آرایه فازی

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو

این مقاله در رابطه با مفهوم کلی آرایه فازی می باشد.

PAVE PAWS آنتن آرایه فازی در آلاسکا


آرایه فازی، بر اساس جمع آثار امواج ارسال شده توسط مجموعه ای از آنتن ها می باشد. رفتار الگوی تابش آنتن، وابسته به چیدمان آنتن ها و میزان شیفت فاز در فیدر هر آنتن می باشد.[۱] از ویژگی های آنتن های آرایه فازی امکان دستیابی به پترن های دایرکتیو (لوب اصلی باریک) و تغییر جهت لوب اصلی آنتن می باشد. این امکان در رادار هایی که آنتن قادر به حرکت های مکانیکی نمی‌باشد، امکان اسکن کردن محیط وسیعی را فراهم می آورد.

در فرکانس های بالا، برای اکثر انواع آنتن ها، الگوی تابش آنتن ها به شکل ایزوتروپیک نزدیک می گردد. برای حصول الگوهای تابش دایرکتیو، آرایه فازی نمودن، برای طیف وسیعی از انواع آنتن ها مفید می نماید.

AN/SPY-1A رادار.

انواع از نظر حوزه عملکرد[ویرایش]

به طور کلی می توان فرستنده/گیرنده های آرایه فازی را به دو دسته تقسیم نمود. انواعی که اساس عملکردشان در حوزه زمان و بر اساس تاخیر های زمانی می باشد و نوع دیگر در حوزه فرکانس.

  • در حوزه زمان

در این نوع آرایه فازی، اساس عملکرد بر روی تاخییر های ایجاد شده در امواج ارسالی و دریافتی می باشد . در امواج با فرکانس های پایین، مانند دستگاه های فراصوت با پراب آرایه فازی، می توان این تاخییر ها را در گیرنده به صورت نرم‌افزاری و در فرستنده به صورت تاخیر در ارسال پالس ها، ایجاد نمود و در فرکانس های بالای الکترومغناطیسی، این تاخیر ها به کمک خطوط تاخیر و سویچ های دیودی، صورت می گیرد.

  • در حوزه فرکانس


رادار اکتیو فاز اف-۲۲ رپتور.

انواع از نظر شیفت فاز[ویرایش]

  • آریه فازی ثابت

در آرایه فازی ثابت، مقدار شیفت فاز در فیدر هر المنت، مقدار ثابتی داشته و در زمان طراحی و بسته به کاربرد و ویژگی های مطلوب کلی المان ها تعیین و طراحی می گردد. این دسته از آرایه های فازی در آنتن هایی با دایرکتیویته بالا با امکان حرکت مکانیکی، مطلوب می باشد.

  • آرایه فازی پویا

در آرایه فازی پویا، میزان تاخییر ها در فیدر هر المنت، قابل انتخاب می باشد. این دسته از آرایه های فازی، امکان تغییر جهت لوب اصلی و شکل انتشار امواج با تغییر در تاخیر فیدر ها امکان پذیر می باشد. این دسته از آنتن ها در سیستم های راداری هواپیما ها کاربرد گسترده ای دارد. هزینه ی طراحی این سیستم ها نصبت به تمام انواع دیگر، بیشتر می باشد.

انواع از نظر تقویت کننده[ویرایش]

  • آریه فازی پسیو

در آرایه فازی پسیو، از یک تقویت کننده ی بزرگ برای تامین توان همه ی فیدر ها استفاده می شود. در این حالت پس از دریافت امواج توسط المان ها باید برای هر المان شیفت اولیه حذف شود.

  • آرایه فازی اکتیو

در آرایه فازی اکتیو، به ازای هر المان آنتن، یک تقویت کننده ی کوچک وجود دارد که به صورت یک پارچه با المان طراحی می شود. در نتیجه امکان کنترل توان خروجی برای هر المان بصورت جداگانه فراهم می شود.در این حالت پس از دریافت امواج توسط المان ها نیازی به حدف کردن شیفت اولیه ای که در حالت ارسال ایجاد شده نیست. زیرا خروجی هر کدام به صورت جداگانه قابل اندازه گیری است.

انواع از نظر چیدمان[ویرایش]

  • آرایه فازی یک بعدی

در این حالت المنت های فرستنده و گیرنده در یک ردیف کنار هم چیده شده اند.

  • آرایه فازی دو بعدی

در این حالت المنت های فرستنده و گیرنده در چندین ردیف کنار هم چیده شده اند.

کاربرد[ویرایش]

  • نظامی

تئوری آرایه فازی به طور وسیعی در کاربرد های نظامی، پزشکی، ارتباطات و غیره به کار گرفته می شود. در کاربرد های نظامی این آنتن ها قادر به سویپ و چرخش لوب اصلی پترن آنتن در زمان های بسیار کوتاه در حد چند نانو ثانیه بوده که امکان قفل بر روی تعداد بسیار زیادی از اهداف را فراهم می آورد. این امر به کمک رادار های پسیو که نیازمند یک حرکت مکانیکی می باشند میسر نمی‌باشد. آنتن های آرایه فازی اکتیو به طور گسترده توسط ارتش های کشور های پیشرفته بر روی هواپیما ها و رزم ناو ها و پایگاه های زمینی و متحرک به کار گرفته می شود. از دیگر ویژگی های مهم این دسته از آنتن ها امکان باریک نمودن لوب اصلی آنتن می باشد که رزولوشن مکانی بهتری را فراهم می آورد.

  • پزشکی

در کاربرد های پزشکی، تئوری آرایه فازی در سیستم های تصویر بردای دو بعدی و سه بعدی سونوگرافی فراصوتی ، مورد استفاده قرار گرفته است. در این حالت دیگر نیازی به تغییر مکان و جهت پراب فرستنده/گیرنده دستگاه برای گرفتن یک برش یا چندین برش تصویر، نمی‌باشیم.

پانویس[ویرایش]

منابع[ویرایش]

لینک‌های مفید[ویرایش]