موضوع مقاله: آرایه اسکن الکترونیکی فعال | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # آرایه اسکن الکترونیکی فعال | مقدمه: آرایه اسکن الکترونیکی فعال و به‌طور خلاصه AESA، نوعی آنتن آرایه فازی است، و آن یک آرایه آنتن کنترل شده توسط رایانه است که می‌تواند پرتو امواج رادیویی را به صورت الکترونیکی به سمت دلخواه متمرکز کند بدون اینکه آنتن‌ها را حرکت فیزیکی دهد. | ## بخش 1: آرایه اسکن الکترونیکی فعال | در AESA، هر المان آنتن به یک ماژول گیرنده/فرستنده (TRM) حالت-جامد کوچک متصل شده‌است که تحت کنترل یک رایانه می‌باشد و اعمال گیرنده و فرستنده را برای آنتن انجام می‌دهد. این موضوع با آرایه فازی اسکن الکترونیکی منفعل (PESA) درتضاد است، که در آن همه المان‌های آنتن ابتدا به یک تغییردهنده فاز کنترل شده توسط رایانه متصل شده و سپس همگی به یک فرستنده یا گیرنده منفرد متصل می‌شوند. آرایه اسکن الکترونیکی فعال در اصل نسخه پیچیده‌تر، پیشرفته تر، و نسل دومی تکنولوژی آرایه اسکن اکترونیکی منفعل (PESA) است که در ابتدا ساخته شده بود. PESAها فقط می‌توانند همزمان یک پرتو امواج رادیویی را با یک فرکانس واحد منتشر کنند. رادارهای AESA می‌توانند انتشار سیگنال خود را در دامنه وسیع تری از فرکانس‌ها پخش کنند، که این مسئله تشخیص آنها را در کنار نویز پس زمینه دشوارتر می‌کند، و این امر به کشتی‌ها و هواپیماها اجازه می‌دهد سیگنال‌های راداری قدرتمندی را ارسال کنند در حالیکه همچنان مخفی مانده‌اند و در برابر اخلال الکترونیکی (jamming) مقاومت بیشتری داشته باشند. سپس فرستنده قطع شده و آنتن به یک گیرنده حساس متصل می‌شود که هر گونه پژواک را از اشیا هدف (target) تقویت می‌کند. با اندازه‌گیری مدت زمان برگشت سیگنال، گیرنده رادار می‌تواند فاصله تا جسم را تعیین کند. عناصر فرستنده به‌طور معمول لامپ‌های کلایسترون یا مگنترون‌ها هستند، که برای تقویت یا تولید دامنه محدودی از فرکانس‌ها تا سطح توان بالا مناسب هستند. | ## بخش 2: آرایه اسکن الکترونیکی فعال | برای اسکن بخشی از آسمان ، آنتن رادار باید به‌طور فیزیکی جابجا شود تا در جهات مختلف قرار گیرد. این امر منجر به ظهور اولین آرایه اسکن الکترونیکی منفعل (PESA) مقیاس بزرگ شد، که به صورت ساده رادار آرایه فازی نامیده می‌شود. PESAها یک سیگنال را از یک منبع واحد می‌گرفتند، آن را به صدها مسیر تقسیم می‌کردند، بعضی از آنها را به‌طور انتخابی به تأخیر می‌انداختند و آنها را به آنتن‌های جداگانه می‌فرستادند. تاخیرها را می‌توان به راحتی به صورت الکترونیکی کنترل کرد و اجازه داد پرتو خیلی سریع و بدون حرکت آنتن هدایت شود. به علاوه، به لطف پیشرفت در الکترونیک، PESAها قابلیت تولید چندین پرتو فعال همزمان را پیدا کردند. این امر به آنها این اجازه را می‌داد که همزمان با اسکن آسمان، چندین پرتو را به یک نقطه خاص، جهت ردیابی یک موشک یا هدایت موشک‌های هدایت راداری نیمه-فعال متمرکز کنند. PESAها در دهه ۱۹۶۰ میلادی به سرعت در کشتی‌ها و تجهیزات ثابت بزرگ متداول شدند، و با کوچکتر شدن تجهیزات الکترونیکی، از سنسورهای هوابرد (نصب شده روی خود تجهیز) استفاده شد. در سیستم‌های اولیه، سیگنال منتقل شده در یک لامپ موج یا کلایسترون یا دستگاه مشابه آن ایجاد می‌شدند که نسبتاً بزرگ بودند. | ## بخش 3: آرایه اسکن الکترونیکی فعال | ظهور میکروالکترونیک آرسنید گالیوم از دهه ۱۹۸۰ باعث کاهش قابل توجه اندازه عناصر گیرنده شد، تا جایی که عناصر مؤثر در اندازه‌های مشابه رادیوهای دستی و با حجمی به اندازه فقط چند سانتی‌متر مکعب ساخته شدند. این امر باعث ظهور سیستم‌های تقویت کننده-فرستنده ای شد که دارای یک ژنراتور موج ساز (waveform generator) کم مصرف حالت جامد بود که یک تقویت کننده (amplifier) را تغذیه می‌کرد، و به هر راداری که به آن مجهز بود اجازه می‌داد در یک طیف بسیار گسترده‌ای از فرکانس‌ها پرتو ساطع کند، به گونه ای که می‌توانست فرکانس عملیاتی را با هر پالس موج ارسالی تغییر دهد. با کوچکتر شده کل مجموعه (فرستنده، گیرنده و آنتن) مجموعه ای مستقل به نام «ماژول فرستنده-گیرنده» (TRM) ساخته شد که سایز آن به اندازه یک شیر پاکتی بود و با ایجاد آرایه ای از این عناصر، آرایه اسکن الکترونیکی فعال (AESA) شکل گرفت. برخلاف PESA، که سیگنال در فرکانس‌های منفرد توسط تعداد کمی فرستنده تولید می‌شود، در AESA هر ماژول، سیگنال مستقل خود را تولید و ساطع می‌کند. این به AESA اجازه می‌دهد تا تعداد زیادی «پرتو-فرعی» همزمان ایجاد کند که می‌تواند به دلیل داشتن فرکانس‌های مختلف آنها را تشخیص دهد و تعداد بسیار بیشتری از اهداف را به‌طور فعال ردیابی کند. AESA همچنین می‌تواند پرتوهایی را تولید کند که از تعداد زیادی فرکانس مختلف تشکیل شده‌اند، و با پس-پردازش سیگنال‌های ترکیب شده از چند «ماژول فرستنده-گیرنده» می‌تواند یک تصویر در نمایشگر ایجاد کند، مانند حالتی که از یک پرتو منفرد قوی استفاده می‌شود. محدودیت‌ها اگر فاصله المان‌ها نصف طول موج باشد، ماکزیمم زاویه پرتو می‌تواند درجه باشد. | ## جمع‌بندی | اگر فاصله المان‌ها کمتر باشد، بیشترین زاویه دید (FOV) برای یک آنتن صفحه ای آرایه فازی در حال حاضر ۱۲۰ درجه است ( درجه).