En la búsqueda constante por mejorar las capacidades de radar y comunicaciones, el avance en tecnologías que trabajan con frecuencias de onda milimétrica (mmWave) representa un hito fundamental. Estas frecuencias, que oscilan entre los 30 y 300 gigahercios (GHz), han sido tradicionalmente utilizadas para operaciones de corto alcance debido a sus limitaciones inherentes en la propagación de señales. Sin embargo, un equipo innovador del Laboratorio Lincoln del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) ha desarrollado un sistema llamado WiSPR (Wideband Selective Propagation Radar), que ha trascendido estas barreras y logrado extender el alcance efectivo de las señales a distancias mucho mayores, cambiando el panorama en el ámbito militar y comercial. El proyecto WiSPR nace como respuesta a la creciente demanda por sistemas radar y de comunicación capaces de operar con elevada sensibilidad y eficiencia a frecuencias millimétricas. Este desarrollo es resultado de varias etapas de investigación y pruebas, enfocadas en superar los desafíos técnicos asociados con las pérdidas por propagación y la necesidad de manejar un gran número de elementos de antena que permitan un control avanzado de los haces del radar y las señales de comunicación.
Una de las ventajas clave de operar en frecuencias mmWave es la disponibilidad de un ancho de banda considerablemente amplio. Este ancho de banda facilita la transmisión de grandes cantidades de datos y proporciona a los sistemas radar una mayor resolución de alcance, permitiendo diferenciar objetos situados a la misma dirección angular pero a distintas distancias. Esta característica es esencial para aplicaciones que requieren precisión en la detección y seguimiento de múltiples objetivos simultáneamente. El sistema WiSPR hace uso de arreglos de antenas electrónicamente enfasados, una técnica avanzada que ajusta la fase de las señales que emiten y reciben multiples elementos individuales del arreglo para direccionar y modificar el haz de manera electrónica, sin necesidad de movimientos mecánicos. Esta capacidad permite que WiSPR realice escaneos rápidos y dinámicos del entorno, buscando y rastreando objetos con una agilidad inédita en el espectro mmWave.
A diferencia de los sistemas radar tradicionales que suelen usar haces amplios o fijos, WiSPR puede generar haces extremadamente estrechos que exploran el ambiente con precisión y luego ampliarlos para funciones de comunicación, optimizando así tanto la detección como la transferencia de datos. Este enfoque multifuncional es una innovación significativa que mejora la flexibilidad y eficiencia del sistema. La implementación de chips integrados de radiofrecuencia desarrollados a medida fue un paso crucial para lograr el desempeño deseado. Estos circuitos integrados de radiofrecuencia (RFICs) son responsables de la transmisión y recepción de señales a frecuencias tan elevadas y fueron diseñados con tecnología semiconductor de última generación. Además, el equipo incorporó capacidades digitales avanzadas, con firmware y software que regulan el comportamiento del sistema permitiendo búsquedas automáticas y seguimiento continuo de objetivos sin intervención humana directa.
Otro reto técnico considerable fue la gestión del calor generado en un espacio pequeño debido a la operación intensiva de los amplificadores de potencia detrás de cada elemento transmisor. Para garantizar el funcionamiento estable y la longevidad del sistema, el equipo diseñó soluciones innovadoras de enfriamiento, facilitando la disipación eficaz del calor concentrado. Una fase temprana de prueba en 2019 demostró la viabilidad del concepto, utilizando componentes comerciales y un sistema de haz fijo con antenas de bocina. En condiciones atmosféricas desafiantes, como niebla densa, el sistema logró detectar objetos de calibración a rangos que nunca antes se habían conseguido con tecnologías similares en frecuencias mmWave. Este éxito sentó las bases para el desarrollo de la versión definitiva y multifuncional de WiSPR.
La importancia estratégica del WiSPR cobra especial relevancia en el contexto militar, ya que la transferencia de esta tecnología a un proveedor para producción comercial permitirá que las unidades del Ejército de los Estados Unidos realicen operaciones más efectivas y seguras. Las capacidades mejoradas de detección y comunicación en entornos operativos remotos o complejos brindan una ventaja táctica fundamental. Además del sector defensa, la innovación en WiSPR tiene el potencial de impactar sectores comerciales donde la demanda por mayores anchos de banda y comunicaciones confiables a alta frecuencia está en aumento, como en las telecomunicaciones 5G y futuras generaciones, así como en aplicaciones satelitales y de transporte inteligente. El desarrollo de WiSPR ejemplifica la sinergia entre el sector comercial y el ámbito gubernamental, donde las inversiones multimillonarias en tecnología comercial son aprovechadas para crear sistemas avanzados sin partir de cero, acelerando el tiempo de desarrollo y reduciendo costos. Este enfoque también gusta a expertos como Marc Viera, director asistente del Laboratorio Lincoln, quien destaca la integración de tecnologías comerciales en el desarrollo de soluciones militares de vanguardia.
En resumen, el sistema WiSPR representa un avance revolucionario en el uso de frecuencias de onda milimétrica para radar y comunicaciones. Su capacidad para superar las limitaciones tradicionales en alcance, resolución y flexibilidad operativa abre nuevas posibilidades tanto en aplicaciones militares como civiles. A medida que estas tecnologías continúan evolucionando y se integran en sistemas reales, será posible observar un impacto significativo en la manera en que se realizan tareas críticas de vigilancia, comunicaciones y control en el futuro cercano.
