آرایه خطی یکنواخت (Uniform Linear Array)، در فیزیک (Physics)
انواع آنتن ها (Antenna) را در آموزش زیر شرح دادیم :
آرایه خطی یکنواخت (Uniform Linear Array) :
آرایه خطی یکنواخت (Uniform Linear Array - ULA) ساده ترین و اساسی ترین نوع آرایه آنتنی است. در این آرایه، المان های تشعشع کننده (که می توانند انواع مختلفی از آنتن ها باشند) با فاصله یکسان
\[ d \]از یکدیگر روی یک خط مستقیم قرار گرفته اند. دامنه تغذیه همه المان ها یکسان و فاز آنها نیز معمولا یکسان (آرایه هم فاز) یا با یک شیب خطی (برای هدایت پرتو) است.
اصل عملکرد آرایه خطی بر اساس تداخل امواج حاصل از المان ها است. اگر امواج در یک جهت خاص هم فاز باشند، یکدیگر را تقویت کرده و یک گلبرگ اصلی تشکیل می دهند. اگر در جهت دیگری اختلاف فاز داشته باشند، یکدیگر را تضعیف می کنند. با کنترل فاز هر المان (با استفاده از شیفترهای فاز)، می توان جهت این گلبرگ اصلی را تغییر داد (اسکن پرتو).
الگوی تشعشعی یک آرایه خطی یکنواخت حاصل ضرب الگوی یک المان (الگوی المان) در الگوی آرایه (Array Factor) است. الگوی آرایه برای یک آرایه خطی یکنواخت با
\[ N \]المان و فاصله
\[ d \]به صورت
\[ AF(\theta) = \frac{\sin(N\psi/2)}{N\sin(\psi/2)} \]است، که
\[ \psi = kd\cos\theta + \beta \]،
\[ \beta \]اختلاف فاز بین المان ها و
\[ \theta \]زاویه نسبت به محور آرایه است.
با افزایش تعداد المان ها، گلبرگ اصلی باریک تر و بهره بالاتر می رود. با افزایش فاصله
\[ d \]، گلبرگ اصلی باریک تر می شود، اما اگر
\[ d \]از
\[ \lambda/2 \]بیشتر شود، گلبرگ های مزاحم (Grating Lobes) ظاهر می شوند که شبیه گلبرگ اصلی در جهات دیگر هستند. بنابراین، فاصله استاندارد معمولا
\[ d = \lambda/2 \]انتخاب می شود.
کاربردهای آرایه خطی یکنواخت بسیار گسترده است: رادارهای آرایه فازی، آنتن های هوشمند در مخابرات سلولی، جهت یابی رادیویی، و سونارها. این آرایه پایه ای برای درک آرایه های پیچیده تر مانند آرایه های صفحه ای و دایره ای است.
