إثارة كل عنصر مشع في صفيف الهوائي. اختلاف على مراحلصفيف الهوائي هو أن توزيع طور السعة ليس ثابتًا، ويمكن تعديله (التحكم في التغيير) أثناء التشغيل. بفضل هذا، من الممكن تحريك الحزمة (الفص الرئيسي لمخطط الإشعاع) من مجموعة الهوائي في قطاع معين من الفضاء ( مجموعة الهوائي الممسوحة ضوئيا كهربائياكبديل لهوائي المسح الميكانيكي، أي بديل لهوائي دوار ميكانيكيًا) أو تغيير شكل مخطط الإشعاع.

هذه الخصائص وبعض الخصائص الأخرى للمصفوفات الطورية، بالإضافة إلى القدرة على استخدام الوسائل الحديثة للأتمتة وتكنولوجيا الكمبيوتر للتحكم في المصفوفات الطورية، حددت آفاقها واستخدامها على نطاق واسع في الاتصالات الراديوية والرادار والملاحة الراديوية وعلم الفلك الراديوي، وما إلى ذلك. يتم تضمين المصفوفات التي تحتوي على عدد كبير من العناصر الخاضعة للرقابة في مختلف أنظمة الراديو الأرضية (الثابتة والمتنقلة)، والسفن، والطيران، والفضائية. تجري حاليًا تطورات مكثفة لمواصلة تطوير نظرية وتقنية المصفوفات الطورية وتوسيع نطاق تطبيقها.

يوتيوب الموسوعي

1 / 4

✪ نمط الإشعاع ثنائي القطب

✪ الرسوم المتحركة لتوجيه شعاع الهوائي المرحلي (تكوين الشعاع)

✪ فيديو تعليمي CADFEM VL1306 - نظرة عامة على إمكانيات ANSYS HFSS لتحليل صفائف الهوائي، الجزء 2

✪ تشكيل الشعاع بواسطة هوائيات المصفوفة المرحلية

ترجمات

مزايا

مجموعة الهوائي مصنوعة من نتتيح لك العناصر المشعة زيادة تقريبًا نأضعاف معامل العمل الاتجاهي (DAC)، وبالتالي معامل كسب الهوائي مقارنة بباعث واحد، بالإضافة إلى تضييق الحزمة لزيادة مناعة الضوضاء، والدقة على طول الإحداثيات الزاوية، ودقة تحديد اتجاه مصادر البث الراديوي في الرادار والملاحة الراديوية.

• في مصفوفة الهوائي، من الممكن زيادة القوة الكهربائية مقارنة بهوائي ذو فتحة مزود بتغذية واحدة.
• من المزايا المهمة للصفائف الطورية القدرة على رؤية (مسح) الفضاء بسرعة عن طريق "تأرجح" شعاع نمط الإشعاع باستخدام الطرق الكهربائية (مقارنة بالهوائيات ذات المسح الميكانيكي للحزمة). مثل هذه المجموعة المرحلية عبارة عن هوائي مزود بمسح شعاع كهربائي.
• يتم توسيع وظيفة المصفوفة المرحلية عند استخدامها مع كل عنصر باعث من وحدة الإرسال والاستقبال النشطة [انظر. هوائي الصفيف المرحلي النشط (APAA)].
• هناك عدد من المزايا التصميمية والتكنولوجية مقارنة بفئات الهوائيات الأخرى. على سبيل المثال، تم تحسين خصائص الوزن والحجم للمعدات الموجودة على متن الطائرة من خلال استخدام مصفوفات الهوائي المطبوعة (المصنوعة على شكل لوحات دوائر مطبوعة). يتم تقليل تكلفة تلسكوبات علم الفلك الراديوي الكبيرة من خلال استخدام مصفوفات هوائيات المرآة.

قصة

لم يتم تركيب مثل هذه الرادارات على الطائرات ويرجع ذلك أساسًا إلى وزنها الثقيل، حيث استخدم الجيل الأول من تقنية المصفوفة المرحلية بنية الرادار التقليدية. بينما تغير الهوائي، ظل كل شيء آخر على حاله، ولكن تمت إضافة أجهزة كمبيوتر إضافية للتحكم في مبدلات طور الهوائي. أدى ذلك إلى زيادة وزن الهوائي وعدد وحدات الحوسبة والحمل على نظام إمداد الطاقة.

ومع ذلك، تم تعويض التكلفة العالية نسبيًا للمصفوفات الطورية بالمزايا التي يوفرها استخدامها. يمكن للهوائيات ذات المصفوفة المرحلية أن تجمع بين تشغيل عدة هوائيات في هوائي واحد، في وقت واحد تقريبًا. يمكن استخدام حزم واسعة للبحث عن الهدف، حزم ضيقة للتتبع، حزم مسطحة على شكل مروحة لتحديد الارتفاع، حزم اتجاهية ضيقة للطيران عبر المناظر الطبيعية (B-1B، Su-34). في منطقة التدابير المضادة الإلكترونية المعادية، تصبح الفائدة أكبر، حيث تسمح المصفوفات الطورية للنظام بوضع "خالي" من نمط إشعاع الهوائي (أي المنطقة التي لا يكون فيها الهوائي حساسًا للإشعاع الكهرومغناطيسي، "أعمى") في اتجاه مصدر التداخل وبالتالي منعه من الدخول إلى منطقة الاستقبال. ميزة أخرى هي القضاء على الدوران الميكانيكي للهوائي عند مسح الحزمة، مما يزيد من سرعة مساحة المشاهدة بأوامر من حيث الحجم، وكذلك يزيد من عمر خدمة النظام، لأنه مع إدخال المراحل، الحاجة إلى آليات مرهقة لتوجيه نسيج الهوائي في الفضاء اختفى جزئيا. يمكن لمجموعة المصابيح الأمامية، التي تتكون من ثلاث أو أربع ألواح مسطحة، أن توفر رؤية دائرية للمساحة، حتى نصف الكرة العلوي بأكمله.

كما قدمت التكنولوجيا فوائد أقل وضوحا. ويمكنه "مسح" منطقة صغيرة من السماء بسرعة لزيادة احتمالية اكتشاف هدف صغير وسريع، على عكس الهوائي الذي يدور ببطء، والذي يمكنه مسح قطاع معين مرة واحدة فقط في كل دورة (عادة فترة المشاهدة للرادار). مع هوائي دوار السمت من 5 إلى 20 ثانية). يكاد يكون من المستحيل اكتشاف هدف ذو منطقة تشتت فعالة صغيرة (على سبيل المثال، صاروخ كروز منخفض الطيران) باستخدام هوائي دوار. تضيف قدرة المصفوفة المرحلية على تغيير اتجاه وشكل الشعاع على الفور تقريبًا بُعدًا جديدًا تمامًا لتتبع الأهداف، حيث يمكن تعقب الأهداف المختلفة بواسطة حزم مختلفة، كل منها متشابك في الوقت المناسب مع شعاع مسح دوري للفضاء. على سبيل المثال، يمكن لشعاع المسح الفضائي أن يغطي 360 درجة بشكل دوري، بينما يمكن لحزم التتبع تتبع الأهداف الفردية بغض النظر عن المكان الذي يشير إليه شعاع المسح الفضائي في ذلك الوقت.

استخدام المصفوفات المرحلية له قيود. أحدها هو حجم قطاع الفضاء الذي يمكن من خلاله مسح الشعاع دون حدوث تدهور كبير في المؤشرات الأخرى لجودة المصفوفة المرحلية. ومن الناحية العملية، فإن الحد الأقصى بالنسبة للمصفوفة ذات الطور المسطح هو 45-60 درجة من الوضع الهندسي الطبيعي إلى سطح الهوائي. يؤدي انحراف الحزمة بزوايا كبيرة إلى تفاقم الخصائص الرئيسية لنظام الهوائي بشكل كبير (ULL، LPC، عرض وشكل الفص الرئيسي لمخطط الإشعاع). ويفسر ذلك بتأثيرين. أولها انخفاض مساحة الهوائي الفعال (الفتحة) مع زيادة زاوية انحراف الحزمة. وفي المقابل، يؤدي تقليل طول المصفوفة مع تقليل كسب الهوائي إلى تقليل القدرة على اكتشاف الهدف عن بعد.

تتمتع المصفوفات الطورية النشطة بأكبر إمكانيات التحكم في الخصائص، حيث يتم توصيل جهاز إرسال أو جهاز استقبال يتم التحكم فيه بالطور (أحيانًا يتم التحكم في السعة) بكل باعث أو وحدة. يمكن إجراء التحكم في الطور في المصفوفات الطورية النشطة في مسارات تردد متوسطة أو في دوائر الإثارة للمرسلات المتماسكة، والمذبذبات المحلية للمستقبل، وما إلى ذلك. وبالتالي، في المصفوفات الطورية النشطة، يمكن لمبدلات الطور أن تعمل في نطاقات موجية مختلفة عن نطاق تردد الهوائي ; في بعض الحالات، لا تؤثر الخسائر في مبدلات الطور بشكل مباشر على مستوى الإشارة الرئيسية. إن إرسال المصفوفات الطورية النشطة يجعل من الممكن إضافة قوى الموجات الكهرومغناطيسية المتماسكة الناتجة عن أجهزة الإرسال الفردية إلى الفضاء. عند استقبال المصفوفات الطورية النشطة، تسمح المعالجة المشتركة للإشارات التي تستقبلها العناصر الفردية بالحصول على معلومات أكثر اكتمالاً حول مصادر الإشعاع.

ونتيجة للتفاعل المباشر بين الباعثات مع بعضها البعض، فإن خصائص المصفوفة المرحلية (تنسيق الباعثات مع المغذيات المثيرة، والاتجاهية، وما إلى ذلك) تتغير عندما تتأرجح الحزمة. لمكافحة الآثار الضارة للتأثير المتبادل للبواعث في المصفوفات الطورية، يتم أحيانًا استخدام طرق خاصة للتعويض عن الاقتران المتبادل بين العناصر.

هيكل الاسمية

تتنوع أشكال وأحجام وتصميمات المصفوفات الطورية الحديثة بشكل كبير؛ ويتم تحديد تنوعها حسب نوع الباعثات المستخدمة وطبيعة موقعها. يتم تحديد قطاع المسح للمصفوفة المرحلية من خلال نمط بواعثها. في المصفوفات الطورية ذات التأرجح السريع للحزمة ذات الزاوية الواسعة، تُستخدم عادةً بواعث ضعيفة الاتجاه: هزازات متماثلة وغير متماثلة، غالبًا مع عاكس واحد أو أكثر (على سبيل المثال، في شكل مرآة مشتركة بين المصفوفة الطورية بأكملها)؛ الأطراف المفتوحة لأدلة الموجات الراديوية، والفتحة، والبوق، والهوائيات الحلزونية، والقضبان العازلة، والهوائيات الدورية اللوغاريتمية وغيرها. في بعض الأحيان، تتكون المصفوفات الطورية كبيرة الحجم من مصفوفات طورية صغيرة منفصلة (وحدات)؛ يتم توجيه نمط الأخير في اتجاه الحزمة الرئيسية للمصفوفة المرحلية بأكملها. في بعض الحالات، على سبيل المثال، عندما يكون انحراف الحزمة البطيء مقبولاً، يتم استخدام هوائيات عالية الاتجاه ذات دوران ميكانيكي كبواعث (على سبيل المثال، ما يسمى مرآة الدوران الكامل)؛ في مثل هذه المصفوفات الطورية، ينحرف الشعاع بزاوية كبيرة عن طريق تدوير جميع الهوائيات وتحديد مراحل الموجات التي تنبعث منها؛ كما يسمح الطور المرحلي لهذه الهوائيات بالتأرجح السريع لحزمة الصفيف الطورية ضمن أنماطها.

اعتمادًا على الشكل المطلوب للنمط والقطاع المكاني المطلوب للمسح في المصفوفة المرحلية، يتم استخدام ترتيبات نسبية مختلفة للعناصر:

• على طول الخط (مستقيم أو قوس)؛
• على سطح (على سبيل المثال، مسطح - فيما يسمى بالمصفوفات المرحلية المسطحة؛ الأسطوانية؛ الكروية)
• في حجم معين (PAR الحجمي).

في بعض الأحيان يتم تحديد شكل السطح الباعث للمصفوفة المرحلية - الفتحة - من خلال تكوين الكائن الذي تم تثبيت المصفوفة المرحلية عليه. تسمى أحيانًا PARs ذات شكل فتحة مشابه لشكل الكائن امتثاليًا. المعدلات المتساوية المسطحة منتشرة على نطاق واسع. فيها، يمكن للشعاع المسح من الاتجاه الطبيعي إلى الفتحة (كما هو الحال في الهوائي في الطور) إلى الاتجاه على طول الفتحة (كما هو الحال في هوائي الموجة المتنقلة). يتناقص معامل الاتجاه (DA) للمصفوفة ذات الطور المسطح عندما ينحرف الشعاع عن الوضع الطبيعي إلى الفتحة. لضمان المسح بزاوية واسعة (في الزوايا المكانية الكبيرة - ما يصل إلى 4 ستراديان دون انخفاض ملحوظ في الكفاءة، يتم استخدام المصفوفات الطورية بفتحة غير مسطحة (على سبيل المثال، كروية) أو أنظمة المصفوفات الطورية المسطحة الموجهة في اتجاهات مختلفة. يتم إجراء المسح في هذه الأنظمة عن طريق إثارة الباعثات ذات التوجه المقابل ومراحلها.

بناءً على طريقة تغيير إزاحات الطور، يتم تمييز المصفوفات الطورية:

• مع المسح الكهروميكانيكي، الذي يتم، على سبيل المثال، عن طريق تغيير الشكل الهندسي للدليل الموجي الراديوي المثير؛
• مسح التردد، بناءً على استخدام اعتماد تحولات الطور على التردد، على سبيل المثال بسبب طول وحدة التغذية بين أجهزة البث المجاورة أو تشتت الموجة في دليل الموجات الراديوية؛
• مع المسح الكهربائي، الذي يتم تنفيذه باستخدام دوائر تحويل الطور أو مبدلات الطور، التي يتم التحكم فيها بواسطة إشارات كهربائية مع تغيير سلس (مستمر) أو تدريجي (منفصل) في تحولات الطور.

تتمتع المصفوفات الطورية للمسح الكهربائي بأكبر إمكانات. إنها توفر إنشاء تحولات طورية مختلفة عبر الفتحة بأكملها ومعدل تغيير كبير في هذه التحولات مع فقدان طاقة صغير نسبيًا. في ترددات الموجات الصغرية، تستخدم المصفوفات الطورية الحديثة على نطاق واسع مبدلات الطور من الفريت وأشباه الموصلات (مع سرعة تصل إلى ميكروثانية وفقدان الطاقة بنسبة ~ 20٪). يتم التحكم في تشغيل مبدلات الطور باستخدام نظام إلكتروني عالي السرعة، والذي يتحكم في أبسط الحالات في مجموعات من العناصر (على سبيل المثال، الصفوف والأعمدة في صفائف طورية مسطحة ذات بواعث مستطيلة)، وفي الحالات الأكثر تعقيدًا، يتحكم في كل مرحلة شيفتر بشكل فردي. يمكن أن يتأرجح الشعاع في الفضاء إما وفقًا لقانون محدد مسبقًا أو وفقًا لبرنامج يتم إنشاؤه أثناء تشغيل جهاز الراديو بأكمله، والذي يتضمن مصفوفة مرحلية.

مناعة الضوضاء

تعتمد مناعة النظام من الضوضاء على مستوى الفصوص الجانبية للهوائي والقدرة على ضبطه (تكييفه) مع بيئة الضوضاء. تعتبر مصفوفة الهوائي بمثابة رابط ضروري لإنشاء مثل هذا المرشح الديناميكي للزمكان، أو ببساطة لتقليل UBL. من أهم مهام الإلكترونيات الراديوية الحديثة على متن الطائرة إنشاء نظام متكامل يجمع بين عدة وظائف، على سبيل المثال الملاحة الراديوية والرادار والاتصالات وما إلى ذلك. هناك حاجة لإنشاء مجموعة هوائيات مسح كهربائيًا مع عدة حزم (متعدد الشعاع، أحادي النبض، وما إلى ذلك) يعمل بترددات مختلفة (مجتمعة) وله خصائص مختلفة.

تصنيف

يمكن تصنيف صفائف الهوائي وفقاً للخصائص الرئيسية التالية:

• هندسة الباعثات في الفضاء:
  • خطي
  • قوس
  • جرس
  • مستوي
    • مع شبكة وضع مستطيلة
    • مع وضع الشبكة المائلة
  • محدب
    • إسطواني
    • مخروطي
    • كروية
  • مكاني
• طريقة الإثارة:
  • مع العرض التسلسلي
  • مع العرض الموازي
  • مع مجتمعة (سلسلة موازية)
  • باستخدام طريقة الإثارة المكانية (البصرية، "الأثيرية").
• نمط وضع العناصر المشعة في الشبكة نفسها
  • وضع متساوي البعد
  • موضع غير متساوي
• طريقة معالجة الإشارات
• توزيع السعة والمرحلة للتيارات (الحقول) على طول الشبكة
• نوع الباعث

معالجة الإشارات

في المسار (المغذي) الذي يغذي صفيف الهوائي، من الممكن معالجة الإشارات المكانية والزمانية المختلفة. يتيح لك تغيير توزيع الطور في المصفوفة باستخدام نظام مبدلات الطور في مسار الإمداد التحكم في الحد الأقصى لنمط الإشعاع. تسمى هذه المشابك هوائيات الصفيف المرحلي(بار). إذا كان مضخم الطاقة أو مولد الإشارة أو محول التردد متصلاً بكل باعث أو مجموعة مصفوفة طورية، فإن هذه المصفوفات تسمى هوائيات صفيف مرحلية نشطة(بعيد).

الواقع المعزز التكيفي

يُطلق على صفائف الاستقبال ذات توزيع طور الاتساع ذاتي التنظيم اعتمادًا على بيئة التداخل اسم التكيف. تسمى مصفوفات هوائي الاستقبال مع معالجة الإشارات باستخدام طرق البصريات المتماسكة راديو بصري. تسمى مصفوفات هوائي الاستقبال التي تتم فيها المعالجة بواسطة المعالجات الرقمية صفائف الهوائي الرقمي.

صفائف الهوائي مجتمعة

تشتمل مصفوفات الهوائيات المدمجة على نوعين أو أكثر من أجهزة الإرسال في فتحاتها، يعمل كل منها بمفرده

هوائي صفيف مرحلي (الاسمية)

المصفوفة المرحلية، مصفوفة هوائيات ذات أطوار أو اختلافات طورية يمكن التحكم فيها (إزاحات الطور) للموجات الصادرة (أو المستقبلة) بواسطة عناصرها (البواعث). يتيح لك التحكم في الطور (المراحل) ما يلي: تشكيل (مع مواقع مختلفة جدًا للبواعث) نمط الاتجاه المطلوب (DP) للصفيف المرحلي (على سبيل المثال، نمط اتجاهي عالي - شعاع)؛ تغيير اتجاه شعاع المصفوفة المرحلية الثابتة، وما إلى ذلك. إجراء مسح سريع، وفي بعض الحالات تقريبًا خالي من القصور الذاتي، - تأرجح الشعاع (انظر، على سبيل المثال، المسح في الرادار)؛ التحكم في شكل النموذج ضمن حدود معينة - تغيير عرض الشعاع، وكثافة (مستويات) الفصوص الجانبية، وما إلى ذلك. (ولهذا الغرض، يتحكم المصفوفة المرحلية أحيانًا أيضًا في سعة موجة الباعثات الفردية). هذه الخصائص وبعض الخصائص الأخرى للمصفوفات الطورية، بالإضافة إلى القدرة على استخدام الأتمتة الحديثة ووسائل الكمبيوتر للتحكم في المصفوفات الطورية، حددت آفاقها واستخدامها على نطاق واسع في الاتصالات الراديوية (انظر الاتصالات الراديوية)، والرادار (انظر تحديد الموقع الراديوي)، والملاحة الراديوية ( انظر الملاحة الراديوية)، وعلم الفلك الراديوي (انظر علم الفلك الراديوي)، وما إلى ذلك. تعد المصفوفات المرحلية التي تحتوي على عدد كبير من العناصر التي يمكن التحكم فيها (أحيانًا 10 4 أو أكثر) جزءًا من أجهزة الراديو الأرضية المختلفة (الثابتة والمتنقلة)، والسفن، والطيران، والفضائية. تجري حاليًا تطورات مكثفة لمواصلة تطوير نظرية وتقنية المصفوفات الطورية وتوسيع نطاق تطبيقها.

هيكل الاسمية.تتنوع أشكال وأحجام وتصميمات المصفوفات الطورية الحديثة بشكل كبير؛ يتم تحديد تنوعها حسب نوع الباعثات المستخدمة وطبيعة موقعها ( أرز. 1 ). يتم تحديد قطاع المسح للمصفوفة المرحلية من خلال نمط بواعثها. في المصفوفات الطورية ذات التأرجح السريع للحزمة ذات الزاوية الواسعة، تُستخدم عادةً بواعث ضعيفة الاتجاه: الهزازات المتماثلة وغير المتماثلة , غالبًا مع عاكس واحد أو أكثر (على سبيل المثال، في شكل مرآة مشتركة بين المصفوفة الطورية بأكملها)؛ النهايات المفتوحة للدليل الموجي الراديوي , فتحة، قرن، حلزوني، قضيب عازل، سجل دوري، إلخ. الهوائيات. في بعض الأحيان، تتكون المصفوفات الطورية كبيرة الحجم من مصفوفات طورية صغيرة منفصلة (وحدات)؛ يتم توجيه نمط الأخير في اتجاه الحزمة الرئيسية للمصفوفة المرحلية بأكملها. في بعض الحالات، على سبيل المثال، عندما يكون انحراف الحزمة البطيء مقبولاً، يتم استخدام هوائيات عالية الاتجاه ذات دوران ميكانيكي كبواعث (على سبيل المثال، ما يسمى مرآة الدوران الكامل)؛ في مثل هذه المصفوفات الطورية، ينحرف الشعاع بزاوية كبيرة عن طريق تدوير جميع الهوائيات وتحديد مراحل الموجات التي تنبعث منها؛ كما يسمح الطور المرحلي لهذه الهوائيات بالتأرجح السريع لحزمة الصفيف الطورية ضمن أنماطها.

اعتمادًا على الشكل المطلوب للنمط وقطاع المسح المكاني المطلوب في المصفوفة المرحلية، يتم استخدام ترتيبات نسبية مختلفة للعناصر: على طول خط (مستقيم أو قوس)؛ على سطح (على سبيل المثال، مسطح - في ما يسمى بالمصفوفات الطورية المسطحة؛ الأسطوانية؛ الكروية) أو في حجم معين (المصفوفات الطورية الحجمية). في بعض الأحيان يكون شكل السطح الباعث للمصفوفة المرحلية عبارة عن فتحة (انظر انبعاث واستقبال موجات الراديو) , يتم تحديده من خلال تكوين الكائن الذي تم تثبيت المصفوفة المرحلية عليه (على سبيل المثال، شكل القمر الصناعي). تسمى أحيانًا PARs ذات شكل فتحة مشابه لشكل الكائن امتثاليًا. المعدلات المتساوية المسطحة منتشرة على نطاق واسع. فيها، يمكن للشعاع المسح من الاتجاه الطبيعي إلى الفتحة (كما هو الحال في هوائي الوضع المشترك (انظر هوائي الوضع المشترك)) إلى الاتجاه على طول الفتحة (كما في هوائي الموجة المتنقلة (انظر هوائي الموجة المتنقلة)) . يتناقص معامل الاتجاه (DA) للمصفوفة ذات الطور المسطح عندما ينحرف الشعاع عن الوضع الطبيعي إلى الفتحة. لتوفير مسح بزاوية واسعة (في زوايا مكانية كبيرة - تصل إلى 4) تمحى) بدون انخفاض ملحوظ في الكفاءة، يتم استخدام المصفوفات الطورية ذات الفتحة غير المسطحة (على سبيل المثال، كروية) أو أنظمة المصفوفات الطورية المسطحة الموجهة في اتجاهات مختلفة. يتم إجراء المسح في هذه الأنظمة عن طريق إثارة الباعثات ذات التوجه المقابل ومراحلها.

السيطرة على التحولات المرحلة.بناءً على طريقة تغيير إزاحات الطور، يتم تمييز المصفوفات الطورية ذات المسح الكهروميكانيكي، على سبيل المثال، عن طريق تغيير الشكل الهندسي لدليل الموجات الراديوية المثير ( أرز. 2 ، أ)؛ المسح الترددي، يعتمد على استخدام اعتماد تحولات الطور على التردد، على سبيل المثال بسبب طول وحدة التغذية بين الباعثات المتجاورة ( أرز. 2, ب) أو التشتت (انظر التشتت) للموجات في دليل الموجات الراديوية؛ مع المسح الكهربائي الذي يتم تنفيذه باستخدام دوائر تحويل الطور (انظر دائرة تحويل الطور) أو مبدلات الطور (انظر مبدل الطور) , تسيطر عليها الإشارات الكهربائية ( أرز. 2 ، ج) مع تغيير سلس (مستمر) أو تدريجي (منفصل) في تحولات الطور.

تتمتع المصفوفات الطورية للمسح الكهربائي بأكبر إمكانات. إنها توفر إنشاء تحولات طورية مختلفة عبر الفتحة بأكملها ومعدل تغيير كبير في هذه التحولات مع فقدان طاقة صغير نسبيًا. عند ترددات الموجات الدقيقة في المصفوفات الطورية الحديثة، تُستخدم مبدلات الطور من الفريت وأشباه الموصلات على نطاق واسع (بسرعة تبلغ حوالي ميكرو ثانيةوفقدان الطاقة هوائي الصفيف المرحلي 20٪). يتم التحكم في تشغيل مبدلات الطور باستخدام نظام إلكتروني عالي السرعة، والذي يتحكم في أبسط الحالات في مجموعات من العناصر (على سبيل المثال، الصفوف والأعمدة في صفائف طورية مسطحة ذات بواعث مستطيلة)، وفي الحالات الأكثر تعقيدًا، يتحكم في كل مرحلة شيفتر بشكل فردي. يمكن أن يتأرجح الشعاع في الفضاء إما وفقًا لقانون محدد مسبقًا أو وفقًا لبرنامج يتم إنشاؤه أثناء تشغيل جهاز الراديو بأكمله، والذي يتضمن مصفوفة مرحلية.

ملامح بناء المصفوفة المرحلية.إثارة بواعث PAR ( أرز. 3 ) يتم إنتاجها إما باستخدام خطوط التغذية أو من خلال موجات الانتشار بحرية (ما يسمى بالمصفوفات الطورية شبه الضوئية)، تحتوي أحيانًا مسارات إثارة التغذية، جنبًا إلى جنب مع مبدلات الطور، على أجهزة كهربائية معقدة (ما يسمى دوائر تشكيل الشعاع) التي توفر الإثارة لجميع الباعثات من عدة مدخلات، مما يسمح لك بإنشاء حزم مسح تتوافق مع هذه المدخلات في الفضاء في وقت واحد (في مصفوفات مرحلية متعددة الحزم). تتكون المصفوفات الطورية شبه الضوئية أساسًا من نوعين: تمريري (عدسة) حيث يتم إثارة مبدلات الطور والبواعث الرئيسية (بمساعدة بواعث مساعدة) عن طريق موجات تنتشر من مصدر تغذية مشترك، وعاكسة - الرئيسية و يتم دمج الباعثات المساعدة، ويتم تركيب عاكسات عند مخرجات مبدلات الطور. تحتوي المصفوفات الطورية شبه الضوئية متعددة الحزم على عدة مشععات، لكل منها شعاع خاص بها في الفضاء. في بعض الأحيان يتم استخدام أجهزة التركيز (المرايا والعدسات) في المصفوفات الطورية لتشكيل الأنماط. أحيانًا ما تسمى المصفوفات الطورية التي تمت مناقشتها أعلاه بالخاملة.

تتمتع المصفوفات الطورية النشطة بأكبر إمكانات التحكم في الخصائص، حيث يتم توصيل جهاز إرسال أو جهاز استقبال يتم التحكم فيه بالطور (أحيانًا يتم التحكم في السعة) بكل باعث أو وحدة ( أرز. 4 ). يمكن إجراء التحكم في الطور في المصفوفات الطورية النشطة في مسارات التردد المتوسطة أو في دوائر الإثارة للمرسلات المتماسكة، والمذبذبات المحلية للمستقبل، وما إلى ذلك. وبالتالي، في المصفوفات الطورية النشطة، يمكن لمبدلات الطور أن تعمل في نطاقات موجية مختلفة عن نطاق تردد الهوائي؛ في بعض الحالات، لا تؤثر الخسائر في مبدلات الطور بشكل مباشر على مستوى الإشارة الرئيسية. إن إرسال المصفوفات الطورية النشطة يجعل من الممكن إضافة قوى الموجات الكهرومغناطيسية المتماسكة الناتجة عن أجهزة الإرسال الفردية إلى الفضاء. عند استقبال المصفوفات الطورية النشطة، تسمح المعالجة المشتركة للإشارات التي تستقبلها العناصر الفردية بالحصول على معلومات أكثر اكتمالاً حول مصادر الإشعاع.

ونتيجة للتفاعل المباشر بين الباعثات مع بعضها البعض، فإن خصائص المصفوفة المرحلية (مطابقة الباعثات مع المغذيات المثيرة، والاتجاهية، وما إلى ذلك) تتغير عندما تتأرجح الحزمة. لمكافحة الآثار الضارة للتأثير المتبادل للبواعث في المصفوفات الطورية، يتم أحيانًا استخدام طرق خاصة للتعويض عن الاقتران المتبادل بين العناصر.

آفاق تطوير المصفوفات المرحلية.تشمل أهم الاتجاهات لمواصلة تطوير نظرية وتكنولوجيا المصفوفات الطورية ما يلي: 1) الإدخال على نطاق واسع للصفائف الطورية مع عدد كبير من العناصر في أجهزة الهندسة الراديوية، وتطوير أنواع جديدة من العناصر، ولا سيما المصفوفات الطورية النشطة ; 2) تطوير طرق لبناء صفائف طورية ذات فتحات كبيرة، بما في ذلك صفائف طورية غير متساوية البعد ذات هوائيات عالية الاتجاه تقع داخل نصف الكرة الأرضية بأكمله (تلسكوب راديوي عالمي) , 3) مواصلة تطوير الأساليب والوسائل التقنية لإضعاف الآثار الضارة للاتصال المتبادل بين عناصر المصفوفة المرحلية؛ 4) تطوير نظرية التوليف وطرق تصميم آلة المصفوفات المرحلية. 5) تطوير النظرية وتنفيذ أساليب جديدة لمعالجة المعلومات التي تتلقاها عناصر المصفوفة المرحلية واستخدام هذه المعلومات للإدارة

المصفوفات المرحلية، على وجه الخصوص بالنسبة للعناصر المرحلية التلقائية (المصفوفات المرحلية الذاتية) وتغيير شكل النموذج، على سبيل المثال، خفض مستوى الفصوص الجانبية في الاتجاهات نحو مصادر التداخل (المصفوفات المرحلية التكيفية)؛ 6) تطوير طرق للتحكم في الحركة المستقلة للحزم الفردية في المصفوفات الطورية متعددة الحزم.

أشعل.: Vendik O.G.، هوائيات ذات حركة شعاع غير ميكانيكية، M.، 1965؛ أنظمة هوائي المسح بالموجات الدقيقة، العابرة. من الإنجليزية، المجلد 1-3، م، 1966-1971.

إم بي زاكسون.

أرز. 1. الرسوم البيانية الهيكلية لبعض صفائف الهوائي الطورية (PAR) - متساوية الخطية مع هزازات متناظرة ومرآة مشتركة (أ) ؛ خطي غير متساوي البعد مع هوائيات مكافئة مرآة كاملة الدوران (ب) ؛ مسطحة مع ترتيب مستطيل من بواعث القرن (ج)؛ مسطحة مع ترتيب سداسي لبواعث قضيب عازل (د) ؛ متوافق مع بواعث الفتحة (د) ؛ كروية مع بواعث حلزونية (هـ)؛ أنظمة الهوائيات المسطحة الطورية (ز)؛ ب - الهزازات. و - خطوط الإثارة (المغذيات)؛ Z - مرآة موصلة (عاكس)؛ أ - هوائيات المرآة. ص - قرون. VR - موجات الراديو المثيرة. ه - شاشة معدنية Ш - بواعث الفتحة. K - صفيف مرحلي مخروطي الشكل؛ ج - صفيف أسطواني مرحلي؛ ج - بواعث حلزونية. SE - شاشة كروية. P - هوائيات صفيف مسطحة الطور (يتم الإشارة إلى الباعثات بالنقاط)؛ L 0 - المسافة بين B؛ ل 1، ل 2، ل 3 - المسافات بين أ.

أرز. 2. أمثلة على صفائف الهوائي الطورية ذات المسح الكهروميكانيكي (أ) والتردد (ب) والكهربائي (ج): Ш، - بواعث الفتحات؛ ب - دليل موجي مستطيل الشكل؛ N - لوحة طولية (سكين) مع عمق غمر يمكن التحكم فيه في الدليل الموجي (يعمل على تغيير سرعة الطور للموجة في الدليل الموجي) ؛ د - أخاديد الخانق. ص - قرون. SV - الدليل الموجي الحلزوني. نعم - هوائيات قضيبية عازلة؛ F - قضيب الفريت لمبدل الطور؛ BB - أدلة موجية مثيرة. O - التحكم في لف ناقل الحركة الطور؛ Ш - غسالة عازلة.

أرز. 3. دوائر الإثارة النموذجية لصفائف الهوائي الطورية (PAR) مع الإثارة المتسلسلة (أ)، والإثارة المتوازية (ب)، والصفيف الطوراني متعدد الحزم (ج)، والصفائف الطورية شبه الضوئية - التمريري (د) والعاكسة (هـ). ) الأنواع: ب - وحدة التغذية المثيرة؛ أنا - بواعث. PN - استيعاب الحمل. L - نمط الاتجاه (شعاع)؛ B 1 - B 4 مدخلات الصفيف المرحلي ؛ DS - مخطط تشكيل الرسم البياني؛ RO - بواعث رئيسية؛ سادسا - بواعث مساعدة. SI - بواعث مجتمعة. يا - المشعع. من - عاكس؛ φ - شيفتر المرحلة. يُظهر الخط المنقط موجة كهرومغناطيسية ذات مقدمة طور مسطحة منبعثة من المصفوفة المرحلية، ويوضح الخط المنقط موجة كهرومغناطيسية ذات مقدمة طور كروية منبعثة من جهاز المشعع.

أرز. 4. المخططات الكتلية لبعض صفائف الهوائي الطورية النشطة - الإرسال (أ) والاستقبال مع الطور في دوائر المذبذب المحلي (ب) والاستقبال مع الطور في مسارات التردد المتوسطة (ج): و - الباعث؛ السلطة الفلسطينية - مضخم الطاقة. ب - العامل الممرض. ج - خلاط. ز - المذبذب المحلي. إذا - مكبر للصوت التردد المتوسط. SU - جهاز الجمع؛ φ - شيفتر الطور.

الموسوعة السوفيتية الكبرى. - م: الموسوعة السوفيتية. 1969-1978 .

• - fazuotoji gardelinė Antena Statusas T sritis radioelectronika atikmenys: engl. صفيف الهوائي المرحلي vok. phasierte Antennenanordnung, f rus. هوائي صفيف مرحلي، f pran. مراحل شبكة الهوائيات، م... أجهزة الراديو الإلكترونية تنتهي

- (المصفوفة المرحلية)، مصفوفة هوائيات ذات أطوار أو اختلافات طورية (إزاحات الطور) يمكن التحكم فيها للموجات الصادرة (أو المستقبلة) بواسطة عناصرها. يسمح التدرج، على سبيل المثال، بتكوين نمط الإشعاع اللازم والتحكم فيه... ... علم الطبيعة. القاموس الموسوعي

- (المصفوفة المرحلية)، مصفوفة هوائيات ذات أطوار أو اختلافات طورية (إزاحات الطور) يمكن التحكم فيها للموجات الصادرة (أو المستقبلة) بواسطة عناصرها. يسمح التدرج، على سبيل المثال، بتكوين نمط الإشعاع اللازم والتحكم فيه... ... القاموس الموسوعي

هوائي صفيف مرحلي موسوعة "الطيران"

هوائي صفيف مرحلي- (PAR)، مصفوفة طورية، هوائي اتجاهي بأطوار أو اختلافات طورية (إزاحات طورية) للموجات الصادرة (أو المستقبلة) بواسطة عناصره (الباعثات). يتيح لك التحكم في الطور (المراحل) تكوين ما يلزم... ... موسوعة "الطيران"

- (AFAR) هو نوع من هوائيات المصفوفة المرحلية (PAR). رادار N050 مع AFAR لـ PAK FA مقدم من NIIP في MAKS 2009 ... ويكيبيديا

وهذا المصطلح له معاني أخرى، انظر شعرية. مصفوفة الهوائي (AR) عبارة عن هوائي اتجاهي معقد يتكون من مجموعة من الهوائيات الفردية ضعيفة الاتجاه (العناصر المشعة) الموجودة في الفضاء بطريقة خاصة.... ... ويكيبيديا

نظام إنذار ضخم من الهجمات الصاروخية ذات المصفوفة الأرضية في ألاسكا بالولايات المتحدة الأمريكية نظام التحكم في الأسلحة لمقاتل حديث هوائي المصفوفة المرحلية في نظرية الموجة ، وهي مجموعة من بواعث الهوائي التي يكون فيها النسبي ... ... ويكيبيديا

المحاضرة 6

هوائيات الصفيف المرحلي

مقدمة

في عملية تطوير هندسة الراديو والإلكترونيات، شهدت الهوائيات تغييرا كبيرا: من الأجهزة البسيطة (هزاز واحد أو عدة) تم تحويلها إلى أنظمة معقدة متعددة العناصر يتم التحكم فيها مع أجهزة نشطة. إذا كان على الهوائي في المراحل الأولى من التطوير أن يوفر إشعاعًا واستقبالًا فعالين، فبعد ذلك كان مطلوبًا من الهوائي توفير كسب كبير يتم الحصول عليه بسبب اتجاهية العمل. مع ظهور أنظمة تحديد المواقع والملاحة والتحكم الراديوية، بدأت هوائيات الاستقبال في تحديد الاتجاه، أي. تحديد الإحداثيات الزاوية للموجات المنبعثة أو المنعكسة بأكبر قدر ممكن من الدقة. أدت الزيادة الحادة في المعدات الإلكترونية التي حدثت في الفترة الماضية إلى خلق مشكلة التوافق الكهرومغناطيسي (EMC). لتطبيق التوافق الكهرومغناطيسي (EMC) في هوائيات الاستقبال، أصبح من الضروري تشكيل انخفاضات عميقة في النمط لتوجيه وصول التداخل. تتغير بيئة التداخل باستمرار، لذلك كانت هناك حاجة إلى هوائيات ذاتية التكيف - تكيفية. أدى ظهور أنواع جديدة من العمليات القتالية - الحرب الإلكترونية - إلى الحاجة إلى حل مشاكل في تكنولوجيا الهوائيات التي تشبه المشاكل المذكورة أعلاه، ولكن في ظل ظروف أكثر تعقيدا. حاليًا، يجب أن تعمل أنظمة الراديو تحت تأثير العديد من التداخلات القوية للنطاق العريض في ظروف مصادر التداخل المتحركة بشكل مستقل. في هذه الحالات، يقوم الهوائي بمعالجة الإشارات المكانية، أي أنه يصبح مرشحًا مكانيًا ديناميكيًا. الهوائيات الممسوحة كهربائيًا هي أيضًا هوائيات لمعالجة الإشارات المكانية.

في أنظمة هوائيات الإرسال والاستقبال الحديثة، نشأت الحاجة إلى معالجة الإشارات الزمنية (في مجال التردد). يمكن أن يشتمل مسار هوائي المصفوفة على نظام من العناصر النشطة (الأجهزة) العاملة المتوازية: المولدات، ومكبرات الصوت، والخلاطات، ومحولات التردد، والمحولات التناظرية إلى الرقمية، وما إلى ذلك. استبدال عنصر نشط واحد (في جهاز الإرسال أو جهاز الاستقبال) بـ يتيح لك نظام عناصر التشغيل المتوازية في عناصر مسار الهوائي حل عدد من المشكلات في تكنولوجيا الهوائي. دعونا نتناول بضع نقاط فقط. إن إدراج عنصر نشط في مسار الهوائي يجعل الهوائي، كقاعدة عامة، جهازًا غير متبادل وغير خطي، مما يغير بشكل كبير مظهر الهوائي في أوضاع الإرسال والاستقبال. المعالجة المكانية المستقلة للإشارات في الهوائي، ثم المعالجة الزمنية في جهاز الاستقبال، تجعل من الصعب، وفي بعض الأحيان تستبعد، الحصول على معلومات كاملة حول توزيع التردد المكاني للمصادر في الفضاء المحيط (مشهد الراديو). تتيح المعالجة المكانية والزمانية المتوازية لعدد من العينات من الموجات الساقطة في هوائي الاستقبال زيادة كمية المعلومات الواردة في وقت واحد.

يؤدي المزيد من التحسين لأنظمة الراديو المختلفة إلى تحفيز حل المشكلات الجديدة في تكنولوجيا الهوائي. أحد الاتجاهات في تطوير تكنولوجيا الهوائي هو إنشاء هوائيات ذات معالجة مكانية وزمانية. ومن خلال استخدام التصميم الجديد والحلول التكنولوجية في مثل هذه الأنظمة (الهوائيات ذات النطاق العريض للغاية، والمطبوعة، والميكروستريب، والمدمجة وغيرها)، والتقدم في الإلكترونيات الدقيقة، والبصريات الراديوية المتماسكة، والتصوير المجسم، وما إلى ذلك، يمكن تحقيق النتائج المرجوة.

مع المسح الميكانيكي، الذي يتم عن طريق تدوير الهوائي بأكمله، تكون السرعة القصوى للحزمة في الفضاء محدودة، وفي سرعات الطائرات الحديثة، تكون غير كافية. ولذلك، كانت هناك حاجة لتطوير أنواع جديدة من الهوائيات -هوائيات الصفيف المرحلي (PAR).

إن استخدام المصفوفات المرحلية لبناء هوائيات مسح عالية الاتجاه يجعل من الممكن تحقيق سرعة عالية لمساحة المشاهدة ويساعد على زيادة كمية المعلومات حول توزيع مصادر الإشعاع أو انعكاس الموجات الكهرومغناطيسية في الفضاء المحيط.

عادةً ما يتم تصنيف مجموعة الهوائيات المستخدمة والمنشأة وفقًا لنطاقات موجات التشغيل، وخصائصها الكهربائية، وتصميمها وتصميمها التكنولوجي، ومجالات التطبيق، وما إلى ذلك. ولا تأخذ هذه التصنيفات في الاعتبار وظيفة الهوائيات الحديثة. يؤدي تحويل الهوائي من جهاز إلى نظام إلى تغيير طريقة تصنيف الهوائي. يُنصح بالتعامل مع تطوير الهوائيات كتحسين لنظام راديوي معين والنظر في مختلف الهوائيات الحالية والمطورة والمقترحة حديثًا والعمليات التي تحدث فيها من موقع موحد. يمكن اعتبار معيار تصنيف الهوائيات وتطويرها هو معالجة المعلومات (الإشارات) التي تحدث في الهوائي ومسار الموجات الصغرية الخاص به. يمكن إجراء هذه المعالجة على ترددات الإشارة المستقبلة (أو المنبعثة)، عند الترددات الأعلى أو الأدنى (المتوسطة)، وتكون خطية أو غير خطية، تناظرية أو رقمية، متكيفة، وما إلى ذلك. نظرًا لأن المجال يقع على صفيف فردي عنصر يتميز بالاستقطاب والسعة والطور، ثم في صفيف الهوائي، يمكن استكمال معالجة الإشارات في السعة والطور بمعالجة الاستقطاب.

في المرحلة الأولى من تطوير الهندسة الراديوية، تم استخدام مصفوفات الهوائي الهزاز، في مسار التغذية الذي تم فيه تلخيص الفولتية الناتجة عن الهزازات الفردية حسابيًا عندما كانت الموجة تسقط بشكل طبيعي على مصفوفة الهوائي. ظهر أبسط نوع من الهوائيات، والذي لا يزال قيد الاستخدام حتى يومنا هذا، وهو هوائيات متزامنة عالية الاتجاه. النوع الثاني من أبسط الهوائيات هو هوائيات الموجات المتنقلة (TWA)، حيث يأخذ جمع الجهد من الهزازات الفردية لاتجاه معين لوصول الموجة في الاعتبار تحولات الطور في خط الإمداد. النوع الثالث من الهوائيات يمكن اعتباره هوائيات غير اتجاهية على متن الطائرة، حيث يستخدم نظام من بواعث متباعدة ضعيفة الاتجاه لتشع في كامل الفضاء المحيط والقضاء على ظاهرتي الحيود والتظليل من قبل الموجة الحاملة.

النوع الرابع – الهوائيات المدمجة – ظهر في الفترة الأخيرة بهدف استخدام فتحة واحدة لتشغيل عدة هوائيات بترددات مختلفة. ويتم تحقيق ذلك من خلال دمج هوائي واحد (مصفوفة، تغذية) في هوائي آخر. نظام من الباعثات مضبوط على عدد من الترددات ومثار بواسطة خط نقل واحد يشكل، كما هو معروف، أحد أنواع هوائيات النطاق العريض. يمكن دمج كل هذه الأنواع في فئة واحدة من الهوائيات متعددة العناصر.

في الرادارات، تُستخدم الهوائيات أحادية النبض على نطاق واسع، حيث تتشكل ثلاث حزم في وقت واحد من فتحة واحدة، أي ثلاثة أنماط إشعاعية، تسمى مجموع الفرق. في مثل هذه الهوائيات، تتيح ثلاث قنوات لمعالجة الإشارات (المجموع والفرق - الارتفاع والسمت) زيادة دقة تحديد الإحداثيات الزاوية مقارنة بنظام القناة الواحدة، مع تساوي جميع الأشياء الأخرى. تسمح صفيف الهوائي أو هوائي الفتحة المكافئ بتكوين العديد من الأنماط المتعامدة والعرض المتزامن للفضاء ومعالجة الإشارات في عدة قنوات مستقلة. وفقًا للتصنيف المقترح، تشكل هذه الهوائيات فئة من الهوائيات متعددة الحزم، حيث يتم في الجزء المشع إنشاء مجموعة من توزيعات طور الاتساع (APDs) في وقت واحد، يتوافق كل منها مع مدخلات محددة.

هوائيات إعادة الإشعاع هي فئة من أجهزة الإرسال والاستقبال التي تركز الموجة الواردة مرة أخرى نحو مصدر الموجة الساقطة. أبسط هوائي لإعادة الإشعاع هو عاكس زاوية. نظيرتها المنفصلة هي شبكة فان إيتا. اعتمادًا على الغرض من هوائيات إعادة الإشعاع، يمكن أن تكون عناصر نشطة وسلبية في النظام الراديوي. في هوائيات إعادة الإشعاع النشطة، يتم تضخيم الإشارات المستقبلة، وتغيير (إزاحة) تردد الإشارة المستقبلة، وتعديل التذبذبات (من أجل نقل المعلومات في الاتجاه المطلوب). يمكن تنفيذ كل هذه الوظائف في وقت واحد. تتمتع مصفوفات إعادة الإشعاع المعتمدة على هوائيات متعددة الحزم بأفضل المعلمات.

تطلبت الزيادة في سرعات الطائرات من هوائيات الرادار مسح الحزمة بسرعة في الفضاء دون القصور الذاتي مع الحفاظ على خصائص الاتجاه التي تم تحقيقها في هوائيات المرآة مع المسح الميكانيكي. أدى ذلك إلى التطوير المكثف للهوائيات الطورية ذات المسح الكهربائي: التردد والطور والتبديل.

يرجع ظهور الهوائيات النشطة إلى الرغبة في زيادة الطاقة المشعة، وتقليل فقد الحرارة، وزيادة موثوقية المصفوفات الطورية، وفي الهوائيات ذات الاتجاه الضعيف لتقليل الأبعاد وتوسيع نطاق التشغيل. وطالما أن الهوائي (PAA) يستخدم أجهزة خطية متبادلة لإنشاء وحدات تغذية تلقائية للمستندات (ADF) يتم التحكم فيها، فلن يتم التمييز بين خصائص الهوائي أثناء الاستقبال والإرسال ويتم اعتبار معالجة الإشارة في الوضع الأكثر ملاءمة للتحليل. يؤدي الانتقال إلى الهوائيات النشطة إلى ظهور هوائيات استقبال وإرسال مستقلة، على الرغم من أن ذلك لا يستبعد وجود هوائيات الإرسال والاستقبال.

الهوائيات الديناميكية (أو الهوائيات ذات التعديل الزمني للمعلمات) هي تلك التي لها خصائص تتغير بمرور الوقت. يمكن أن تكون المعلمات المتغيرة: توزيعات السعة والطور للمجال (التيارات) في الفتحة، والأبعاد الخطية للهوائي، ووقت التبديل لعنصر صفيف منفصل، وما إلى ذلك. وتسمح التغييرات الدورية في المعلمات، من حيث المبدأ، بالمسح السريع للحزمة في الفضاء وتشكيل خصائص الاتجاه المحددة. وبالتالي، من خلال تبديل عناصر الصفيف في الهوائيات الديناميكية، يمكن الحصول على أنماط ذات مستوى منخفض من الفصوص الجانبية. ومع ذلك، ينبغي أن يؤخذ في الاعتبار أنه مع مثل هذا التشكيل للنمط بمستوى منخفض من الفصوص الجانبية، تنخفض كفاءة الهوائي، وتزداد الخسائر والضوضاء الناجمة عن إدراج المفاتيح في الهوائي.

الهوائيات التكيفية أو ذاتية الضبط هي تلك التي تتكيف خصائصها (تتحسن) أثناء التشغيل مع الظروف الخارجية المتغيرة. تتم عملية التكيف تلقائيًا وفقًا للخوارزمية المضمنة في نظام الهوائي. قد يشتمل نظام الهوائي ليس فقط على نظام معالجة الإشارات، بل أيضًا على نظام التحكم في الشعاع. أثناء عملية التكيف، تتغير خاصية الاتجاه بناءً على معالجة الإشارات التي تستقبلها. على سبيل المثال، تبعاً لحالة التداخل في مخطط الهوائي التكيفي، قد تتشكل واحدة أو أكثر من الانخفاضات العميقة في اتجاه وصول الإشارات المسببة للتداخل. اعتمادا على معيار التكيف، يمكن تمييز عدة أنواع في هذه الفئة من الهوائيات.

الهوائيات ذات معالجة الإشارات غير الخطية عبارة عن صفائف هوائي تكون إشارة خرجها عبارة عن منتج أو دالة ارتباط (الضرب والمتوسط ​​بمرور الوقت) للإشارات الواردة من العناصر الفردية. باستخدام طرق مختلفة لمعالجة الإشارات غير الخطية (الضرب، الأس، القسمة، المتوسط، وما إلى ذلك)، من الممكن بناء هوائيات تختلف خصائصها بشكل كبير عن خصائص الهوائيات التقليدية. لذلك، على سبيل المثال، عن طريق ضرب الإشارات من عناصر الصفيف (الهوائي المضاعف)، يمكنك تضييق نمطها بشكل كبير. في الهوائيات ذات التوليف المنطقي - نوع آخر من الهوائيات مع معالجة الإشارات غير الخطية - من الممكن الحصول على مستوى منخفض جدًا من الفصوص الجانبية للنمط. ويتم تحقيق ذلك باستخدام أدوات منطقية مثل "نعم-لا"، "أو"، "و"، "أكثر-أقل" مع "قطع" الفصوص الجانبية لجميع الإشارات التي تتجاوز مستوى معين. وتجدر الإشارة بشكل خاص إلى أن تكوين النموذج في مثل هذه الهوائيات سيتغير بشكل كبير عند تعريضه ليس لإشارتين أو أكثر في وقت واحد.

المبدأ الأكثر انتشارًا في أنظمة تركيب الفتحة هو مبدأ معالجة الإشارات غير الخطية، وهو ما يعني إنشاء فتحة مستمرة باستخدام عدد صغير من الهوائيات المتحركة. تعتمد الطريقة على معلومات مسبقة حول مسار الموجة الحاملة للهوائي المتحرك. ويكمن جوهرها في استقبال الإشارات أثناء الحركة، وتخزينها وإضافتها وفقًا لذلك، كما يتم في مصفوفة مرحلية كبيرة. تعد هوائيات الفتحة الاصطناعية واعدة للرادارات المحمولة جواً ذات الدقة المتزايدة (مراقبة سطح الأرض) والتلسكوبات الراديوية. تتيح الرادارات ذات الفتحة الاصطناعية المحمولة جواً الحصول على دقة خطية عالية في الإحداثيات الزاوية، تتوافق مع هوائي تقليدي بفتحة تصل إلى مئات وآلاف الأطوال الموجية.

وفي الهوائيات ذات معالجة الإشارات غير الخطية، بما في ذلك الهوائيات ذات الفتحة الاصطناعية، لا يؤدي تضييق النمط إلى زيادة كسب الهوائي. علاوة على ذلك، هناك انخفاض بسبب خسائر المعالجة الإضافية.

تتضمن فئة جديدة من هوائيات الاستقبال مع معالجة الإشارات الرقمية - صفائف الهوائيات الرقمية - أنظمة مكبرات الصوت والخلاطات وكاشفات الطور والمحولات التناظرية إلى الرقمية، بالإضافة إلى أجهزة الكمبيوتر التي يتم من خلالها تكوين الأنماط الرقمية.

تستقبل صفائف الهوائيات الضوئية الراديوية هوائيات مزودة بمعالجة الإشارات الضوئية. يتم نقل تذبذب الموجات الصغرية التي يستقبلها كل باعث AR إلى تردد متوسط، وبعد التضخيم باستخدام مُعدِّل ضوء متعدد القنوات (الشفافية الديناميكية)، يتم تحويله إلى تذبذبات في النطاق البصري. يتم إجراء مزيد من المعالجة في النطاق البصري باستخدام نظام يحتوي على ليزر، وميزاء، وعدسات، وأغشية، ومرشحات بصرية، وشفافية، وما إلى ذلك. في هذا النظام، تحدث معالجة تناظرية لمعلومات الزمكان. ونتيجة لذلك، عند إخراج النظام، يتم تشكيل صورة بصرية لحالة الرادار في الفضاء أمام مصفوفة الاستقبال في الوقت الفعلي. وبمساعدة الأجهزة الإلكترونية الضوئية، يمكن تحويل هذه الصورة إلى إشارات للمعالجة اللاحقة في الكمبيوتر.

إن تطور موجات أقصر بشكل متزايد حتى النطاق البصري، وعدم وجود القاعدة الأولية اللازمة للعمل في هذه النطاقات، وصعوبة بناء هوائيات المسح الكهربائي في هذا النطاق على مبادئ بناء هوائيات النطاقات السابقة، أدى إلى فكرة ​​​​استخدام الطرق المجسمة لتشكيل أنماط الهوائيات والتحكم فيها، والتي تسمى بالهولوغرافية. الهوائيات المجسمة هي فئة جديدة من الهوائيات المستوية في شكل هياكل السعة (الشريطية) أو الطورية التي لها خصائص التركيز لألواح المنطقة والعدسات المقسمة. يمكن تركيزها في المناطق البعيدة والقريبة.

يسمح التصنيف أعلاه بالاستخدام المتزامن لطريقتين أو أكثر لمعالجة الإشارات في هوائي واحد. وبالتالي، هناك صفائف طورية أحادية النبض مع مسح الطور وتكييفه أو استقبال هوائيات رقمية متعددة الحزم. تبين أن هذا الفصل بين الهوائيات مناسب من الناحية النظرية.

عادةً ما يتم تقسيم مهمة التصميم العامة لبناء الهوائيات وفقًا لمتطلبات معينة، أي تركيب الهوائي، إلى مهام خارجية وداخلية. إن حل المشكلة الخارجية للهوائيات مع معالجة الإشارات يتلخص عمليا في بناء مجموعة هوائيات توفر اتجاهية معينة في قطاع العرض (المسح الضوئي). يجب أن يوفر حل المشكلة الداخلية الإثارة اللازمة للهوائي، والتي يتم الحصول عليها من حل المشكلة الخارجية، ومعالجة الإشارة المطلوبة. واعتماداً على طريقة المعالجة، ينتقل مركز ثقل حل مشكلة داخلية من جهاز إلى آخر.

يمكن تنفيذ حل المشكلة الخارجية - إنشاء مجموعة هوائيات - دون مراعاة معالجة الإشارات اللاحقة، وقد تبين أنه شائع بالنسبة لفئات مختلفة من الهوائيات.

تم استخدام هوائيات المصفوفة الطورية النشطة (AFAR) لعدد من السنوات في العديد من الرادارات الأرضية. تتطلب جدوى استخدام AFAR للرادارات المحمولة جواً تبريرًا مقنعًا، نظرًا لأن استبدال صفيفات الهوائي الطورية الموجودة على متن الطائرة بأخرى نشطة يؤدي إلى زيادة كبيرة في تكلفة أنظمة الهوائي، والتي يجب تبريرها من خلال توسيع الوظائف وتحسين خصائص ومعلمات AFAR مقارنة بالمصفوفات المرحلية. تتضمن وحدات الإرسال والاستقبال (RPM) التي تم إنشاؤها مؤخرًا من AFAR مبدلات الطور، والمخففات، ومكبرات الصوت، بالإضافة إلى القدرة على التحكم في الاستقطاب، وتسمح لنا بالنظر في إنشاء AFAR على متن الطائرة من مواقع جديدة ومناقشة جدوى الانتقال إلى AFAR.

دعونا نتحدث عن جدوى استخدام AFAR للرادار. يوجد على متن الطائرات عدد كبير من الهوائيات لأنظمة الراديو المختلفة. لذلك، نشأت مهمة إنشاء مجموعة مرحلية من شأنها أن تضمن التشغيل المشترك لأنظمة الراديو المختلفة الموجودة على متن الطائرة (الحرب الإلكترونية (EW)، وتحديد الهوية، والرادار، والاتصالات، والملاحة، وما إلى ذلك). يسمى هذا الهوائي المدمج في الأدبيات هوائي مجمع راديو متكامل أو هوائي متعدد الوظائف أو AFAR. تم إنشاء مثل هذه الأنظمة المجمعة على متن الطائرة حتى الآن فقط لأغراض الرادار وتحديد الهوية. وأدى ذلك إلى خسائر كبيرة في الأداء، خاصة فيما يتعلق بـ UBL.

من الممكن إنشاء أنظمة هوائيات مدمجة على أساس AFAR، نظرًا لما يلي:

في AFAR، على عكس المصفوفة المرحلية، من الممكن إجراء مسح واسع الزاوية بهدف أكثر من نصف الكرة الأرضية؛ زيادة موثوقية النظام؛

التحسين المستقل للخصائص في أوضاع الإرسال والاستقبال، وكذلك في بيئات التداخل، بسبب وجود مصفوفة PPM مع مبدل طور ومخفف في كل عنصر؛

تنفيذ تكوين عدة حزم مستقلة متحكم فيها مع فقدان الكسب وبدون فقدان الكسب عند استخدام سطح باعث واحد أو أجزائه المختلفة في وضع الاستقبال والإرسال؛

إن وجود القدرة على التحكم في استقطاب الباعثات في المصفوفة الطورية وأجهزة التبديل في PPM يجعل من الممكن تنفيذ مصفوفات هوائيات امتثالية بمسح واسع الزاوية ؛

إن بناء APAA المحدب يجعل من الممكن جعل الهوائي أكثر اتساعًا ؛

يسمح تنفيذ AFAR على شكل مصفوفة هوائيات متوافقة باستخدام السطح

وفي الوقت نفسه، نلاحظ الصعوبات والعيوب المرتبطة باستخدام APAA:

تكلفة الهوائي تزداد بشكل حاد.

كفاءة منخفضة -25%، على عكس الأجهزة الإلكترونية المفرغة - كفاءة -50%؛

صعوبات التصميم المرتبطة بتبديد الحرارة ووضع الوحدات ونظام الإثارة المتصل بها وخطوط التحكم التي يبلغ عددها آلاف الموصلات ؛

الحاجة إلى تطورات كبيرة في الدعم المترولوجي لتحديد خصائص المدخلات والمخرجات لـ PPM، واعتماد التردد للأطوال الكهربائية لـ PPM؛

انتشار أكبر بكثير من المعلمات في الوحدات التي تتكون من بواعث، PPMs وأجهزة الإثارة؛

البث الإضافي خارج النطاق والبث الهامشي بسبب التباين في خصائص مختلف مكبرات الصوت التي ستكون لها خصائص الإشارات المرسلة؛

الارتباط الجزئي للضوضاء في مكبرات الصوت الفردية في وضع الاستقبال، مما قد يؤدي إلى تفاقم خصائص الضوضاء في النظام.

تتطلب أوجه القصور الملحوظة دراسة خاصة. للقيام بذلك، تحتاج إلى معرفة معلمات الوحدات الفردية ذات التفاوتات.

أرز. 5.1. خيار إنشاء MBAFAR تحت هدية ذات نصف قطر مصفوفة مسطحة وشبكتين مسطحتين إضافيتين (450 مم)

الغرض من هذا العمل هو إيجاد طرق لبناء هوائي صفيف مرحلي نشط متعدد الوظائف محمول جواً (MBAFAR) لطائرة واعدة من الجيل الخامس، وضمان أقصى قدر من الربح وتحديد إمكانية الجمع بين أنظمة تحديد الهوية،

الاتصالات والملاحة والرادار. لقد نظرنا سابقًا في خيار ممكن لبناء هوائي يتكون من صفيف طوري كبير وصفيفين طوريين إضافيين (الشكل 5.1). يرتبط هذا الموضع بنطاق ومجال الرؤية (الشكل 5.2).

يجب أن يتمتع جهاز AFAR متعدد الوظائف الموجود على متن الطائرة بالخصائص التالية:

قطاع المسح المطلوب ±135 درجة في مستوى الارتفاع و360 درجة في مستوى السمت؛

نطاق التشغيل - 8-10.5 جيجا هرتز (نطاق تشغيل جزء في المليون)؛

قطر الشبكة في القوس 760 ملم؛

يبلغ قطر الشبكات الجانبية 450 مم (في إصدار الشكل 5.1)؛

يظهر النطاق المطلوب وقطاع العرض في الشكل. 5.2.

أرز. 5. 2. متطلبات MBAFAR من حيث المدى ومجال الرؤية في مستوى سطح الأرض

مع أطوار أو اختلافات طورية متحكم فيها (إزاحات الطور) للموجات الصادرة (أو المستقبلة) بواسطة عناصرها (البواعث). يتيح لك التحكم في الطور (المراحل) ما يلي: تشكيل (مع مواقع مختلفة جدًا للبواعث) نمط الاتجاه المطلوب (النمط) للمصفوفة المرحلية (على سبيل المثال، نمط اتجاهي للغاية √ شعاع)؛ تغيير اتجاه شعاع المصفوفة المرحلية الثابتة، وما إلى ذلك. إجراء مسح سريع، وفي بعض الحالات تقريبًا بدون قصور ذاتي، √ تأرجح الشعاع (انظر، على سبيل المثال، المسح في الرادار)؛ التحكم في شكل النموذج ضمن حدود معينة - تغيير عرض الشعاع، وكثافة (مستويات) الفصوص الجانبية، وما إلى ذلك. (ولهذا الغرض، يتحكم المصفوفة المرحلية أحيانًا أيضًا في سعة موجة الباعثات الفردية). هذه الخصائص وبعض الخصائص الأخرى للمصفوفات الطورية، بالإضافة إلى القدرة على استخدام الأتمتة الحديثة ووسائل الكمبيوتر للتحكم في المصفوفات الطورية، حددت آفاقها واستخدامها على نطاق واسع في الاتصالات الراديوية والرادار والملاحة الراديوية وعلم الفلك الراديوي، وما إلى ذلك. المصفوفات المرحلية، التي تحتوي على عدد كبير من العناصر التي يمكن التحكم فيها (أحيانًا 104 أو أكثر)، هي جزء من أجهزة راديو أرضية مختلفة (ثابتة ومتحركة)، وسفن، وطيران، وفضائية. تجري حاليًا تطورات مكثفة لمواصلة تطوير نظرية وتقنية المصفوفات الطورية وتوسيع نطاق تطبيقها. هيكل الاسمية.تتنوع أشكال وأحجام وتصميمات المصفوفات الطورية الحديثة بشكل كبير؛ يتم تحديد تنوعها حسب نوع الباعثات المستخدمة وطبيعة موقعها ( أرز. 1 ). يتم تحديد قطاع المسح للمصفوفة المرحلية من خلال نمط بواعثها. في المصفوفات الطورية ذات التأرجح السريع للحزمة ذات الزاوية الواسعة، تُستخدم عادةً بواعث ضعيفة الاتجاه: هزازات متماثلة وغير متماثلة، غالبًا مع عاكس واحد أو أكثر (على سبيل المثال، في شكل مرآة مشتركة بين المصفوفة الطورية بأكملها)؛ الأطراف المفتوحة لأدلة الموجات الراديوية، والفتحة، والبوق، والهوائيات الحلزونية، والقضبان العازلة، والهوائيات الدورية اللوغاريتمية وغيرها. في بعض الأحيان، تتكون المصفوفات الطورية كبيرة الحجم من مصفوفات طورية صغيرة منفصلة (وحدات)؛ يتم توجيه نمط الأخير في اتجاه الحزمة الرئيسية للمصفوفة المرحلية بأكملها. في بعض الحالات، على سبيل المثال، عندما يكون انحراف الحزمة البطيء مقبولاً، يتم استخدام هوائيات عالية الاتجاه ذات دوران ميكانيكي كبواعث (على سبيل المثال، ما يسمى مرآة الدوران الكامل)؛ في مثل هذه المصفوفات الطورية، ينحرف الشعاع بزاوية كبيرة عن طريق تدوير جميع الهوائيات وتحديد مراحل الموجات التي تنبعث منها؛ كما يسمح الطور المرحلي لهذه الهوائيات بالتأرجح السريع لحزمة الصفيف الطورية ضمن أنماطها. اعتمادًا على الشكل المطلوب للنمط وقطاع المسح المكاني المطلوب في المصفوفة المرحلية، يتم استخدام ترتيبات نسبية مختلفة للعناصر: على طول خط (مستقيم أو قوس)؛ على سطح (على سبيل المثال، مسطح √ في ما يسمى بالمصفوفات الطورية المسطحة؛ الأسطوانية؛ الكروية) أو في حجم معين (المصفوفات الطورية الحجمية). في بعض الأحيان يتم تحديد شكل السطح الباعث للمصفوفة المرحلية √ الفتح (انظر انبعاث واستقبال موجات الراديو) من خلال تكوين الكائن الذي تم تثبيت المصفوفة المرحلية عليه (على سبيل المثال، شكل القمر الصناعي). تسمى أحيانًا PARs ذات شكل فتحة مشابه لشكل الكائن امتثاليًا. المعدلات المتساوية المسطحة منتشرة على نطاق واسع. فيها، يمكن للشعاع المسح من الاتجاه الطبيعي إلى الفتحة (كما هو الحال في الهوائي في الطور) إلى الاتجاه على طول الفتحة (كما هو الحال في هوائي الموجة المتنقلة). يتناقص معامل الاتجاه (DA) للمصفوفة ذات الطور المسطح عندما ينحرف الشعاع عن الوضع الطبيعي إلى الفتحة. لضمان المسح بزاوية واسعة (في الزوايا المكانية الكبيرة √ حتى 4 (ster) دون انخفاض ملحوظ في الكفاءة، يتم استخدام المصفوفات الطورية ذات الفتحة غير المسطحة (على سبيل المثال، الكروية) أو أنظمة المصفوفات الطورية المسطحة الموجهة في اتجاهات مختلفة المستخدمة. يتم إجراء المسح في هذه الأنظمة عن طريق إثارة الباعثات الموجهة بشكل مطابق ومراحلها. واستنادًا إلى طبيعة توزيع الباعثات في الفتحة، يتم التمييز بين المصفوفات الطورية المتساوية وغير المتساوية البعد. في المصفوفات الطورية المتساوية البعد، يتم التمييز بين المسافات بين العناصر المتجاورة هي نفسها في جميع أنحاء الفتحة بأكملها، وفي المصفوفات المسطحة ذات الطور المتساوي البعد، توجد الباعثات غالبًا في عقد شبكة مستطيلة (ترتيب مستطيل) أو في عقد شبكة مثلثة (ترتيب سداسي). عادةً ما يتم اختيار المسافات بين الباعثات في المصفوفات ذات الطور المتساوي البعد لتكون صغيرة جدًا (غالبًا ما تكون أقل من الطول الموجي العامل)، مما يجعل من الممكن تكوين نمط في قطاع المسح بفص رئيسي واحد (بدون الحد الأقصى للحيود الجانبي - تسمى الأشعة الزائفة) ومستوى منخفض من الفصوص الجانبية؛ ومع ذلك، لتشكيل شعاع ضيق (أي، في صفيف مرحلي مع فتحة كبيرة)، فمن الضروري استخدام عدد كبير من العناصر. في المصفوفات الطورية غير المتساوية، تقع العناصر على مسافات غير متساوية من بعضها البعض (يمكن أن تكون المسافة، على سبيل المثال، متغيرًا عشوائيًا). وفي مثل هذه المصفوفات الطورية، حتى على مسافات كبيرة بين الباعثات المتجاورة، من الممكن تجنب تكوين الأشعة الزائفة والحصول على نمط بفص رئيسي واحد. وهذا يسمح، في حالة الفتحات الكبيرة، بتكوين شعاع ضيق جدًا مع عدد صغير نسبيًا من العناصر؛ ومع ذلك، فإن مثل هذه المصفوفات الطورية غير المتساوية ذات الفتحة الكبيرة وعدد قليل من المرسلات لها مستوى أعلى من الفصوص الجانبية، وبالتالي، كفاءة أقل من المصفوفات الطورية التي تحتوي على عدد كبير من العناصر. في المصفوفات الطورية غير المتساوية البعد ذات المسافات الصغيرة بين المرسلات وقدرات الموجة المتساوية التي تبثها العناصر الفردية، من الممكن الحصول (نتيجة للتوزيع غير المتساوي لكثافة الإشعاع في فتحة الهوائي) على مخطط بمستوى أقل من الجانب الفصوص مما كانت عليه في المصفوفات الطورية متساوية البعد مع نفس الفتحة ونفس عدد العناصر. السيطرة على التحولات المرحلة.بناءً على طريقة تغيير إزاحات الطور، يتم تمييز المصفوفات الطورية ذات المسح الكهروميكانيكي، على سبيل المثال، عن طريق تغيير الشكل الهندسي لدليل الموجات الراديوية المثير ( أرز. 2، أ)؛ المسح الترددي، يعتمد على استخدام اعتماد تحولات الطور على التردد، على سبيل المثال بسبب طول وحدة التغذية بين الباعثات المجاورة ( أرز. 2,ب) أو تشتت الموجة في دليل الموجات الراديوية؛ مع المسح الكهربائي، يتم تنفيذه باستخدام دوائر تحويل الطور أو مبدلات الطور التي يتم التحكم فيها عن طريق الإشارات الكهربائية ( أرز. 2، ج) مع تغيير سلس (مستمر) أو تدريجي (منفصل) في تحولات الطور. تتمتع المصفوفات الطورية للمسح الكهربائي بأكبر إمكانات. إنها توفر إنشاء تحولات طورية مختلفة عبر الفتحة بأكملها ومعدل تغيير كبير في هذه التحولات مع فقدان طاقة صغير نسبيًا. في ترددات الميكروويف، تستخدم المصفوفات الطورية الحديثة على نطاق واسع مبدلات الطور من الفريت وأشباه الموصلات (بسرعة تصل إلى ميكروثانية وفقدان الطاقة بنسبة ~ 20٪). يتم التحكم في تشغيل مبدلات الطور باستخدام نظام إلكتروني عالي السرعة، والذي يتحكم في أبسط الحالات في مجموعات من العناصر (على سبيل المثال، الصفوف والأعمدة في صفائف طورية مسطحة ذات بواعث مستطيلة)، وفي الحالات الأكثر تعقيدًا، يتحكم في كل مرحلة شيفتر بشكل فردي. يمكن أن يتأرجح الشعاع في الفضاء إما وفقًا لقانون محدد مسبقًا أو وفقًا لبرنامج يتم إنشاؤه أثناء تشغيل جهاز الراديو بأكمله، والذي يتضمن مصفوفة مرحلية. ملامح بناء المصفوفة المرحلية.إثارة بواعث PAR ( أرز. 3) يتم إنتاجها إما باستخدام خطوط التغذية أو من خلال موجات الانتشار بحرية (ما يسمى بالمصفوفات الطورية شبه الضوئية)، تحتوي أحيانًا مسارات إثارة التغذية، جنبًا إلى جنب مع مبدلات الطور، على أجهزة كهربائية معقدة (ما يسمى دوائر تشكيل الشعاع) التي توفر الإثارة لجميع الباعثات من عدة مدخلات، مما يسمح لك بإنشاء حزم مسح تتوافق مع هذه المدخلات في الفضاء في وقت واحد (في مصفوفات مرحلية متعددة الحزم). تتكون المصفوفات الطورية شبه الضوئية أساسًا من نوعين: تمريري (عدسة) حيث يتم إثارة مبدلات الطور والبواعث الرئيسية (بمساعدة بواعث مساعدة) عن طريق موجات تنتشر من مصدر تغذية مشترك، وعاكسة - الرئيسية و يتم دمج الباعثات المساعدة، ويتم تركيب عاكسات عند مخرجات مبدلات الطور. تحتوي المصفوفات الطورية شبه الضوئية متعددة الحزم على عدة مشععات، لكل منها شعاع خاص بها في الفضاء. في بعض الأحيان يتم استخدام أجهزة التركيز (المرايا والعدسات) في المصفوفات الطورية لتشكيل الأنماط. أحيانًا ما تسمى المصفوفات الطورية التي تمت مناقشتها أعلاه بالخاملة. تتمتع المصفوفات الطورية النشطة بأكبر إمكانات التحكم في الخصائص، حيث يتم توصيل جهاز إرسال أو جهاز استقبال يتم التحكم فيه بالطور (أحيانًا يتم التحكم في السعة) بكل باعث أو وحدة ( أرز. 4). يمكن إجراء التحكم في الطور في المصفوفات الطورية النشطة في مسارات التردد المتوسطة أو في دوائر الإثارة للمرسلات المتماسكة، والمذبذبات المحلية للمستقبل، وما إلى ذلك. وبالتالي، في المصفوفات الطورية النشطة، يمكن لمبدلات الطور أن تعمل في نطاقات موجية مختلفة عن نطاق تردد الهوائي؛ في بعض الحالات، لا تؤثر الخسائر في مبدلات الطور بشكل مباشر على مستوى الإشارة الرئيسية. إن إرسال المصفوفات الطورية النشطة يجعل من الممكن إضافة قوى الموجات الكهرومغناطيسية المتماسكة الناتجة عن أجهزة الإرسال الفردية إلى الفضاء. عند استقبال المصفوفات الطورية النشطة، تسمح المعالجة المشتركة للإشارات التي تستقبلها العناصر الفردية بالحصول على معلومات أكثر اكتمالاً حول مصادر الإشعاع. ونتيجة للتفاعل المباشر بين الباعثات مع بعضها البعض، فإن خصائص المصفوفة المرحلية (تنسيق الباعثات مع المغذيات المثيرة، والاتجاهية، وما إلى ذلك) تتغير عندما تتأرجح الحزمة. لمكافحة الآثار الضارة للتأثير المتبادل للبواعث في المصفوفات الطورية، يتم أحيانًا استخدام طرق خاصة للتعويض عن الاقتران المتبادل بين العناصر. آفاق تطوير المصفوفات المرحلية.تشمل أهم الاتجاهات لمواصلة تطوير نظرية وتقنية إشعاع المصفوفة المرحلية ما يلي:

إدخال المصفوفات الطورية على نطاق واسع مع عدد كبير من العناصر في أجهزة الهندسة الراديوية، وتطوير أنواع جديدة من العناصر، ولا سيما المصفوفات الطورية النشطة؛

تطوير أساليب لبناء صفائف طورية ذات فتحات كبيرة، بما في ذلك صفائف طورية غير متساوية البعد ذات هوائيات عالية الاتجاه تقع داخل نصف الكرة الأرضية بأكمله (التلسكوب الراديوي العالمي)،

مواصلة تطوير الأساليب والوسائل التقنية لإضعاف الآثار الضارة للاتصال المتبادل بين عناصر المصفوفة المرحلية؛

تطوير نظرية التوليف وطرق تصميم آلة المصفوفات المرحلية؛

تطوير النظرية وتنفيذ طرق جديدة لمعالجة المعلومات التي تتلقاها عناصر المصفوفة المرحلية واستخدام هذه المعلومات للإدارة

المصفوفات المرحلية، على وجه الخصوص بالنسبة للعناصر المرحلية التلقائية (المصفوفات المرحلية الذاتية) وتغيير شكل النموذج، على سبيل المثال، خفض مستوى الفصوص الجانبية في الاتجاهات نحو مصادر التداخل (المصفوفات المرحلية التكيفية)؛

تطوير طرق للتحكم في الحركة المستقلة للحزم الفردية في المصفوفات الطورية متعددة الحزم.

مضاءة: Vendik O. G.، هوائيات ذات حركة شعاع غير ميكانيكية، M.، 1965؛ أنظمة هوائي المسح بالموجات الدقيقة، العابرة. من الإنجليزية، المجلد 1√3، م، 1966√71.

إم بي زاكسون.

ويكيبيديا

هوائي صفيف مرحلي (الاسمية) - صفيف هوائي، يتم تنظيم اتجاه الإشعاع وشكل مخطط الإشعاع المقابل له عن طريق تغيير توزيع طور السعة للتيارات أو مجالات الإثارة على العناصر المشعة.

عنصر مشع- أحد مكونات مصفوفة هوائي أو هوائي أو مجموعة هوائيات ذات إثارة نسبية معينة. في مصفوفة الهوائي، يتشكل مخطط الإشعاع المطلوب بسبب التداخل المنظم خصيصًا للموجات الكهرومغناطيسية المنبعثة في الفضاء بواسطة عناصرها المشعة. للقيام بذلك، توفير ما يلزم توزيع مرحلة السعة- السعات النسبية اللازمة والمراحل الأولية للتيارات المتناوبة أو مجالات الإثارة لكل عنصر مشع في صفيف الهوائي. اختلاف على مراحلصفيف الهوائي هو أن توزيع طور السعة ليس ثابتًا، ويمكن تعديله بواسطة صفيف الهوائي في قطاع معين من الفضاء ( مجموعة هوائيات شعاعية ممسوحة ضوئيًا كهربائيًاكبديل لهوائي المسح الميكانيكي، أي بديل لهوائي دوار ميكانيكيًا) أو تغيير شكل مخطط الإشعاع.

هذه الخصائص وبعض الخصائص الأخرى للمصفوفات الطورية، بالإضافة إلى القدرة على استخدام الوسائل الحديثة للأتمتة وتكنولوجيا الكمبيوتر للتحكم في المصفوفات الطورية، حددت آفاقها واستخدامها على نطاق واسع في الاتصالات الراديوية والرادار والملاحة الراديوية وعلم الفلك الراديوي، وما إلى ذلك. يتم تضمين المصفوفات التي تحتوي على عدد كبير من العناصر الخاضعة للرقابة في أنظمة الراديو الأرضية والسفن والطيران والفضائية المختلفة. تجري حاليًا تطورات مكثفة لمواصلة تطوير نظرية وتقنية المصفوفات الطورية وتوسيع نطاق تطبيقها.