به گزارش سرویس بین الملل پایگاه خبری شهدای ایران؛ در دوران کنونی شاهد استفاده روزافزون جنبه‌های مختلف تکنولوژی‌ در تقویت بنیه دفاعی و نظامی کشورها هستیم. تکنولوژی‌های روز پیش از هر جای دیگر در صنایع نظامی بکارگیری می‌شوند. پدیده‌های علمی نوظهوری چون نانو ذرات، فیبرهای کربن و  تکنولوژی‌های الکترونیکی در تولید انواع سلاح تهاجمی و تدافعی، میدان رقابت گسترده‌ای را در بین کشورهای صاحب‌نام در صنایع نظامی چون روسیه، آمریکا، فرانسه، انگلیس و چین فراهم کرده‌اند.

استفاده ازعلم منطق فازی برای مقابله با فناوری‌های جدید اهداف پرنده و به‌منظوردور ماندن از چشم رادارهای رادیویی و الکترومغناطیسی نمونه‌ای از جنگ فزاینده در عرصه تکنولوژی نظامی است. استفاده از فناوری رادارهای "آرایه فازی" برای شناسایی تهدید و هدایت انواع موشک در حال افزایش است. بخش‌های دفاعی کشورمان نیز با بهره‌برداری از تکنولوژی بومی از این قافله عقب نمانده‌اند.

قبل از پرداختن به جوانب و کارکردهای مختلف رادار "آرایه فازی" باید به اهمیت این نوع رادارها اشاره کرد. پروژه رادار آرایه فازی برای کشورهای صاحب تکنولوژی طراحی این سامانه‌ها دارای اهمیت زیادی است و در طول سالیان گذشته بودجه‌های گسترده‌ای در این زمینه سرمایه‌گذاری شده است. در این رابطه کافی است به یکی از پروژه‌های امریکا در تاسیس و بهره‌برداری از این نوع رادارها اشاره داشت، به گونه‌ای که دولت امریکا تنها برای راه‌اندازی یک مدل رادار فازی بودجه‌ای در حدود 900 میلیون دلارهزینه کرده است.

_{این عکس کاربردهای گسترده رادارهای فازی از شناسایی اهداف پرنده تا پیش‌بینی طوفان و میزان آلودگی‌های هوای شهرهای بزرگ را نشان می‌دهد}

تاریخچه:

تکنولوزی رادار آرایه فازی در سطح مقدماتی در ابتدا برای محافظت از ناوهای جنگی در مقابل تهدیدات موشکی به کار گرفته شد. در سال 2000 نیروی دریایی امریکا با فراهم کردن بودجه 10 میلیون دلاری زمینه لازم برای آزمایش و گسترش این نوع رادارها را فراهم کرد. در حال حاضر امریکا دارای هشت مرکز برخوردار از رادار آرایه فازی است که هر یک وظایف متفاوتی را تعقیب می‌کنند. در سال‌های اخیر نیز علاوه بر امریکا، کشورهای دیگری از جمله ایران با گسترش و توسعه تکنولوژی این نوع رادارها زمینه افزایش استفاده از آن را در زمینه‌های مختلف گسترش دادند.

ویژگی ها:

در رابطه با رادارهای آرایه فازی (Phased Array Radar) می‌توان گفت این رادارها قادر به هدایت چندین موشک علیه اهداف زمینی، هوایی و دریایی در یک زمان واحد هستند و چون در کمتر از ثانیه تغییر فاز می‌دهند، شناسایی منبع پرتو برای دشمن کاری بسیار مشکل است. از این رو این رادارها قابلیت بقاپذیری اشیاء پرنده مانند یک جنگنده را در میدان نبرد به میزان چشمگیری افزایش می‌دهند.

_{نمونه رادار فازی نصب شده بر روی هواپیمای جنگنده به منظور مقابله با سامانه‌های ضدهوایی و پدافندی}

از نکات قابل توجه دیگر در رابطه با این گونه رادارها اسکن بسیار سریع محیط اطراف در حد میلی‌ثانیه، قابلیت هدایت چندین موشک به سمت هدف، مقاومت بالا در برابر اقدامات ضد الکترونیک و کشف بسیار مشکل محل رادار توسط سیستم‌های الکترونیکی گیرنده و هشدار راداری است که در نمونه فعال این رادارها قادرند تا ۱۰۰۰ بار درثانیه تغییر فاز بدهند.

رادارهای فازی  تعداد زیادی از عناصر فرستنده و گیرنده را در کنار یکدیگر دارند که هر یک از آن‌ها در واقع یک رادار کوچک هستند و در مجموع با عملکرد هماهنگ قابلیت‌های ویژه نظیر توانایی شناسایی همزمان ده‌ها و حتی صدها هدف که در فواصل و ارتفاعات مختلفی در پهنه آسمان توزیع شده‌اند را بوجود می‌آورند.

آنتن رادار آرایه فازی دارای سطح مسطح بزرگی است که با فرمان الکترونیک کنترل و هدایت می‌شود. این امر این امکان را به کنترل کنندگان آن می‌دهد که چگونه، کِی و کجا را مورد اسکن قرار دهند. از دیگر قابلیت‌های آن دریافت و انتقال سیگنال‌ها همزمان با دیگر فعالیت‌ها است. همچنین باید به توانمندی سرعت اسکن و عملیاتی آن اشاره داشت؛ به طور مثال با این رادارها می‌توان در کمتر از یک دقیقه اطلاعات مربوط به جو را اسکن، دریافت و انتقال داد.

این رادارها در نوع پیشرفته تر آن علاوه بر شناسایی موشک های بالستیک، قابلیت شناسایی موشک در فضای ماورای جو را نیز دارا می باشند که خصوصیت انحصاری برای این نسل جدید رادارها به شمار می رود.

_{نمونه اسکن یک رادار فازی در باند UHF با قابلیت شناسایی اهداف برد کوتاه و برد بلند}

تفاوت با دیگر انواع رادارها

اساسی‌ترین تفاوت رادارهای آرایه فازی با رادارهای متداول نسل گذشته نحوه اسکن الگوی تشعشعی است. در این نوع رادارها با استفاده از امکان اسکن الگوی تشعشعی سیگنال‌های آنتن دریافت و با پردازش بر نمونه برداری‌های انجام شده از امواج الکترومغناطیسی در هر عنصر آرایه ای یک دسته از بیم‌ها را که در فضا به صورت متفاوت جهت دار شده‌اند پراکنده می‌کند.

در این رادارها به جای گردش آنتن رادار، امواج به چرخش در می‌آیند. در این سیستم آنتن آرایه ای شامل تعداد زیادی آنتن تکی است که با تغییر فاز به گردش درمی‌آید.. چنین رادارهایی قادرند پرتوهای انرژی با پهنای متفاوت را در کسری از ثانیه در سطحی بسیار وسیع گسیل نمایند. این رادارها در برابر موشک های "کروز" حساسیت خوبی دارند و در واقع در هر زمان می‌توانند پالس‌های راداری کوتاه، باریک و دقیقی ارسال کنند که کشف آنها بسیار مشکل است. همچنین در صورت کشف شدن توسط دشمن یا اخلال های الکترونیکی به دلیل تغییر فاز مقاومت بسیار بالائی در محیط‌های آلوده از خود نشان می‌دهند.

از ویژگی های آنتن های آرایه فازی امکان دستیابی به پترن های دایرکتیو و تغییر جهت لوب اصلی آنتن می باشد. این امکان در رادار هایی که آنتن قادر به حرکت های مکانیکی نمی باشد، امکان اسکن کردن محیط وسیعی را فراهم می آورد. در فرکانس های بالا، برای اکثر انواع آنتن ها، الگوی تابش آنتن به شکل ایزوتروپیک نزدیک می گردد. برای حصول الگوهای تابش دایرکتیو، آرایه فازی نمودن، برای طیف وسیعی از انواع آنتن ها مفید است.

از مزایای دیگر رادارهای فازی این است که در صورت اشکال بر روی گیرنده فرستنده ها کل رادار دچار اختلال نمی‌شود. بسیاری از کشورها در حال خرید این گونه رادارها و نصب بر روی جنگنده های خودی هستند. یکی از مهمترین اصول به کار گرفته شده در جنگنده های نسل 4 و 5 بکار گیری این رادارهاست. این رادارها قابلیت جنگنده‌ها، ناوها، ایستگاه‌های زمینی را به نحو تحسین برانگیزی افزایش می‌دهند.

انواع از نظر حوزه عملکرد

به طور کلی می توان فرستنده گیرنده های آرایه فازی را به دو دسته تقسیم نمود. انواعی که اساس عملکردشان در حوزه زمان و بر اساس تاخیر های زمانی می باشد و نوع دیگر در حوزه فرکانس.

در نوع زمان مند آرایه فازی، اساس عملکرد بر روی تاخیرهای ایجاد شده در امواج ارسالی و دریافتی می باشد. در امواج با فرکانس‌های پایین، مانند دستگاه های فراصوت با آرایه فازی، می توان این تاخیر ها را در گیرنده به صورت نرم افزاری و در فرستنده به صورت تاخیر در ارسال پالس ها ایجاد نمود و در فرکانس‌های بالای الکترومغناطیسی، این تاخیرها به کمک خطوط تاخیر و سویچ های دیودی صورت می گیرد.

رادارها فازی به گونه ای دیگر نیز تقسیم بندی می شوند:

آرایه فازی فعال: در آرایه فازی فعال، میزان تاخیر ها در فیدر هرعنصر قابل انتخاب می باشد. در این دسته از آرایه های فازی، امکان تغییر جهت لوب اصلی و شکل انتشار امواج با تغییر در تاخیر فیدرها امکان پذیر می باشد. این دسته از آنتن ها در سیستم های راداری هواپیما ها کاربرد گسترده ای دارد. هزینه ی طراحی این سیستم ها نسبت به انواع دیگر بیشتر می باشد.

آرایه فازی غیر فعال: در آرایه فازی غیرفعال، مقدار تغییر فاز در فیدر هر المنت، مقدار ثابتی داشته و در زمان طراحی و بسته به کاربرد و ویژگی های مطلوب کلی عناصر تعیین و طراحی می گردد. این دسته از آرایه های فازی در آنتن هایی با دایرکتیویته بالا با امکان حرکت مکانیکی، مطلوب می باشد.

رادارهای آرایه فازی از نظر چیدمان نیز به دو دسته یک بعدی و دو بعدی تقسیم می شوند: در آرایه فازی یک بعدی عناصر فرستنده و گیرنده در یک ردیف در کنار هم چیده می شوند ولی در رادار آرایه فازی دوبعدی عناصر فرستنده و گیرنده در چند ردیف در کنار هم چیده می شوند که کارایی پیچیده تر است.

کاربرد تکنولوژی آرایه فازی

رادار آرایه فازی نسل جدیدی از رادارهای تکنولوژیک و نظامی است که به طور همزمان می توان از چند کارکرد آن بهره برد. این نوع رادارها به طور همزمان در عملیات های ردیابی هواپیما و یا جنگنده ها، تشخیص تحولات جوی برای تنظیم عملیات موشکی و همچنین بازرسی های هواشناسی مورد استفاده قرار می گیرند که قابلیت های نظامی و دفاعی، علمی و تجاری را برای مالکان آن فراهم می کند.

تکنولوژی به کار رفته در رادارهای آرایه فازی قابلیت استفاده در دو حوزه نظامی و غیرنظامی از جمله پزشکی و ارتباطات را دارد؛ هر چند عمدتا موارد نظامی کاربرد آن مورد توجه قرار می گیرد که در ادامه به آن پرداخته می شود:

کاربرد نظامی: در کاربرد های نظامی این آنتن ها قادر به سویپ و چرخش لوب اصلی سطح آنتن در زمان های بسیار کوتاه در حد چند نانو ثانیه بوده که امکان قفل بر روی تعداد بسیار زیادی از اهداف را فراهم می آورد. این امر به کمک رادارهای نوع غیرفعال آن که نیازمند یک حرکت مکانیکی می باشند میسر نمی باشد. آنتن های آرایه فازی فعال به طور گسترده توسط  کشورهای پیشرفته بر روی هواپیماها و ناوها و پایگاه های زمینی و متحرک به کار گرفته می شود.

کاربرد پزشکی: در کاربرد های پزشکی، تئوری آرایه فازی در سیستم های تصویر بردای دو بعدی و سه بعدی سونوگرافی مورد استفاده قرار گرفته است. در این حالت دیگر نیازی به تغییر مکان و جهت پراب فرستنده/گیرنده دستگاه برای گرفتن یک برش یا چندین برش تصویر نمی باشیم که کمک زیادی به پزشک جهت تشخیص می کند.

استفاده از رادارهای آرایه ای در سایر نقاط جهان

در ماموریت هایی از قبیل ردیابی فضایی، جنگهای موشکی و در نیروی دریایی از رادارهای مختلف ارایه‌ای استفاده می شود، ارایه های بزرگ PAVE PAWS در ماساچوست و کالیفرنیای شمالی برای جنگ های دریایی و موشک های بالستیک زیردریا استفاده می شود . آرایه ی فازی ردیابی فضایی در فلوریدا برای اجسام فضایی استفاده می شود.

_{رادار PAVE PAWS با قابلیت ردیابی فضایی}

آرایه ی فازی کبری در شمیا و الاسکا اطلاعات مهمی را جمع اوری می کند. سیستم دفاعی نیروی دریایی از ارایه های فازی که در سیستم مدرن کنترلی فرودگاه ها نیز بکار می رود استفاده می کنند. در مواقعی که نیاز به ماموریت کمتر می باشد مرور الکترونیکی فقط در یک بعد انجام می شود. در حالیکه مرور مکانیکی در بعدهای دیگر ادامه دارد.