آشنایی با رادار آرایه فازی
رادار آرایه فازی 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 نمی باشد.رادار 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.
رادارها از جمله تجهیزاتی هستند که کاربردهای متنوع و مختلفی دارند. رادار یک دستگاه رادیویی است که برای مشاهده اجسام و اندازه‌گیری برخی ویژگی‌های آنها به وسیله امواج الکترومغناطیسی به کار می‌رود. مثلا کاربران نظامی یا کاربران کنترل ترافیک هوایی از آن برای کنترل و هدایت مسیر هواپیماها روی زمین و یا در آسمان استفاده می‌کنند، ایستگاه‌های هواشناسی از رادارها جهت پیگرد و شناسایی مسیر حرکت ابرها و توفان‌ها یا گردبادهای مختلف استفاده می‌کنند. رادارها با توجه به نوع استفاده و محل بکارگیری، دارای انواع مختلفی هستند که یکی از پیشرفته‌ترین و قدرتمندترین انواع آن نوع آرایه فازی است که یک تکنولوژی نوین و در حقیقت انقلابی در صنعت الکترونیک هوایی به حساب می‌آید. از ویژگی‌های آنتن‌های آرایه فازی، امکان دستیابی به پترن‌های دایرکتیو (لوب اصلی باریک) و تغییر جهت لوب اصلی آنتن است؛ ویژگی‌ای که در رادارهایی که وقتی آنتن قادر به حرکت‌های مکانیکی نیست، امکان اسکن کردن محیط وسیعی را برای آن فراهم می‌آورد. در فرکانس های بالا، برای اکثر آنتن‌ها، الگوی تابش به شکل ایزوتروپیک نزدیک می‌شود که برای حصول الگوهای تابش دایرکتیو، آرایه فازی کردن، برای طیف وسیعی از انواع آنتن ها مفید خواهد بود.
نمونه ای از یک رادار خارجی آرایه فازی
به طور کلی می توان فرستنده-گیرنده‌های آرایه فازی را به دو دسته تقسیم کرد: انواعی که اساس عملکردشان در حوزه زمان و بر اساس تاخیرهای زمانی است و نوع دیگر، در حوزه فرکانس. این دسته از آنتن ها در سیستم های راداری هواپیماها کاربرد گسترده ای دارد که البته هزینه طراحی آنها نسبت به انواع دیگر، بیشتر است. در رادارهای آرایه فازی یک بعدی، المنت‌های فرستنده و گیرنده در یک ردیف و در آرایه فازی دو بعدی، در چندین ردیف کنار هم چیده می‌شوند. یک آرایه آنتن در حقیقت عبارت است از سیستم تشعشعی که شامل چندین تشعشع کننده یا عنصر تکی است. این عناصر در یک آرایه در کنار هم قرار دارند که هریک در میدان القائی بقیه واقع می‌شوند. بنابراین بر روی هم اثر گذاشته و یک پرتو کلی ایجاد می‌کنند که به صورت جمع برداری تک تک پرتوها حاصل می‌شود. این رادارها تعداد زیادی المان فرستنده و گیرنده را در کنار یکدیگر دارند که هر یک از آنها در واقع یک رادار کوچک هستند که در مجموع با عملکرد هماهنگ قابلیت‌های ویژه رادارهای آرایه فازی نظیر توانایی شاسایی همزمان ده ها و حتی صدها هدف که در فواصل و ارتفاعات مختلفی در پهنه آسمان توزیع شده اند را بوجود می‌آورند. در این رادارها به جای گردش آنتن رادار، امواج به چرخش در می‌آیند. از مشخصات این گونه رادارها اسکن بسیار سریع محیط اطراف (در حد میلی ثانیه)، قابلیت هدایت چندین موشک به سمت هدف، مقاومت بالا علیه اقدامات ضد الکترونیک و کشف بسیار مشکل محل رادار توسط سیستم‌های الکترونیکی گیرنده و هشدار راداری است که در نمونه اکتیو این رادارها قادرند تا 1000 بار درثانیه تغییر فاز بدهند. این رادارها که قادرند پرتوهای انرژی رادار با پهنای متفاوت را در کسری از ثانیه در سطحی بسیار وسیع گسیل دهند، در برابر موشکهای کروز حساسیت خوبی دارند و در واقع در هر زمان می‌توانند پالس‌های راداری کوتاه، باریک و دقیقی ارسال کنند که کشف آنها بسیار مشکل است. تئوری آرایه فازی به طور وسیعی در کاربردهای نظامی، پزشکی، ارتباطات و غیره به کار گرفته می شود. در کاربرد های نظامی، این آنتن ها قادر به 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 رادارهای پسیو که نیازمند یک حرکت مکانیکی هستند، میسر نیست.
آنتن های آرایه فازی اکتیو به طور گسترده توسط ارتش‌های کشورهای پیشرفته بر روی هواپیماها و رزم ناوها و پایگاه‌های زمینی و متحرک و نیز در رادارهای رهگیری موشک های بالستیک به کار گرفته می شود.ساخت و بکارگیری در ایران
در ایران نیز با تلاش و همت متخصصان صنایع دفاعی و الکترونیک، انواع راداهای آرایه فازی ساخته و برخی از آنها نیز پیش از این در سامانه های دفاعی ازجمله ناوشکن بومی جماران و پروژه موج 2 نصب و بکارگیری شدند.
نمونه‌ای از یک رادار ساخت وزارت دفاع با مشخصات آرایه فازی در بازدید فرمانده معظم کل قوا
پیش از این، سردار احمد وحیدی وزیر سابق دفاع و پشتیبانی نیروهای مسلح نیز گفته بود: ما در سال‌های قبل از انقلاب و یا بعد از آن کار خاصی در این حوزه (رادار) نکردیم و دچار نوعی عقب‌افتادگی بودیم اما در سال‌های اخیر کارهای خوبی شده و ما با جهش‌هایی روبرو شدیم به گونه‌ای که امروز جمهوری اسلامی ایران در زمینه رادارهای آرایه‌فازی که از پیشرفته‌ترین و دقیق‌ترین رادارهای دنیاست حرف برای گفتن دارد. وزیر سابق دفاع همچنین با بیان اینکه ما در حوزه رادارهای آرایه فازی در باند S به اهداف خود رسیده‌ایم و در باند X نیز آخرین گام‌‌های خود را طی می‌کنیم، وعده داده بود که بخشی از رادارهای برای کشف ماهواره‌ها که از الگوی آرایه‌فازی پیروی می‌کند، ساخته شده که در آینده این رادارها نیز عملیاتی خواهند شد.
کاربرد و نوع کار
رادارهاي آرايه فازي قادر به هدايت چندين موشك بر عليه چندين هدف در يك زمان هستند و چون در كسري از ثانيه تغيير فاز ميدهند شناسائي منبع پرتو براي دشمن كاري بسيار مشكل است . از اينروي قابليت بقاپذيري يك جنگنده را در ميدان نبرد به ميزان چشمگيري افزايش ميدهند. رادارهاي آرايه فازي در طيف وسيعي به كار گرفته شده اند از جمله:
- نصب بر روي جنگنده ها
- ناوها
- رادارهاي رهگيري موشكهاي بالستيكي
رادار آرایه فازی اکتیو اف-22 رپتور
رادار آرایه فازی استفاده شده در جنگنده F/A-18A
پاسخ با نقل قول