La calibración de una matriz de antenas de radar evalúa diferencias de amplitud y fase entre canales y errores del trayecto de medida. Distingue calibración del instrumento, corrección de canales y validación del sistema terminado. No existe una tolerancia universal de ±5° ni un periodo de 500 horas válido para todas las matrices.
1. Definir referencias y condiciones
Especifica frecuencias, polarización, niveles, temperatura y canal de referencia. Con un VNA, define los planos calibrados y el tratamiento de cables o útiles. La calibración instrumental no elimina automáticamente un útil desconocido situado después del plano.
Sincroniza fuente, recepción y control. Mide por encima del ruido, pero dentro del régimen lineal. No apliques indiscriminadamente 10 dBm de CW a cualquier equipo transmisor o receptor.
En un radar pulsado, el sincronismo y las ventanas de medida deben corresponder al estado que se quiere caracterizar. Una prueba continua a pequeña señal no reproduce por sí sola calentamiento o compresión durante el pulso.
2. Comparar las respuestas complejas
Mide hi(f) respecto a una referencia común, conservando amplitud y fase. En un modelo de canales independientes, la idea de igualación se expresa como ci = href/hi.
Una respuesta muy débil no debe compensarse sin límites con un coeficiente inverso enorme. Considera ruido, rango dinámico, cuantización y límites de control. Acoplamiento y comportamiento no lineal pueden exigir un modelo más completo.
El coeficiente de una frecuencia no necesariamente sirve en toda la banda. La tabla de estados de un desfasador, cuando se necesita, es una etapa específica que debe relacionarse con la prueba de la matriz completa.
3. Separar desfase y retardo
La magnitud del cambio de fase por un retardo Δτ es Δφ = 2πfΔτ. A 10 GHz, 1 ns corresponde a diez ciclos, 3600°, no a un pequeño error universal.
Los ciclos enteros pueden quedar ocultos en la fase envuelta de una frecuencia, mientras persiste la pendiente con frecuencia. Utiliza muestreo suficiente y desenvolvimiento adecuado para evaluar el retardo.
Paso de control, error residual, deriva temporal y deriva térmica son parámetros distintos. No los sustituyas por una única cifra de «precisión».
4. Verificar patrón y polarización
Un criterio habitual de campo lejano para aperturas eléctricamente grandes es R ≥ 2D²/λ. Con D = 0,60 m a 12 GHz resulta aproximadamente 28,8 m. Diez longitudes de onda o 5–10 m no garantizan campo lejano para cualquier matriz.
En campo cercano controla sonda, región de barrido, paso, posición y transformación. Un muestreo angular fijo de 1° puede perder máximos estrechos o nulos profundos.
Define ejes y componentes copolar y contrapolar. Girar un dipolo sin más información no caracteriza por completo toda polarización circular ni cualquier apertura compleja.
5. Validar con datos independientes
No te limites a ajustar otra vez los mismos datos con los que calculaste los coeficientes. Prueba condiciones independientes dentro del rango requerido: frecuencias, ángulos, temperatura, reinicio y reconexión.
Una prueba con reflector conocido incluye transmisor, receptor, propagación y procesamiento. Se necesitan posición, entorno y propiedades del reflector. No es idéntica a calibrar canales internos.
dBsm expresa sección radar respecto a 1 m²: 0 dBsm son 1 m² y 10 dBsm, 10 m². No son dBm de potencia ni un límite de error común a todos los radares.
Registro y repetición de la calibración
| Grupo | Contenido |
|---|---|
| Configuración | Versiones, cables, útiles y planos. |
| Condiciones | Frecuencia, nivel, polarización y temperatura. |
| Corrección | Coeficientes, banda y restricciones. |
| Validación | Errores residuales, repetibilidad e incertidumbre. |
Decide el intervalo según documentación, entorno y deriva observada. Tras cambios o golpes, comprueba el estado y realiza la revisión necesaria. La relación de Friis y el factor de matriz ayudan al análisis, pero no sustituyen la validación del montaje real.
