(Calib.) Comunicaciones de Congresos
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Ítem Acceso Abierto Diseño y fabricación de una antena LPD entre 100 y 6000 MHz para ensayos de emisión radiada en una cámara reverberante(Universidad de Valencia, 2023-11-22) Añón Cancela, M.; Díaz Acosta, Laura; Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA); Ministerio de Ciencia e Innovación (MICINN)De forma opcional, la Section 21 de la norma RTCA/DO-160G (EUROCAE ED-14G), contempla la posibilidad de medir la emisión radiada de los equipos de aviónica en un una cámara reverberante (ver apartado 21.6 de la norma). El rango de frecuencias que cubre la Section 21 para los ensayos de emisión radiada, va desde los 100 MHz hasta los 6 GHz y la norma no especifica que tipo de antenas se tienen que usar, por lo que normalmente se utiliza una antena LPD entre 100 y 1000 MHz y una antena bocina de banda ancha entre 1 y 6 GHz. En el INTA se ha desarrollado una antena LPD específica que cubre en un único rango entre 100 MHz y 6 GHz, para la realización de los ensayos arriba mencionados en la cámara reverberante de la que se dispone, de esta forma se puede realizar el ensayo con un único barrido en frecuencia sin que tener que cambiar la configuración en 1 GHz. En la presentación, se discutirán los criterios de diseño, se comentarán los problemas de fabricación, los resultados de las medidas de emisión radiada realizadas con esta antena en la cámara reverberante y por último, las ventajas y los inconvenientes. De forma adicional, aunque sólo se necesitan dos antenas para la realización de este ensayo, se comentará que en total se han fabricado tres unidades iguales de tal forma que se puedan obtener sus factores (expresados en dB1/m) mediante el método las tres antenas deducido de la norma ARP-958E, pudiendo así ser usadas también en un ensayo clásico de emisión radiada en una cámara semianecoica convencional (ver el apartado 21.5 de la norma arriba mencionada). Por último, se comentarán posibles alternativas de uso para esta antena, como por ejemplo los ensayos de medida de apantallamiento de cables, conectores y elementos pasivos de RF de acuerdo con la norma UNE-EN IEC 61726:2022.Ítem 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, B.; Poyatos Martínez, D.; Casal, Nuria; Gimeno, 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.Ítem Restringido Caracterización electromagnética de materiales aeroespaciales(Universidad de Granada, 2022-11-25) Plaza Gallardo, B.; Ramos Somolinos, D.; Cidrás Estévez, J.; Poyatos Martínez, D.; Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA); Agencia Estatal de Investigación (AEI)"Durante la última década, los materiales compuestos de nueva generación han ganado una mayor importancia como materiales de diseño en muchos sectores industriales, principalmente debido a su bajo peso y excelente desempeño estructural. Entre ellos destacan la impresión 3D por su facilidad de diseño y bajo coste y los materiales compuestos debido al bajo peso manteniendo una buena rigidez y resistencia estructural. Es por eso que son ampliamente utilizados tanto en la industria aeroespacial como en la automotriz. La necesidad de una caracterización electromagnética (EM) adecuada de estos materiales se puede demostrar en un par de ejemplos. En comparación con las superficies metálicas clásicas utilizadas en los aviones, los compuestos de fibra de carbono presentan un blindaje menos efectivo, por lo que estudiar esta característica es fundamental para preservar el buen funcionamiento de los dispositivos ubicados dentro de esas plataformas. Aparte de eso, las características EM de los materiales impresos en 3D difieren con respecto a las materias primas iniciales, como resultado del cambio de fase de estado líquido a sólido cuando se imprimen y, la densidad de relleno en las muestras finales, podría modificar propiedades como su permitividad o la tangente de pérdida. Además de esta proliferación en el uso de materiales avanzados, los componentes electrónicos utilizados en las plataformas aeroespaciales han aumentado en número y en importancia, volviéndose imprescindibles incluso para el uso seguro de la aeronave. Esto hace que la caracterización electromagnética de estos materiales sea indispensable. El INTA, en el marco del proyecto eSAFE (PID2019-106120RB-C32), financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación (MICINN), trabaja en la caracterización electromagnética de materiales. En concreto, el Laboratorio de Electromagnetismo Computacional y Aplicado (CAEM-Lab) del INTA cuenta con diferentes sistemas de medida para caracterización electromagnética, adaptados cada uno de ellos a las necesidades de cada material, frecuencia y aplicación. Teniendo en cuenta todo lo anterior, el objetivo de esta comunicación es la descripción de algunos de los métodos de medida desarrollados y disponibles en el CAEM-Lab para la caracterización de materiales y estructuras aeroespaciales. Adicionalmente, se van a presentar las líneas de investigación actuales y los avances que se quieren conseguir en este campo durante los próximos años."Ítem Restringido A novel design of deep space 25KW water-cooled feeder at X-band and high power test campaign aspects(The European Space Agency, 2017-04-06) García Patrón Mendiburu, Martín; Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA)"Future deep-space missions will generate increasing quantities of data from hundreds of millions of kilometres, requiring much higher RF power level as well as higher frequency bands to increase data transmission capacity. The European Space Agency (ESA) operates a network S/X/Ka-band antennas for Telemetry, Tracking and Command (TT&C) operations of different categories of spacecraft. Present ESA Deep Space Stations are (DSS) equipped with a 20 KW X Band High Power Amplifier (HPA). Future missions will demand larger uplink power levels, for distant spacecraft or for critical phases like entry descending and landing or for emergency situations of missions. This paper presents a part of the work done in the frame of an ESA TRP activity ""X-band Cryogenic Feed Prototyping"". The emphasis is given on development of the transmitting part that has to deal with minimum 25KW of RF power as well as on the preparation of the testing campaign. In order to prove target properties of the feeder, as a main task appears definition of the corona discharge and power handling test. A novel feeder concept is applied and developed with objective to provide a compact solution that offers superior properties as well as a simple interface with cryogenic receiver. The RF design of the feeder components is refined using SPARK3D software to assure absence of the corona discharge under operational conditions. The transmitting part of the feeder shall be equipped with fully integrated and efficient water-cooling system maintaining the complete system on the optimal temperature. The envisaged tests shall be performed in pressurized chamber with 1KW RF power."Ítem Restringido Performance analysis of the MEDA's Thermal InfraRed Sensor (TIRS) on board the Mars 2020(Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2017-06-23) Sebastián, E.; Pérez, Joel; Bravo, Andrés; Ferrándiz, R.; Fernández, Maite; Rodríguez Manfredi, J. A.; Martínez, G.; Peña, A.; González, David; Moreno, José; De Lucas Veguillas, Javier; Hernández, Pedro; Pérez Grande, I.; Chamorro, Adrián; Ramos, M.; Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA)The Thermal InfraRed Sensor (TIRS), an infrared (IR) radiometer developed at Centro de Astrobiología, is one the sensors that compose the Mars Environmental Dynamics Analyzer (MEDA) onboard NASA's Mars 2020 mission. It will measure the net thermal infrared radiation, reflected solar radiation at the surface, atmosphere temperature and surface skin brightness temperature using five different channels. The present paper provides a brief description on TIRS design and channels requirements. Then, a detailed presentation of sensor model equations and a sensitivity analysis to model uncertainties are included. Finally, accuracy and resolution calculus for each channel versus operational temperature is presented. The calculus is performed based on sensitivity equations and the estimated values for different uncertainties sources.Ítem Restringido C2CC Diseño conceptual de un criostato de calibración para el instrumento X-IFU de la misión ATHENA(Instituto de la Ingeniería de España, 2022-06-24) Vera Trallero, I.; Añón Cancela, M.; Jiménez Lorenzo, María; López Sanz, Daniel; Martín Vodopivec, B.; Plaza Gallardo, B.; Poyatos Martínez, D.; Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA); Ministerio de Ciencia e Innovación (MICINN)Athena fue seleccionada en 2014 por la ESA como la segunda misión de clase L (L2) dentro de programa Cosmic Vision. La misión Athena [1] será el mayor observatorio de rayos X hasta la fecha, realizando espectroscopía de rayos X con resolución espacial e imágenes espectroscópicas de gran profundidad de campo en rayos X. Esta misión está llamada a revolucionar la astronomía al realizar observaciones con una resolución nunca antes alcanzada. Cuyos resultados ayudarán a desvelar incógnitas sobre los procesos de altas energías que se producen en el universo, como por ejemplo las emisiones de agujeros negros.Ítem Restringido Test Campaign on Space Systems EMC Qualification(Instituto de la Ingeniería de España, 2020-10-28) Jiménez Lorenzo, María; Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA)The aim of this presentation is to show the tests that should be performed on a space equipment or a system to check the EMC aspects that assure its correct operation in its intended electromagnetic environment. These tests are described in the standard ECSS-E-ST-20-07C developed by ECSS (European Cooperation for Space Standardization), although they normally should be adapted through a previous and intensive engineering work to the features of each mission as far as they are unique and have their own requirements.Publicación Restringido A subcell FDTD Scheme implementation for thin slot modeling(Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2022-07-08) Cabello, M. R.; Martín Valverde, A. J.; Plaza Gallardo, B.; Frövel, M.; Poyatos Martínez, D.; Rubio Bretones, A.; González García, S.; Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA); Ministerio de Ciencia e Innovación (MICINN); Agencia Estatal de Investigación (AEI); Junta de AndalucíaThe finite-difference time-domain (FDTD) method is not able to efficiently model thin features without a drastic reductions of the spatial mesh size, potentially yielding an unfeasible use of memory and CPU requirements. In this work we propose two stable and efficient techniques for dealing with thin apertures in FDTD, one based on conformal and one based on subgridding. These are compared, in two different scenarios, with the classical dispersive magnetic material approximation [DMMA] based on Gilbert-Holland's models.Ítem Acceso Abierto On the characterization of an AHF cavity radiometer and its traceability to WRR/SI(CIEMAT, 2022-02-10) Balenzategui Manzanares, J. L.; De Lucas Veguillas, Javier; Cuenca, J.; Molero, M.; Romero, M. C.; Fabrero, F.; Silva, J. P.; Mejuto, E.; Ibañez, F.J.; Ministerio de Industria, Economía y CompetitividadIn a complementary way to the comparison to WSG to get traceability to WRR (and consequently, to SI), a solar-type cavity radiometer can also be characterized, determining the deviations of the instrument from the ideal realization of the principle of electrical substitution and obtaining its total measurement uncertainty. This work summarizes different techniques and procedures applied for the characterization of an Eppley AHF radiometer. The approach for characterization is based on the analysis of the measurement model function of the instrument. Some results obtained from calibration and testing (voltmeter, area of the precision aperture, resistance of the leads, non equivalence factor), and from numerical simulation (effective absorptance, scattering) are presented. According to these results, current value of standard uncertainty for this instrument is about 0.28% but it is expected that further improvements in the equipment and tests can reduce this figure below 0.1% (1000 ppm) in the near future.Ítem Restringido Caracterización electromagnética de redes miméticas multiespectrales a 94 GHz(Ministerio de Defensa: Secretaria General Técnica, 2022-11-17) Ramos Somolinos, D.; Cidrás Estévez, J.; Díaz Mena, V.; Plaza Gallardo, B.; Poyatos Martínez, D.; Ministerio de Ciencia e Innovación (MICINN)En el entorno militar existe la necesidad de reducir al máximo la visibilidad de diferentes sistemas y equipamientos. El requisito más antiguo referente a esta necesidad es que el objeto se confunda con el entorno en el que se encuentra. Esta reducción de la visibilidad se puede conseguir mediante distintas técnicas que dificulten la detección (reducción de emisiones infrarrojas, atenuación del ruido o reducción de firma radar, por ejemplo). Para ello es necesario el tratamiento de forma o de acabado superficial sobre el material, o una combinación de ambos (pinturas, revestimientos, paneles, mantas o redes). En estos elementos nombrados, la atenuación de potencia, junto con la reflexión de la señal incidente, son los factores que dan lugar a un comportamiento en servicio adecuado. Elementos como las redes miméticas multiespectrales (camouflage nettings) son capaces de reducir la visibilidad de los elementos que resguardan en los rangos ultravioleta (UV), visible (VIS), infrarrojo (IR) y radar. Estas suelen estar fabricadas a partir de fibras conductoras (metálicas o no metálicas) con una distribución uniforme y una tela base, ya que el tejido de camuflaje debe ser flexible para poder cubrir un objeto, con o sin un marco de apoyo. Además, debe ser lo suficientemente ligera para que pueda ser manejada fácilmente por una o varias personas y colocado en el lugar deseado. En este contexto, el presente trabajo se centra en la caracterización electromagnética de redes miméticas para protección de sistemas y equipos militares a distintas frecuencias (desde 2,6 GHz hasta 110 GHz) y la descripción de los sistemas de medida disponibles en el Laboratorio de Electromagnetismo Computacional y Aplicado del INTA.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.Ítem Restringido Medida de emisividad espectral para aplicaciones en optrónica en el ámbito Aeroespacial y Defensa(Ministerio de Defensa: Secretaria General Técnica, 2019-10-13) De Lucas Veguillas, Javier; Balenzategui Manzanares, J. L.La emisividad espectral es un parámetro termofísico que cuantifica la capacidad de las superficies para emitir y absorber energía en forma de radiación. Es esencial para modelizar el equilibrio térmico entre superficies de cargas útiles en plataformas espaciales. Su conocimiento es necesario en tecnologías de producción de energía solar fotovoltaica, tanto para aplicaciones terrestres como espaciales, para el estudio de reducción de firma infrarroja en vehículos y combatientes e incluso para la medida de ciertos parámetros psicométricos y de estrés del individuo que se manifiestan termográficamente. Depende de variables como: rugosidad, textura, composición, oxidación superficial, etc. y de la temperatura, ángulo de observación y longitud de onda. El Centro de Metrología y Calibración colaborando con varios departamentos del INTA y otros OPIs, pretende poner en marcha una instalación para medida de emisividad espectral y direccional en materiales y recubrimientos de interés aeroespacial, defensa y energía. Por otro lado el proyecto DEPRISAcr, de colaboración entre INTA y CIEMAT (Plan Nacional de I+D 2017, Proyectos Generación del Conocimiento) trata del desarrollo de radiómetros absolutos de cavidad con aplicaciones tanto energéticas como medioambientales. Nuevas técnicas de caracterización de cavidades de cuerpo negro, medida de temperatura superficial, etc. utilizadas en este proyecto, serán claves en el avance de la propuesta. En este trabajo se describen los diferentes elementos que formarán parte de la instalación, el trabajo tanto teórico como experimental llevado a cabo hasta la fecha y las diferentes fases del proyectoPublicación Acceso Abierto Investigación del efecto del tamaño de la fuente en equipos de termografía infrarroja y termómetros de radiación(Gobierno de España: Ministerio de Defensa, 2018-10-03) De Lucas Veguillas, Javier; Alonso, S.; Bernal, M.; Ángeles Sierra, M.; Macías, R.Las cámaras y los sistemas de termografía infrarroja son utilizados en múltiples aplicaciones en sectores de seguridad y defensa: optrónica, sensores, contrame didas, estudio termográfico del estrés del combatiente, etc. Su evolución ha sido espectacular, especialmente desde la introducción del microbolómetro como detector elemental. En el pasado se utilizaban básicamente para medidas cualitativas, interesando únicamente el contraste térmico, la búsqueda de puntos calientes o fugas de calor, etc. Hoy son más las aplicaciones cuantitativas, combinando la imagen térmica con medidas absolutas de temperatura. La necesidad de garanti zar la trazabilidad al SI de los valores de temperatura proporcionados exige a los laboratorios de calibración investigar los factores de influencia que afectan a los resultados de las medidas realizadas. La incertidumbre en la medida depende de multitud de factores (por ejemplo, la emisividad) y uno de los más significativos es el efecto del tamaño de la fuente (ETF), por el cual, debido a imperfecciones en el sistema óptico (difracción, reflexiones internas, etc.), radiación proveniente de zonas fuera del blanco correspondiente a un píxel pueden llegar a este. En termografía se habla del efecto sobre la temperatura indicada por el píxel y de valores leídos por detectores vecinos. Es equivalente a considerar que el tamaño de la fuente incide en el valor de temperatura que proporciona un termómetro de radiación. El laboratorio de Temperatura y Humedad del INTA (Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial) tiene acreditación ENAC (Entidad Nacional de Acreditación) para la calibración de termómetros de radiación y la indicación de temperatura de cámaras termográficas, y actúa en este ámbito como laboratorio metrológico del Ministerio de Defensa. En este trabajo se presentan resultados de la investigación realizada sobre el ETF y se analiza su influencia en la incertidumbre y sobre los valores de temperatura proporcionados por estos instrumentos.Ítem Acceso Abierto Infraestructura metrológica para la caracterización de fuentes de radiación utilizadas en calibración de sistemas de termometría y termografía infrarroja(Ministerio de Defensa: Secretaria General Técnica, 2018-08-28) De Lucas Veguillas, JavierEl Laboratorio de Temperatura y Humedad, perteneciente al Centro de Metrología y Calibración (CMyC) de la SDG de Coordinación y Planes del INTA, ha desarrollado y puesto en marcha en los últimos años, una infraestructura científico tecnológica para la caracterización metrológica y calibración acreditada por ENAC, (norma UNE-EN ISO/IEC 17025:2005, acreditación N.º 16/LC10.007), de fuentes de cuer po negro, termómetros de radiación y cámaras termográficas (indicación de temperatura). Consta de un conjunto de cuerpos negros patrón de alta emisividad efectiva (mayor que 0,9995), cuya temperatura se determina con termómetros de resistencia de platino y termopares de metales nobles. Ambos tipos son calibrados internamente con trazabilidad a patrones nacionales mantenidos en el Centro Español de Me trología (CEM), en puntos fijos de la EIT-90. Los cuerpos negros tienen una configuración de cavidad cilindro-cónica con relación L/D elevada y cubren el margen entre -60 ºC y 1100 ºC. Junto con ellos se dispone de modelos numéricos propios para el cálculo de la emisividad efectiva espectral no isoterma y de radiómetros de transferencia de 0,9 mm, 1,6 mm y (8 a 14) mm. Esta infraestructura es esencial para dar trazabilidad a ensayos de sensores y sistemas optrónicos y de guiado. Dentro del INTA, estas actividades se encuadran en el Departamento de Optoelectrónica y Acústica de la SDG de Sistemas Te rrestres y concretamente en el Laboratorio de Sistemas de Contramedidas IR y el Laboratorio de Firma Multiespectral. En estos laboratorios, los cuerpos negros de área extensa y cavidad se utilizan para cali brar radiómetros y espectroradiómetros y para obtener las correcciones de no uniformidad y calibración de las cámaras infrarrojas. Así mismo la instalación es utilizada para dar trazabilidad a ensayos de firma infrarroja en el Laboratorio de Guiado y Control de la SDG de Sistema Espaciales del INTA
