A medida que los drones y los UAV cobran cada vez más importancia en las operaciones comerciales, industriales y de defensa, el entorno electromagnético en el que operan se vuelve más complejo. Las interferencias electromagnéticas (EMI) pueden comprometer los sistemas críticos, degradar el rendimiento y plantear riesgos para la seguridad. Este informe técnico analiza la importancia técnica, operativa y estratégica del blindaje EMI en los UAV y describe cómo los materiales de alto rendimiento de TE Connectivity ofrecen soluciones avanzadas e integradas para mitigar estos retos. La interferencia electromagnética en los sistemas UAV puede originarse tanto en fuentes internas como externas. En el interior, componentes como controladores electrónicos de velocidad (ESC), motores sin escobillas, los reguladores de conmutación y los módulos de RF generan interferencias.
Aspectos a considerar sobre el diseño EMI de los subsistemas de drones
La interferencia electromagnética en los sistemas de UAV pueden provenir tanto de fuentes internas como externas. En el interior, componentes como controladores electrónicos de velocidad (ESC), motores sin escobillas, los reguladores de conmutación y los módulos de RF generan interferencias. En el exterior, radares terrestres, enlaces satelitales, drones cercanos y antenas 5G contribuyen al entorno de las interferencias electromagnéticas. Los subsistemas vulnerables a las interferencias electromagnéticas incluyen receptores GNSS/GPS, unidades de control de vuelo (FCU), enlaces de telemetría y video, y conjuntos de sensores como LiDAR, infrarrojos y multiespectrales. Las consecuencias de las interferencias electromagnéticas van desde la pérdida de control y los errores de navegación hasta la corrupción de datos, la reducción de la confiabilidad de la misión y los riesgos de seguridad.
Los vehículos aéreos no tripulados (UAV) integran múltiples subsistemas electrónicos (control de vuelo, navegación, comunicación, distribución de energía y sistemas de carga útil) que son muy susceptibles a las interferencias electromagnéticas (EMI). Un blindaje EMI eficiente es fundamental para garantizar la integridad de la señal, la confiabilidad operativa y el cumplimiento normativo.
Sistema de control de vuelo (FCS)
El sistema de control de vuelo (FCS) es uno de los subsistemas más críticos de los UAV, ya que alberga microcontroladores sensibles y unidades de medición inercial (IMU) que son muy vulnerables a las interferencias electromagnéticas (EMI) de los motores y los sistemas de radiofrecuencia. Para mitigar estos riesgos, a menudo se utilizan elastómeros conductores, ya que proporcionan una eficacia de blindaje excepcional (hasta 120 dB, según pruebas internas realizadas en condiciones controladas) y, al mismo tiempo, ofrecen un sellado ambiental contra el polvo y la humedad. Además, se aplican sellos de conexión en los puntos de interfaz para evitar fugas de interferencias electromagnéticas a través de los conectores. En conjunto, estas soluciones mantienen la integridad de la señal para un rendimiento de vuelo estable y garantizan una protección a largo plazo contra los contaminantes ambientales.
Módulos GPS y de navegación
Los módulos GPS y de navegación son especialmente vulnerables porque las señales GPS son intrínsecamente débiles y se ven fácilmente interrumpidas por los dispositivos electrónicos a bordo. Para mitigar las interferencias, la cinta conductora ofrece una solución ligera y flexible para envolver los módulos GPS y los cables, mientras que las juntas tóricas conductoras proporcionan sellado ambiental y contra interferencias electromagnéticas para los soportes de antena. Estas soluciones mejoran la señal GPS y la precisión sin añadir un peso significativo.
Sistemas de comunicación (telemetría, enlaces de RF)
Los sistemas de comunicación, como los enlaces de telemetría y RF, se enfrentan al reto de emitir y recibir interferencias, lo que puede comprometer la transmisión de datos. Los sellos de los conectores se utilizan para proteger los conectores de RF y evitar fugas, mientras que los elastómeros conductores aíslan los módulos de RF dentro de las carcasas. Esta combinación reduce la diafonía y garantiza una comunicación confiable a larga distancia.
Sistema de distribución de energía (PDB, ESC, baterías)
El sistema de distribución de energía, que incluye ESC, baterías y cableado, genera fuertes interferencias electromagnéticas debido a la conmutación de alta corriente. La cinta conductora es una solución eficiente para envolver los ESC y los cables de alimentación con el fin de suprimir las emisiones, mientras que los elastómeros conductores proporcionan blindaje para los módulos de alimentación dentro de las carcasas. Estas medidas reducen las emisiones radiadas y conducidas, mejorando el cumplimiento de las normas EMI.
Sistemas de carga útil (cámaras, sensores, LIDAR)
Este subsistema incluye los accesorios o la carga útil relevantes para las aplicaciones en las que se utilizan drones comerciales, como la fotogrametría, la cinematografía, la cartografía de terrenos, los modelos digitales de elevación, el monitoreo y la vigilancia. En los sistemas de carga útil, como cámaras, sensores y LIDAR, las interferencias electromagnéticas pueden corromper la integridad de los datos y degradar el rendimiento. Para evitarlo, se utilizan juntas tóricas y elastómeros conductores para sellar las carcasas, mientras que la cinta conductora ofrece un blindaje rápido para cables y conectores. Estas soluciones preservan la calidad de la imagen y la precisión del sensor, y protegen contra los contaminantes ambientales.
Motores y actuadores
Los motores y los actuadores son fuentes importantes de interferencias electromagnéticas que pueden afectar a los dispositivos electrónicos cercanos. Se aplica cinta conductora a los cables y carcasas del motor para suprimir las emisiones, y los sellos de los conectores protegen los conectores del motor. Estas soluciones ligeras minimizan el acoplamiento EMI en los circuitos de control sin afectar al rendimiento mecánico.
