위상 배열이란 무엇입니까?

위상 배열은 일반적으로 공중 전파의 전송을 기반으로하는 레이더와 관련된 전자파 감지 시스템 유형입니다. 또한 음파를 이용한 물체의 수중 스캐닝을위한 소나 개념을 기반으로 구축 될 수 있으며 2011 년 현재 광파 전선을 사용하여 연구되고 있습니다. 이 개념은 이전 버전의 무선 안테나를 기반으로하며 물체의 전파 반사가 물체의 위치 및 이동 방향을 결정하는 데 사용되는 동일한 기본 원리를 따릅니다. 위상 배열 레이더와 표준 레이더 접시의 주요 차이점은 하늘을 가로 질러 이동하는 물체를 스캔하기 위해 위상 시스템을 물리적으로 이동하거나 회전 할 필요가 없다는 것입니다.

레이더 신호는 제한된 투사 각도를 벗어난 효과가 감소하므로 초기 접시 안테나는 선을 따라 배치되어 하늘의 전체 시야를 확장합니다. 이것의 가장 초기 형태 중 하나는 냉전 기간 동안 개발되었으며 북극과 캐나다의 미국 먼 초기 경고 (DEW) 레이더 설치 라인으로 알려진 단계별 배열 기술 그 자체였습니다. 위상 배열 기술이 1958 년에 완성되었을 때, 러시아는 1960 년대 초에 북대서양 조약기구 (NATO)에 의해 개집, 캣 하우스 및 헨 하우스의 설치로 코드 명이 명명 된 최초의 작업 위상 시스템 버전 중 하나를 개발했습니다. 이 장비는 레이더 시설로 구성되어 러시아 국경 지역의 3 분의 1을 효과적으로 탐지하여 들어오는 미사일 공격을 유럽과 접할 수 있었으며 자동화 된 핵 미사일 요격 시스템과 함께 가능한 모든 목표물을 파괴했습니다.

2006 년 현재 가장 진보 된 위상 배열 레이더 시스템은 미군에 의해 개발 된 SBX (Sea-Based X-Band Radar)로, 지구 주변의 대기 또는 우주를 통해 비행 중에 탄도 미사일 및 기타 빠르게 움직이는 물체를 추적합니다. SBX에는 각각 무선 신호를 전송하는 개별 안테나 인 45,000 개의 방사 소자가 포함되어 있습니다. SBX는 각 안테나 신호의 정확한 타이밍과 가장 가까운 인접 신호와 어떻게 겹치는지를 통해 FOV (Field of View)를 가로 질러 움직이는 물체를 능동적으로 스캔 할 수있는 웨이브 프론트를 생성 할 수 있습니다. 여기에는 120 °에 이르는 원뿔형 공간이 포함되므로 SBX 시스템에는 4 개의 레이더 장치가 통합되어 지구의 전체 반구를 동시에 덮습니다.

레이더 시스템을위한 위상 배열 기술은 매우 복잡하며 빠르고 안정적인 컴퓨터 제어가 필요합니다. SBX 시스템은 0.000020 초마다 한 번 또는 20 마이크로 초마다 한 번 전체 레이더 빔의 방향을 변경해야 효과적입니다. 이는 기존의 연결된 레이더에 비해 고급 위상 배열 시스템을 매우 비싸게 만들며 SBX 시스템의 가격은 거의 $ 900,000,000 US 달러 (USD)입니다.

보다 적당한 형태의 위상 어레이 기술은 의료 이미징에 사용되는 위상 어레이 초음파 및 금속 구조물 내부의 결함을 스캔하는 것을 포함한다. 음파가 겹쳐져 전체 신호를 향상시키고 스캔 방향을 변경하여 내부 기능을 찾습니다. 이러한 장비에 사용되는 위상 배열 변환기는 이미지의 품질을 향상시키기 위해 4 ~ 32 개의 그룹으로 활성화되는 16 ~ 256 개의 개별 전송 음파 프로브를 가지고 있습니다.

PAO (Phase Array Optics)는 2011 년 현재 이론적이지만 실제 세계와 육안으로 구분할 수없는 3 차원 홀로그램 풍경을 생성 할 수있는 능력에 대해 연구되고 있습니다. 이 기술은 전파와 마찬가지로 빛 자체의 자연 파장보다 작은 레벨에서 구조적이고 파괴적인 간섭을 위해 광파를 조작 할 수 있어야합니다. 이를 위해 필요한 시스템에는 신호의 빠른 처리를위한 고급 컴퓨터와 각 광 파장의 조작시기 및 방법을 제어하는 ​​공간 광 변조기 (SLM)가 포함됩니다. 21 세기 중반까지 그러한 PAO 시스템이 가능할 것으로 예상된다.