El U.S. Army desarrolla materiales para una nueva antena de bajo perfil

antena de bajo perfilCientíficos del Ejército de EEUU han desarrollado una antena, la primera de su clase, que podría cambiar la forma en que los vehículos terrestres y los sistemas aerotransportados se comunican, transmiten y reciben comunicaciones de radiofrecuencia.

Para ello, el Ejército maduró un proceso de fabricación utilizando una clase especial de materiales de ingeniería conocidos como metaferritos, para hacer una antena de banda ancha ultrafina. La antena se ajusta a las superficies curvas, lo que la hace ideal para integrarse en sistemas de aviones no tripulados, aviones de ala giratoria y vehículos terrestres.

“El descubrimiento del potencial de los metaferritos en el diseño de las antenas y la decisión de invertir en esta tecnología fueron claves para llegar a donde estamos hoy”, dijo el Dr. Philip Perconti, subsecretario adjunto del Ejército para la Investigación y la Tecnología y jefe científico del Ejército, así como ex director del Laboratorio de Investigación del Ejército de la CCDC. “Nuestros expertos técnicos utilizaron sus conocimientos en propiedades de materiales, modelado y prueba y evaluación para avanzar aún más en estos materiales.

Además, el Ejército también invirtió en el desarrollo de los procesos de fabricación en colaboración socios industriales, para pasar de un prototipo a la posibilidad de producir en masa, dijo.

“Esto no habría sido posible sin la previsión de los expertos que comprendieron el valor de la tecnología y un compromiso de inversión persistente en procesos de fabricación avanzados durante varios años”, dijo Perconti.

Los científicos del laboratorio comenzaron a investigar la posible aplicación de metaferrita para el Ejército.

“Hace más de 10 años, reconocimos que estas metaferritas tienen propiedades especiales, que potencialmente podrían ser utilizadas para crear antenas de RF que funcionan con estándares imposibles en aquel momento”, dijo el Dr. Steven Weiss, investigador del CCDC ARL. “Cuando hacemos un sándwich de metaferritas en estructuras de antenas finas como una tortita, se logra un buen rendimiento en una amplia gama de frecuencias con una antena que tiene un amplio patrón de antena hemisférica”.

Los prototipos de antenas de metaferrita se han integrado en plataformas terrestres, así como en un helicóptero Black Hawk. Los datos de las pruebas de laboratorio y de campo verificaron que la antena es un reemplazo adecuado para las antenas con perfiles más altos, incluyendo las de ala X y las de batidor de huevos.

La antena de metaferrita tiene una frecuencia más amplia, lo que le permite funcionar tanto en los sistemas de satélites existentes como en el Mobile User Objective System. El MUOS proporciona una capacidad más allá de la línea de visión, que permite a los soldados mantener la conectividad en cualquier lugar en el campo de batalla.

“El amplio alcance hemisférico de la antena de metaferrita permite un contacto más fiable con los satélites”, dijo Weiss. “Es más, es autónoma y no necesita ser conectada a tierra a una superficie metálica como las antenas comerciales.”

El proyecto contribuye a las prioridades de modernización de la Army´s Network/C3I y del Next Generation Combat Vehicle, proporcionando una antena de bajo perfil para comunicaciones por satélie on-the-move. La antena también elimina la resistencia para las aeronaves de ala giratoria y otras.

“La oficina del programa de Unmanned Aircraft Systems pelea los problemas de tamaño, peso y potencia en cada programa actual y futuro”, dijo Casey Still, jefe técnico de Tactical Unmanned Aircraft Systems. “Con su reducida resistencia, las soluciones de antenas de metaferrita podrían proporcionar un camino a seguir para integrar las capacidades [de comunicaciones satelitales] que antes eran demasiado pesadas para nuestros UAVs más pequeños”.

El ARL trabajó con sus socios de defensa, industria e internacionales para madurar la tecnología antes de establecer el ManTech RF MetaFerrite Devices Program en 2017. El programa de ManTech avanzó en el proyecto y realizó la transición de la fabricación de una fuente extranjera a un proveedor nacional, mientras que también aumentó la fabricación de 500 antenas por año a más de 1.000. ManTech también ha mejorado el rendimiento de la antena usando un 50 por ciento menos de material.

“El impacto del programa ManTech fue decisivo, porque nos permitió comprender las características únicas de la tecnología para desarrollar un proceso de fabricación consistente para crear los metaferritos”, dijo Weiss. “Como resultado, los desarrolladores de antenas tienen una nueva capacidad de diseñar antenas conformes de bajo perfil para aplicaciones de combate”.

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