Kas ir fāzu masīvs?

Fāzēts bloks ir elektromagnētisko viļņu noteikšanas sistēma, kas parasti ir saistīta ar radaru, kuras pamatā ir gaisa radioviļņu pārraide. To var veidot arī uz sonāra koncepcijas objektu zemūdens skenēšanai ar skaņas viļņiem, un tas tiek pētīts no 2011. gada, izmantojot arī optisko viļņu frontes. Koncepcija ir balstīta uz agrākām radio antenu versijām un ievēro to pašu pamatprincipu, kur radioviļņu atstarošana no objektiem tiek izmantota, lai noteiktu to atrašanās vietu un kustības virzienu. Galvenā atšķirība starp fāzētu masīvu radaru un standarta radara šķīvi ir tāda, ka fāzētai sistēmai nav fiziski jāpārvieto vai jāpagriež, lai skenētu objektu, kas ceļo pa debesīm.

Radara signālu efektivitāte samazinās ārpus ierobežota projekcijas leņķa, tāpēc agrīnā šķīvju antena tika novietota gar līniju, lai paplašinātu to vispārējo skatu uz debesīm. Viena no agrākajām tās formām attīstījās aukstā kara laikā un bija pirms pašas fāzu bloku tehnoloģijas, kas pazīstama kā ASV Distant Early Warning (DEW) radaru iekārtu līnija Arktikā un Kanādā. Kad 1958. gadā tika pilnveidota fāzu masīvu tehnoloģija, Krievija 1960. gadsimta XNUMX. gadu sākumā izstrādāja vienu no pirmajām funkcionējošu fāzu sistēmu versijām, ko Ziemeļatlantijas līguma organizācija (NATO) nosauca par suņu būdām, kaķu mājām un vistu mājām. Iekārtas sastāvēja no radaru iekārtām, kas varēja efektīvi skenēt vismaz vienu trešdaļu no Krievijas robežas, kur tā robežojas ar Eiropu, lai noteiktu ienākošos raķešu uzbrukumus, kā arī automatizētas kodolraķešu pārtvērēju sistēmas, lai iznīcinātu visus iespējamos mērķus.

2006. gadā vismodernākā fāzētu bloku radaru sistēma ir jūras bāzes radars X-Band Radar (SBX), ko izstrādāja ASV militārpersonas, lai izsekotu ballistiskajām raķetēm un citiem ātri kustīgiem objektiem lidojuma laikā caur atmosfēru vai Zemi apkārtējo telpu. SBX satur 45,000 120 izstarojošus elementus, kas ir atsevišķa antena, no kurām katrs pārraida radio signālu. Precīzs katra antenas signāla laiks un tas, kā tas pārklājas ar tuvākajiem kaimiņiem, ļauj SBX izveidot viļņu fronti, kas var aktīvi skenēt objektus, kas pārvietojas pāri tā skata laukam (FOV). Tas ietver telpas konusu, kas aptver XNUMX°, tāpēc SBX sistēmā ir iekļautas četras radara vienības, kas vienlaikus aptver visu zemeslodes puslodi.

Fāzu bloku tehnoloģija radaru sistēmām ir ļoti sarežģīta, un tai ir nepieciešama ātra un uzticama datora vadība. SBX sistēmai ir jāmaina vispārējā radara stara virziens reizi 0.000020 sekundēs vai reizi 20 mikrosekundēs, lai tā būtu efektīva. Tas padara uzlabotās fāzētu masīvu sistēmas ļoti dārgas, salīdzinot ar tradicionāli savienotajiem radariem, jo ​​SBX sistēmas pabeigšana maksā gandrīz 900,000,000 XNUMX XNUMX ASV dolāru (USD).

Pieticīgāki fāzētu masīvu tehnoloģiju veidi ietver fāzētu masīvu ultraskaņu, ko izmanto medicīniskajā attēlveidošanā un metāla konstrukciju iekšējo defektu skenēšanai. Skaņas viļņi pārklājas, lai uzlabotu kopējo signālu un mainītu tā skenēšanas virzienu, lai meklētu iekšējās iezīmes. Šādās iekārtās izmantotajam fāzētajam bloka devējam ir no 16 līdz 256 atsevišķi raidošas skaņas viļņu zondes, kas tiek aktivizētas grupās pa 4 līdz 32, lai uzlabotu attēla kvalitāti.

Phased Array Optics (PAO), lai arī 2011. gadā tā bija tikai teorētiska, tiek pētīta, lai noskaidrotu, vai tai vajadzētu radīt trīsdimensiju hologrāfiskas ainavas, kuras ar neapbruņotu aci nevarētu atšķirt no reālās pasaules. Tehnoloģijai būtu jāspēj manipulēt ar gaismas viļņiem, lai radītu konstruktīvus un destruktīvus traucējumus, kā tas tiek darīts ar radioviļņiem, tādā līmenī, kas ir mazāks par pašas gaismas dabisko viļņa garumu. Sistēmas, kas būtu nepieciešamas, lai to izdarītu, ietvertu modernus datorus ātrai signālu apstrādei un telpiskās gaismas modulatoru (SLM), lai kontrolētu, kad un kā tiek manipulēts ar katru gaismas viļņa garumu. Prognozes liecina, ka līdz 21. gadsimta vidum šādas PAO sistēmas būs iespējamas.