Examinando por Autor "Plaza Gallardo, B."
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Ítem Restringido Aplicación de técnicas de impresión 3D al diseño y fabricación de superficies selectivas en frecuencia(Universidad de Sevilla, 2019-09-06) Muñoz Rebate, I.; Martín Iglesias, Santiago; Plaza Gallardo, B.; Poyatos Martínez, D.; Agencia Estatal de Investigación (AEI)This paper presents the application of 3D printing (or additive manufacturing) to the design and fabrication of a frequency selective surface (FSS). In particular, the periodic structure has been created using fused deposition modeling (FDM) technology. Along the paper, a complete development method is described, starting from the electromagnetic (EM) characterization of available materials and the selection of the most suitable one, followed by the design, analysis and optimization of the geometry via EM simulations. Finally a test specimen is implemented and measured in an anechoic chamber. In this case, an innovative material is used: a graphene filled thermoplastic that is able to conduct electricity. The measurement results agree with the simulations, validating the approach and encouraging the use of this 3D printing technique for the manufacturing of radiofrequency devices.Ítem Acceso Abierto Caracterización de materiales fabricados mediante tecnología FDM para aplicaciones de Radiofrecuencia(Ministerio de Defensa: Secretaria General Técnica, 2018-10-22) Martín Iglesias, Santiago; Muñoz Rebate, I.; León Calero, Marina; Fernández Romero, S.; Poyatos Martínez, D.; Plaza Gallardo, B.; Escot Bocanegra, D.; Agencia Estatal de Investigación (AEI)La fabricación aditiva presenta numerosas ventajas, frente a técnicas tradicionales, para el desarrollo de diseños complejos y adaptados a la finalidad de la aplicación. La posibilidad de desarrollar estructuras multi-material e integrar componentes electrónicos supone un avance para el desarrollo de aplicaciones en el campo del electromagnetismo. Para beneficiarse de estas ventajas, es necesario investigar en profundidad el comportamiento de los diferentes materiales disponibles. En esta comunicación, se presenta el estudio experimental mediante el cual se ha analizado una gran variedad de materiales empleados en FDM (Fused Deposition Modeling). El objetivo de este estudio es conocer el comportamiento electromagnético de estos materiales. Las probetas fabricadas han sido analizadas mediante la técnica “Open-Ended Coaxial Probe (OECP)” proporcionando información sobre su permitividad eléctrica, a partir de la cual es posible obtener el coeficiente de transmisión. Los materiales con mejor comportamiento dieléctrico fueron sometidos a ensayos de transmisión en espacio libre en una cámara anecoica polivalente para medidas electromagnéticas, BIANCHA (BIstatic ANechoic CHamber), validando de este modo los resultados obtenidos con la sonda coaxial. Los ensayos realizados han proporcionado información relevante para el desarrollo de futuras aplicaciones en radiofrecuencia (RF).Ítem Restringido Caracterización electromagnética de materiales aeroespaciales(Universidad de Granada, 2022-11-25) Plaza Gallardo, B.; Ramos Somolinos, D.; Cidrás Estévez, José; Poyatos Martínez, David; 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 Acceso Abierto Caracterización electromagnética de materiales avanzados(Ministerio de Defensa: Secretaria General Técnica, 2020-11-26) Plaza Gallardo, B.; Muñoz Rebate, I.; Ramos Somolinos, D.; Poyatos Martínez, D.; Agencia Estatal de Investigación (AEI)En la última década, el uso de materiales avanzados ha aumentado exponencialmente debido a sus mejores prestaciones en relación a los materiales tradicionales. Estos nuevos materiales, que incluyen entre otros materiales de impresión 3D y materiales compuestos, son ampliamente utilizados en el sector aeroespacial debido a la mejora de prestaciones que supone para las plataformas que los incluyen. Además de este aumento en el uso de materiales avanzados, los componentes electrónicos embarcados en las plataformas han aumentado en número y en importancia, siendo algunos de ellos críticos para su operación segura. Esto hace que conocer su comportamiento en presencia de campos electromagnéticos resulte indispensable. Las características especiales de estos materiales y la constante innovación en este sector hacen necesario investigar en métodos de caracterización electromagnética (EM) más flexibles y adaptables a las particularidades de esos nuevos materiales y estructuras. Además, el aumento de componentes electrónicos y la influencia de estos materiales en ellos, hace que los requerimientos de precisión en los métodos de medida aumenten. El Laboratorio de Electromagnetismo Computacional y Aplicado del INTA cuenta con diferentes sistemas de medida para caracterización EM, adaptados cada uno de ellos a las necesidades de cada material y aplicación. En este artículo se realizará una revisión de las capacidades del citado Laboratorio en lo referente a caracterización EM de materiales y se profundizará en algunos de los métodos más novedosos e innovadores, enfocados a materiales avanzados, con los que cuenta.Ítem Restringido Caracterización electromagnética de materiales mediante medidas de alta precisión en espacio libre(International Union of Radio Science, 2020-09-04) Plaza Gallardo, B.; Muñoz Rebate, I.; Ramos Somolinos, D.; Poyatos Martínez, D.; Agencia Estatal de Investigación (AEI)Aerospace or automotive industries employ novel composite or 3D printed materials in their manufacturing processes to improve performance and reduce costs. Obtaining the electromagnetic (EM) characterisation of these materials or a combination of them is essential to ensure safety and EM compatibility. In this paper, the development of a test bench with polyrod antennas for measurements in free space is presented. A complete design is described, from simulation analysis to validation measurements. The aim is to achieve flexible measurements that permit the electromagnetic characterization of very diverse samples and materials, and high accuracy measurements that allow to know the exact behavior of these materials.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, José; Díaz Mena, V.; Plaza Gallardo, B.; Poyatos Martínez, David; 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 Characterization of adhesive and fastener carbon fiber composite joints based on a microstrip transmission line method(Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2022-09-08) Ramos Somolinos, D.; Cidrás Estévez, José; Plaza Gallardo, B.; Díaz Mena, V.; López Sanz, Daniel; Poyatos Martínez, David; Ministerio de Ciencia e Innovación (MICINN)Nowadays, there exists a tendency for replacing typical metallic materials in the aerial platforms for nonmetallic ones. However, this arises many questions, for example, how they react against Electromagnetic Enviromental Effects (E3), where we can count lightning effects among many others. Due to this, the aim of this work is to characterize different type of joints commonly used in the aerospace industry for Carbon Fiber Composite (CFC) fuselages. This analysis is crucial in order to figure out possible electrical discontinuities that could affect to the electromagnetic behaviour of an aircraft. Having that in mind, a flexible measurement setup based on a microstrip line is proposed, where different CFC test samples are evaluated.Ítem Restringido Desarrollo de algoritmos para la caracterización electromagnética en espacio libre(Universidad de Málaga, 2022-09-07) Cidrás Estévez, José; Plaza Gallardo, B.; Ramos Somolinos, D.; Poyatos Martínez, D.; Ministerio de Ciencia e Innovación (MICINN)Obtaining electromagnetic (EM) characterization of 3D printed, composite materials or a combination of them is essential to ensure safety and EM compatibility. Free space methods are widely used for this purpose, despite their inherent practical difficulties. This article describes the development of a series of algorithms for the extraction of the permittivity and permeability of dielectric materials from free space measurements between 6 and 13 GHz. The extracted properties are obtained from the transmission and reflection coefficients using the Time- Domain Gating from a vector spectrum analyzer (VNA).Ítem Restringido Diseño y caracterización de una urna de protección frente a contaminación ambiental para ensayos de EMC(Gobierno de España: Aragón, 2022-11-25) Jiménez, María; Plaza Gallardo, B.; López Sanz, Daniel; Poyatos Martínez, D.Para poder cumplir con los requisitos de contaminación ambiental y, en ocasiones, de protección planetaria en las unidades de vuelo de una misión espacial, todas las actividades (integración, validación y ensayos) deben realizarse en condiciones de limpieza. En el caso concreto de los ensayos de Compatibilidad Electromagnética (EMC), se hace necesario el diseño y la fabricación de una urna de protección planetaria que no interfiera en los resultados y que permita mantener los requisitos de limpieza durante los mismos. Para cumplir con estos requisitos, la urna debe ser fabricada empleando materiales lo más transparentes posible a los campos electromagnéticos para las frecuencias de ensayo. Para la elección del material, se ha realizado la caracterización electromagnética de distintos materiales compuestos susceptibles de ser usados para esta aplicación. Como resultado, se ha elegido el material que mejores características presenta en el rango de frecuencia en el que se va a ensayar el instrumento. Una vez seleccionado el material, se procede al diseño de la estructura y a la fabricación de la urna de protección. 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 y en cómo su aplicación puede mejorar los resultados obtenidos en los ensayos de EMC. En esta comunicación, se explica el proceso de desarrollo y fabricación de una urna de protección y su caracterización electromagnética. Además, se incluyen simulaciones del comportamiento electromagnético de la urna, que serán validados con medidas en cámara semianecoica y anecoica. Esto permitirá avanzar en la comprensión del comportamiento electromagnético de este tipo de estructuras y materiales, e investigar en nuevas geometrías y materiales durante la fase de diseño que mejoren las prestaciones finales de las urnas diseñadas para proyectos futuros.Ítem Restringido Electromagnetic characterization of lunar dust simulants(Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2022-03-27) Cidrás Estévez, José; Ramos Somolinos, D.; Plaza Gallardo, B.; Stepanyan, Narek; Cowley, Aidan; Poyatos Martínez, David; Ministerio de Ciencia e Innovación (MICINN)Even though the colonization of the Moon is still a long term objective for mankind, there already exist studies analysing the different usages lunar dust (regolith) might have. Following this idea, several simulants of the real regolith have been developed in order to understand its behaviour and be able to work with it in a more efficient way. This paper intends to contribute to those efforts, investigating the electromagnetic properties of EAC-1A and JSC-2A, which had never been measured before. This document presents the results obtained in terms of complex permittivity, complex permeability and tangent loss of the aforementioned regolith simulants at ambient temperature from 400 MHz to 20 GHz. Furthermore, a comparison among both simulants, previously measured ones and real samples is held. The measurements were carried out by means of two different non-resonant techniques, the Open-Ended Coaxial Probe (OECP) and the Transmission Line Method, using DAK and EpsiMu kits respectively.Ítem Restringido Electromagnetic characterization of planetary protection covers against biological and environmental contamination for EMC tests(Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2022-05-25) Jiménez Lorenzo, María; Plaza Gallardo, B.; López Sanz, Daniel; Muñoz Rebate, I.; Berrocal, A.; Añón Cancela, M.; Poyatos Martínez, D.; Ministerio de Ciencia e Innovación (MICINN)Qualification tests for space equipment and systems related to ECSS-E-ST-10-03C standard include, among others, electromagnetic compatibility (EMC) tests, that must be performed under planetary mission protection and cleanliness requirements, as well as integration and validation. Thus, all of them must be conducted under clean conditions. In consequence, it is necessary to use a protection cover that does not affect EMC tests, allowing the cleaning requirements to be met. This article focuses on the evaluation of the influence of these protection covers on the EMC tests and paves the way to investigate new geometries and materials that improve the final performance of covers, including selection of the material, development and manufacture of the cover and its electromagnetic characterization.Ítem Restringido INTA facilities and methods for electromagnetic characterization of aerospace composite materials(Universidad de Granada, 2018-09-07) Plaza Gallardo, B.; Gómez de Francisco, Patricia; Escot Bocanegra, D.; Poyatos Martínez, D.; Agencia Estatal de Investigación (AEI)In the last decades, the use of electromagnetic fields has been widespread in a full range of scientific and technological applications. The aeronautical platforms, both civilian and military, have not been an exception. In fact, they have used them intensively or have suffered their use, been also pioneers in many of them, like for example the use of radar systems. In parallel, the materials and covers used in these platforms are being constantly renewed for improving their performance. Therefore, it is essential to characterize their behaviour not only from the mechanical or thermal point of view, for example, but also in relation to those electromagnetic fields. In this way, the design and implementation of novel facilities and measurement methods that improve this characterization are of great utility. In this context, this paper presents two electromagnetic characterization tests carried out on composite materials. These materials have been used to manufacture the MILANO and SCRAB-II UAVs. The methods presented here are shielding effectiveness measurements for composite materials following the ASTM D4935-10 standard, and permittivity and loss tangent estimation through Metalbacked Free-Space method implemented in a bistatic anechoic chamber called BIANCHA.Ítem Acceso Abierto Medidas singulares de antenas y sección transversal radar en equipos y sistemas aeroespaciales(Ministerio de Defensa: Secretaria General Técnica, 2020-11-26) Rodríguez Amor, J. R.; Luque Cañete, J. A.; Plaza Gallardo, B.; Guzmán Fernández, J.; Martín Iglesias, Santiago; Poyatos Martínez, D.; Agencia Estatal de Investigación (AEI)Las necesidades de medida de antenas y de sección transversal radar (Radar Cross Section o RCS) demandadas por la industria, sobre todo en sectores como el aeroespacial y el de defensa y seguridad, son cada vez más exigentes, obligando a los laboratorios que realizan dichos ensayos a evolucionar adecuadamente. De esta forma, el Laboratorio de Medida de Antenas y Firma Radar del INTA ha implementado en su catálogo nuevas capacidades de ensayo y medida. El laboratorio dispone de tres instalaciones, cada una destinada a un tipo de ensayo concreto. La cámara semiabierta posee la capacidad de medida y calibración del factor de antena en colaboración con el Centro de Metrología y Calibración del INTA, mientras que el campo abierto tiene capacidad de medir antenas por el método de reflexión en el suelo para las bandas de frecuencias VHF y UHF. El campo compacto, por su parte, es una instalación singular en la vanguardia de las medidas de antenas y RCS, en la que se está incorporando la capacidad de medida de antenas mediante el método del campo cercano esférico. Este hecho, añadido a las dimensiones de la cámara y a la capacidad de carga del posicionador, hace que se puedan medir antenas sobre estructuras de hasta 8 metros de diámetro. En este artículo se realizará una revisión de las capacidades del laboratorio en lo referente a medida de antenas y RCS, y se profundizará en algunas de las características más novedosas e innovadores con las que cuenta.Ítem Restringido Numerical assessment in aeronautics for electromagnetic environmental effects(IGI Global Publisher of Timely Knowledge, 2018-01-05) Ruiz Cabello Núñez, M. D.; Fernández Romero, S.; Pous Solà, M.; Poyatos Martínez, D.; Fernández Chimeno, M.; Gutierrez, Guadalupe G.; Rubio Bretones, Amelia; Añón Cancela, M.; Ferran, Silva; Álvarez, Jesús; Fernández Pantoja, Mario; Nuño, Luis; Gómez Martín, Rafael; Escot Bocanegra, D.; Rui Costa, Pere J.; Trallero, Rafael; Jauregui Telleria, Ricardo I.; González García, Salvador; Pous Solà, M. [0000-0003-2660-5254]; Silvia Martínez, F. [0000-0003-3019-3993]; Fernández Chimeno, M. [0000-0001-8384-1320]; Rui Costa, P. J. [0000-0003-0477-1972]Electrical and electronic systems on board air vehicles are susceptible to electromagnetic interference (EMI). This has made the topic of electromagnetic compatibility (EMC), a major concern for aircraft safety. The use of composite materials worsens this situation, for their poor shielding and low conductive capabilities. Some of the main experimental E3 certification scenarios used in aeronautics are revisited in this chapter. Guidelines to achieve simple, yet accurate, numerical models of them are provided, with appropriate tradeoffs between computational simplicity and accuracy. The numerical method, endowed with extended capabilities, has been chosen for this task for its ability and efficiency to deal with complex problems of arbitrary materials. The feature selective validation (FSV) IEEE standard procedure, commonly used to quantify the comparison of data in electromagnetic problems, is also revisited. The simulation of three different air vehicles in several certification scenarios is finally described and the numerical results compared to experimental data.Ítem Restringido RF & MW Characterization of Advanced Materials with High Accuracy for Space Applications(European Space Agency (ESA), 2023-05-12) Ramos Somolinos, D.; Plaza Gallardo, B.; Cidrás Estévez, José; Poyatos Martinez, David; Hernández Gómez, Daniel; Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA); Ministerio de Ciencia e Innovación (MICINN)Electromagnetic characterization is a fundamental piece when designing systems that will be present in space missions. These systems must function correctly immersed into the electromagnetic environment they are going to find, preventing electromagnetic interference (EMI) from affecting their characteristics and properties [1]. In addition to the study of the system itself, it is equally important to know the behaviour of the materials with which these systems will be built in the presence of electromagnetic radiation, so that their viability can be established [2] [3]. On the other hand, taking into account the communications in space, the characterization of antennas is essential during their design phase. All these points are taken into account in the development of the project Large European Antenna (LEA) [4] [5], which is focused on how to build powerful antennas for specific Earth observation, telecommunications, etc., that can automatically self-deploy in space. This type of antennas is commonly formed by complex knitted meshes of gold-plated metals [6] [7] [8]. For these structures there are two important issues regarding radiofrequency (RF) characterization which are its reflectance and transmittance properties. In this case, it is important to ensure that the RF behaviour of the mesh surface is well enough to guarantee that the final reflector accomplishes the RF specifications of the antenna. The following communication will present two test benches (POLYBENCH and mmW-BENCH) that allow to electromagnetically characterize materials with high accuracy from 2.6 GHz to 110 GHz; both test benches fully designed and developed by the National Institute of Aerospace Technology (INTA) and both are based in the free space method, which allows measurements in a wide range of frequencies with great precision and with relative simplicity and speed [9]. The tests carried out focus on the measurement of the reflection and transmission coefficients of different test samples, in two orthogonal polarizations and on different points of each sample, with an accuracy below ± 0.1dB in amplitude. This paper is structured as follows: first an explanation of the test benches used to carry out the measurements is provided; then, the procedure of the measurements is explained; after that, an analysis of the measurement errors is given and finally some conclusions are presented.
