will also be defined. - Section 2 and 3 will be dedicated to the R+D approach of the transceiver and the antenna respectively, as main elements of the system. - Section 4 will present the testing of the telecommunication system and its elements at INTA facilities, including mechanical, environmental and performance qualification following space normative and mission requirements. Testing setup definition will be shown for the transceiver. - Final Section 5 will explain the situation and future work regarding R+D and testing of the Mars Connect mission telecommunication system.
