کتاب شبیه‌سازی و طراحی آنتن آرایه فازی پهن باند با نسبت گلبرگ اصلی به فرعی بهینه

کتاب شبیه‌سازی و طراحی آنتن آرایه فازی پهن باند با نسبت گلبرگ اصلی به فرعی بهینه نوشته‌‌ی سحر مولای، به بررسی و آمورش طراحی آرایه فازی بازتابی با تغذیه مونوپالس می‌­پردازد.

سیستم‌های آرایه فازی یکی از پیشرفته‌ترین سیستم‌های الکترونیکی و مخابراتی محسوب می‌شوند که هفتاد سال پیش برای کاربردهای نظامی (رادار) پدید آمدند. آرایه فازی توانایی جابه‌جایی پرتو آنتن بدون نیاز به چرخش مکانیکی سازه‌ی آنتن، امکان انجام چند عملیات مختلف با یک سیستم، یا انجام بسیار سریع یک عمل را فراهم می‌کند. اخیرا با پیشرفت تکنولوژی نیمه هادی سیستم‌های آرایه فازی مجتمع در فرکانس‌های موج میلی متری و تراهرتز طراحی و ساخته شده‌اند.

درک نحوه عملکرد سیستم آرایه فازی نیازمند مجموعه‌ای از دانش‌های گوناگون است، از الکترونیک گرفته تا مخابرات سیستم. هزینه و پیچیدگی آنتن‌های آرایه فازی و کالیبراسیون آن بسیار پیچیده و زمان بر است. همچنین پهنای باند باریک ادوات ماکروویوی و فضای محدود المان‌ها باعث می‌شود تا طراحی سیستم پهن باند با پیچیدگی مواجه شود. آشکار سازی و ردگیری اهداف پرنده همانند موشک و جنگنده‌های رادار گریز از جمله اهداف اصلی یک سیستم راداری است. آرایه‌های فازی با قابلیت چرخش پرتو الکترونیکی و همچنین ایجاد چندین پرتو اصلی مستقل، قابلیت آشکار سازی و ردیابی همزمان چندین هدف را دارا است.

در بخشی از کتاب می‌خوانیم:

پس از آشکار سازی یک هدف توسط رادار، انتظار آن است تا سیستم رادار تشخیص هدف مادامی که در پوشش رادار است را ادامه داده و موقعیت و سرعت هدف را تعیین کرده و با مشاهده مداوم هدف مسیر حرکت هدف را دنبال و پیش‌بینی بکند. چنین سیستم‌های راداری با قابلیت بالا را رادارهای ردیاب گویند. حداقل چهار نوع رادار ردیاب موجود است که عبارت‌اند از:
Single Target Tracker, STT
Automatic Detectionand Track, ADT
Phased Array Tracking Radar, PAT
Track While Scan, TWS

در رادار ردگیر STT پرتو آنتن هدف را تعقیب می‌کند. خطای زاویه هدف و پرتو آنتن به یک سرو سیستم حلقه بسته اعمال شده و آنتن در جهتی چرخانده می‌شود که این خطا به سمت صفر میل کند. در نمونه رادار ردگیر تشخیص و ردگیر اتوماتیک (ADT) عمل ردگیری هدف‌ها به عنوان بخشی از رادار جستجوگر انجام می‌گیرد که زمان مشاهده به اندازه گردش آنتن است و قابلیت ردیابی همزمان چندین هدف را دارد. رادار ردگیر آرایه فازی (PAT) قابلیت ردیابی تعداد زیادی هدف به صورت دقیق و دریافت اطلاعات با سرعت بالا است که پرتو آنتن به صورت الکترونیکی در چند میکروثانیه سویچ می‌شود. این نوع رادارها در سیستم‌های دفاعی هوایی به‌ کار گرفته شده که از مشهورترین آن‌ها با نام Patriot، MOTR و S300 نام برده می‌شود. رادار ردگیر در حین حرکت (TWS) یک قطاع از فضا را با یک پرتو نازک و یا دو پرتو باد بزنی متعامد جاروب کرده و قابلیت ردیابی هم‌زمان چندین هدف در یک قطاع را دارد.