آرایه شکاف دار فعال (Active Phased Array)، در فیزیک (Physics)
انواع آنتن ها (Antenna) را در آموزش زیر شرح دادیم :
آرایه شکاف دار فعال (Active Phased Array) :
آرایه شکاف دار فعال (Active Phased Array) که با نام AESA (Active Electronically Scanned Array) نیز شناخته می شود، پیشرفته ترین نوع آرایه هم فاز است. در این آرایه، هر المان آنتن (یا گروه کوچکی از المان ها) دارای ماژول فرستنده/گیرنده (T/R Module) اختصاصی خود است. این ماژول شامل تقویت کننده توان (PA) برای ارسال، تقویت کننده کم نویز (LNA) برای دریافت، شیفتر فاز، و گاهی تضعیف کننده (Attenuator) است.
مزیت اصلی آرایه فعال نسبت به آرایه غیرفعال (Passive Phased Array) که در آن یک فرستنده/گیرنده مرکزی وجود دارد و توان توسط شیفترهای فاز غیرفعال بین المان ها توزیع می شود، عملکرد بسیار بالاتر، قابلیت اطمینان بیشتر، و انعطاف پذیری فوق العاده است. در AESA، هر ماژول T/R می تواند به طور مستقل کنترل شود، بنابراین آرایه می تواند همزمان چندین وظیفه (مانند جستجو، ردیابی، و ارتباط) را انجام دهد.
AESAها می توانند پرتو را با سرعت بسیار بالا (در حد میکروثانیه) اسکن کنند، بهره بسیار بالایی داشته باشند، و در برابر خرابی المان ها مقاوم باشند (graceful degradation). اگر چند ماژول T/R از کار بیفتند، آرایه هنوز می تواند کار کند، فقط بهره کمی کاهش می یابد.
چالش اصلی در طراحی AESA، مدیریت توان و حرارت است. هر ماژول T/R توان قابل توجهی مصرف می کند و گرمای زیادی تولید می کند. بنابراین، سیستم خنک کننده پیچیده ای (معمولا خنک کننده مایع) مورد نیاز است. همچنین هزینه ساخت این آرایه ها بسیار بالاست.
کاربرد اصلی AESA در رادارهای نظامی پیشرفته (مانند رادارهای هواپیماهای F-22، F-35، و ناوشکن ها) است. همچنین در رادارهای هواشناسی پیشرفته و برخی سیستم های مخابراتی با کارایی بالا نیز استفاده می شود. AESA را می توان اوج فناوری آنتن های آرایه ای دانست.
