Hva er en faset array?

Et faset utvalg er en type elektromagnetisk bølgedeteksjonssystem vanligvis assosiert med radar som er basert på overføring av luftbårne radiobølger. Det kan også bygges på konseptet sonar for undervannsskanning av objekter med lydbølger, og blir forsket på fra 2011 med også optiske bølgefronter. Konseptet er basert på tidligere versjoner av radioantenne og følger det samme grunnleggende prinsippet der refleksjon av radiobølger av objekter brukes til å bestemme deres plassering og bevegelsesretning. Den primære forskjellen mellom en faset arrayradar kontra en standard radarrett er at et faset system ikke trenger å beveges eller roteres fysisk for å skanne et objekt som beveger seg over himmelen.

Radarsignaler reduseres i effektivitet utenfor en begrenset projeksjonsvinkel, så tidlig antenne ble plassert langs en linje for å utvide det generelle synet på himmelen. En av de tidligste formene for dette utviklet seg under den kalde krigen og gikk forut for faset array-teknologi, kjent som US Distant Early Warning (DEW) Line of radarinstallations in Arctic and Canada. Da fasesystemteknologi ble perfeksjonert i 1958, utviklet Russland en av de første versjonene av fungerende fasede systemer på begynnelsen av 1960-tallet, kodenavnet av Nordatlantiske traktatorganisasjon (NATO) som installasjonene av Dog House, Cat House og Hen House. Utstyret besto av radarinstallasjoner som effektivt kunne skanne minst en tredjedel av den russiske grensen der det grenset til Europa for innkommende missilangrep, sammen med automatiserte kjernemissiloppfangersystemer for å ødelegge eventuelle mål.

Det mest avanserte fase-radarsystemet fra 2006 er den Sea-Based X-Band Radar (SBX) utviklet av det amerikanske militæret for å spore ballistiske missiler og andre hurtig bevegelige gjenstander i flukt gjennom atmosfæren eller rommet rundt jorden. SBX inneholder 45 000 utstrålende elementer som er individuell antenne som hver sender et radiosignal. Presis tidspunkt for hvert antennesignal og hvordan det overlapper med sine nærmeste naboer gjør at SBX kan lage en bølgefront som aktivt kan skanne objekter som beveger seg over FOV-synsfeltet. Dette omfatter en romkjegle som spenner over 120 °, slik at SBX-systemet har fire radarenheter for å dekke en hel halvkule av kloden samtidig.

Faset array-teknologi for radarsystemer er veldig kompleks og krever datakontroller som er raske og pålitelige. SBX-systemet må endre retningen på den totale radarstrålen en gang hvert 0.000020. sekund, eller en gang hvert 20. mikrosekund for å være effektiv. Dette gjør avanserte fasede systemer svært dyre sammenlignet med tradisjonelt koblede radarer, med SBX-systemet som koster nesten $ 900.000.000 amerikanske dollar (USD) å fullføre.

Mer beskjedne typer faset array-teknologi inkluderer ultralydfasearray som brukes i medisinsk avbildning og for å skanne det indre av metallkonstruksjoner for defekter. Lydbølger er overlappet for å forbedre det totale signalet og endre skanneretningen for å se etter interiørfunksjoner. Den fasede array-transduseren som brukes i slikt utstyr, har fra 16 til 256 individuelt overførende lydbølgesonder som aktiveres i grupper fra 4 til 32 for å forbedre bildekvaliteten.

Phosed Array Optics (PAO), men bare teoretisk fra og med 2011, forskes på evnen til å produsere tredimensjonale holografiske landskap som ikke kan skilles med det blotte øye fra den virkelige verden. Teknologien må være i stand til å manipulere lysbølger for konstruktiv og destruktiv interferens, som det gjøres med radiobølger, på et nivå som er mindre enn den naturlige bølgelengden til selve lyset. Systemene som ville være nødvendige for å gjøre dette vil omfatte avanserte datamaskiner for rask prosessering av signalene og en romlig lysmodulator (SLM) for å kontrollere når og hvordan hver bølgelengde av lys ble manipulert. Anslagene er at slike PAO-systemer vil være mulig ved midten av det 21. århundre.