آرایه فازی

انمیشینی که نحوه کار آرایه فازی را نشان می‌دهد. این سیستم از آرایه‌ای از المان‌های آنتن (A) که توسط یک فرستنده (TX) فعال می‌شوند، تشکیل شده‌است. جریان تغذیه هر کدام از آنتن‌ها از درون یک تغییردهنده فاز (phase shifter) (φ) عبور می‌کند که توسط یک کامپیوتر (C) کنترل می‌شود. خطوط قرمز در حال حرکت، جبهه‌های موج امواج رادیویی ساطع شده توسط هر عنصر را نشان می‌دهد. امواج منفرد، کروی هستند، اما در جلوی آنتن ترکیب (جمع) می‌شوند و یک موج صفحه‌ای ایجاد می‌کنند، یعنی پرتویی از امواج رادیویی که در جهت خاصی حرکت می‌کنند. تغییردهنده‌های فاز انتشار امواج رادیویی را به گونه‌ای به ترتیب به تأخیر می‌اندازند که هر آنتن جبهه موج خود را پس از آنتن زیرین منتشر می‌کند. این امر باعث می‌شود که موج صفحه‌ای حاصله در یک زاویه θ نسبت به محور آنتن هدایت شود. با تغییر مقدار تغییرفاز کامپیوتر می‌تواند موج را به هر سمت دلخواهی هدایت کند. بیشتر آرایه‌های فازی به جای آرایه خطی که در اینجا نشان داده شده‌است، دارای آرایه‌های آنتن دوبعدی هستند و می‌توانند پرتو را به صورت دوبعدی هدایت کنند. سرعت امواج رادیویی در این انیمیشن بسیار کم نشان داده شده‌است.
انیمیشنی که الگوی تابش آرایه فازی متشکل از ۱۵ المان آنتن را نشان می‌دهد. این آنتن‌ها به اندازه یک چهارم طول موج از هم فاصله داشته و اختلاف فاز بین هر کدام از آنتن‌های مجاور از منفی ۱۲۰ تا مثبت ۱۲۰ درجه تغییر داده می‌شوند. قسمت پررنگ، پرتو یا لوب اصلی است، در حالیکه خطوط کم رنگی که به دور آن می‌چرخند لوب جانبی هستند.
در تئوری آنتن، معمولاً منظور از آرایه فازی (به انگلیسی: Phased array) یک آرایه اسکن الکترونیکی شده است، یعنی آرایه ای از آنتن‌های کنترل شده توسط رایانه که پرتویی از امواج رادویی تولید می‌کند که می‌توان آن را بدون حرکت دادن آنتن به سمت نقطه ای جهت دهی کرد.
در یک آرایه آنتن ساده، جریان فرکانس رادویی توسط فرستنده به هر کدام از آنتن‌ها، با رابطه فاز صحیح فرستاده می‌شود به گونه ای که امواج رادیویی هر کدام از آنتن‌ها در جهت مطلوب با هم جمع شده و در جهات نامطلوب همدیگر را خنثی کنند. در یک آرایه فازی، جریان برق از فرستنده ابتدا از داخل وسیله ای به نام تغییردهنده فاز (Phase Shifter) عبور کرده و سپس به آنتن‌ها می‌رسد که این امر توسط یک سیستم رایانه ای کنترل می‌شود. این مجموعه می‌تواند فازها را به صورت الکترونیکی تغییر دهد و در نتیجه جریان پرتو امواج رادیویی را به سمت دلخواه متمرکز کند. از آنجا که این آرایه باید از تعداد زیادی آنتن‌های کوچک ساخته شود (گاهی هزاران آنتن) تا یک بهره (Gain) زیاد حاصل شود، آرایه‌های فازی عمدتاً در انتهای فرکانس بالای طیف رادیویی عملی هستند، یعنی در باند UHF و مایکروویو که المان‌های آنتن به حد کافی کوچک هستند.
رادار PAVE PAWS در آلاسکا که یکی از اولین آرایه‌های فازی فعال ساخته شده بود و جهت ردیابی موشک‌های بالستیک در سال ۱۹۷۹ تکمیل شد.
آرایه فازی برای استفاده در سیستم‌های رادار نظامی اختراع شد، تا پرتویی از امواج رادیویی را به سرعت در آسمان هدایت کند و بتواند هواپیماها و موشک‌ها را تشخیص دهد. امروزه این سیستم‌ها به‌طور گسترده‌ای مورد استفاده قرار گرفته‌اند و به کاربردهای غیرنظامی نیز گسترش یافته‌اند. از اصول آرایه فازی در آکوستیک نیز استفاده می‌شود، و از آرایه‌های فازی مبدل‌های آکوستیک در تجهیزات پزشکی از قبیل اسکنرهای تصویربرداری فراصوت (آرایه فازی فراصوتی)، اکتشاف چاه‌های نفت و گاز (بازتاب لرزه‌ای)، و سیستم‌های نظامی سونار استفاده شده‌است.
در موارد نادری، از عبارت «آرایه فازی» برای آرایه آنتن‌های غیرقابل کنترل که در آن فاز برق تغذیه و در نتیجه الگوی تابش ثابت است نیز استفاده می‌شود. به عنوان مثال ، آنتن‌های رادیویی پخش AM که متشکل از دکل‌های تشعشع چندگانه هستند و به این گونه تغذیه می‌شوند، نیز «آرایه فازی» نامیده می‌شوند.