Co to jest tablica etapowa?
Układ fazowy to rodzaj systemu wykrywania fal elektromagnetycznych zwykle kojarzonego z radarem, który opiera się na transmisji fal radiowych w powietrzu. Można go również zbudować na koncepcji sonaru do podwodnego skanowania obiektów za pomocą fal dźwiękowych. Od 2011 r. Jest on również badany przy użyciu frontów fal optycznych. Koncepcja opiera się na wcześniejszych wersjach anteny radiowej i opiera się na tej samej podstawowej zasadzie, w której odbicie fal radiowych od obiektów jest wykorzystywane do określania ich położenia i kierunku ruchu. Podstawowa różnica między radarem z fazowanym układem a standardową anteną radarową polega na tym, że system fazowy nie musi być fizycznie przesuwany ani obracany, aby skanować obiekt przemieszczający się po niebie.
Sygnały radarowe tracą skuteczność poza ograniczonym kątem projekcji, dlatego wczesne anteny satelitarne zostały umieszczone wzdłuż linii, aby rozszerzyć ich ogólny widok nieba. Jedna z najwcześniejszych form tego typu opracowana podczas zimnej wojny i poprzedzająca samą technologię fazowania, znana jako amerykańska linia instalacji radarowych w odległym okresie wczesnego ostrzegania (DEW) w Arktyce i Kanadzie. Gdy w 1958 r. Udoskonalano technologię technologii fazowania, Rosja opracowała jedną z pierwszych wersji działających systemów fazowych na początku lat 60. XX wieku, o nazwie kodowej Organizacji Traktatu Północnoatlantyckiego (NATO) jako instalacje Dog House, Cat House i Hen House. Sprzęt składał się z instalacji radarowych, które mogły skutecznie skanować co najmniej jedną trzecią rosyjskiej granicy, gdzie graniczył z Europą w poszukiwaniu nadchodzących ataków rakietowych, wraz ze zautomatyzowanymi systemami przechwytującymi pociski nuklearne w celu zniszczenia wszelkich możliwych celów.
Najbardziej zaawansowanym systemem radarowym z fazowanym układem od 2006 roku jest morski radar X-Band (SBX) opracowany przez wojsko USA w celu śledzenia pocisków balistycznych i innych szybko poruszających się obiektów w locie przez atmosferę lub przestrzeń otaczającą Ziemię. SBX zawiera 45 000 elementów promieniujących, które są indywidualnymi antenami, z których każdy przesyła sygnał radiowy. Dokładne taktowanie każdego sygnału anteny i sposób, w jaki zachodzi on na najbliższych sąsiadów, pozwala SBX stworzyć przód fali, który może aktywnie skanować obiekty poruszające się w jego polu widzenia (FOV). Obejmuje to stożek o przestrzeni 120 °, więc system SBX zawiera cztery jednostki radarowe do jednoczesnego pokrycia całej półkuli globu.
Technologia układów fazowych dla systemów radarowych jest bardzo złożona i wymaga sterowania komputerowego, które jest szybkie i niezawodne. System SBX musi zmieniać kierunek ogólnej wiązki radaru raz na 0,000020 sekundy lub co 20 mikrosekund, aby był skuteczny. To sprawia, że zaawansowane systemy macierzy fazowej są bardzo drogie w porównaniu z tradycyjnie połączonymi radarami, a ukończenie systemu SBX kosztuje prawie 900 000 000 USD.
Bardziej skromne typy technologii z matrycą fazową obejmują ultradźwięki z matrycą fazową stosowane w obrazowaniu medycznym oraz do skanowania wnętrza metalowych struktur pod kątem wad. Fale dźwiękowe nakładają się na siebie, aby poprawić ogólny sygnał i zmienić kierunek skanowania w celu wyszukania funkcji wewnętrznych. Przetwornik z układem fazowym stosowany w takim sprzęcie ma od 16 do 256 indywidualnie transmitujących sond fal dźwiękowych, które są aktywowane w grupach od 4 do 32 w celu poprawy jakości obrazu.
Phasing Array Optics (PAO), choć tylko teoretyczny od 2011 r., Jest badany pod kątem zdolności do tworzenia trójwymiarowych holograficznych krajobrazów, które byłyby nie do odróżnienia gołym okiem od rzeczywistego świata. Technologia musiałaby być w stanie manipulować falami świetlnymi pod kątem konstruktywnych i destrukcyjnych zakłóceń, tak jak dzieje się to w przypadku fal radiowych, na poziomie mniejszym niż naturalna długość fali samego światła. Systemy, które byłyby do tego niezbędne, obejmowałyby zaawansowane komputery do szybkiego przetwarzania sygnałów oraz przestrzenny modulator światła (SLM) do kontrolowania, kiedy i jak manipulowana jest każda długość fali światła. Prognozy mówią, że do połowy XXI wieku takie systemy PAO będą możliwe.