مفهومآنتنهای آرایهایقدمت آن به دهه 1930 برمیگردد و در ابتدا از چندین عنصر آنتن برای بهبود عملکرد سیستمهای ارتباطی و راداری تشکیل شده بود. با پیشرفت فناوری، آنتنهای آرایهای به تدریج به سیستمهای کلی متشکل از تعداد زیادی عنصر آنتن تبدیل شدهاند که میتوانند پردازش سیگنال پیچیده و تشکیل پرتو را انجام دهند. در دهه 1950، آنتنهای آرایهای به طور گسترده در زمینههای نظامی و هوانوردی مورد استفاده قرار گرفتند. متعاقباً، با توسعه فناوری مایکروویو و ارتباطات، آنتنهای آرایهای در زمینههایی مانند ارتباطات ماهوارهای، رادار، ارتباطات سیار و شبکههای بیسیم مورد استفاده قرار گرفتند.
اصل کار
آنتن آرایهای، یک سیستم آنتن متشکل از چندین عنصر آنتن است که در یک هندسه و فاصله مشخص چیده شدهاند. اصل کار آنتنهای آرایهای بر اساس مفاهیم شکلدهی پرتو و جهتدهی پرتو است.
وقتی یک موج فرودی به آنتن آرایه میرسد، هر عنصر آنتن، موج فرودی یکسانی را با تأخیر فاز متفاوت دریافت میکند. تأخیر فاز بین این عناصر آنتن با تنظیم خطوط تأخیر یا شیفتدهندههای فاز در مدار حاصل میشود. با تنظیم تأخیر فاز هر عنصر آنتن، میتوان سنتز و تداخل امواج فرودی در آرایه را کنترل کرد.
از طریق کنترل منطقی تأخیر فاز، آنتنهای آرایهای میتوانند به تشکیل پرتو دست یابند. پرتو به جهت اصلی انرژی تابش شده توسط یک آنتن اشاره دارد، مشابه یک پرتو متمرکز نور یا یک پرتو صوتی که به یک جهت خاص هدایت میشود. با تنظیم تأخیر فاز هر عنصر آنتن، امواج ورودی میتوانند در جهات خاصی روی هم قرار گرفته و تقویت شوند و در جهات دیگر حذف و تضعیف شوند. به این ترتیب، آنتن آرایهای میتواند یک پرتو باریک و جهتدار تشکیل دهد و در نتیجه بهره و جهتگیری سیستم آنتن را افزایش دهد.
جهتگیری آنتن آرایهای را میتوان با تغییر تأخیر فاز تنظیم کرد. با کنترل تأخیر فاز، میتوان زاویه پرتو را تغییر داد تا آن را به سمت هدف یا ناحیه مورد نظر هدایت کند. این امر باعث میشود آنتنهای آرایهای کاربردهای مهمی در سیستمهای راداری، سیستمهای ارتباطی و شبکههای بیسیم داشته باشند و بتوانند به عملکردهایی مانند ردیابی هدف، جهت سیگنال و حذف تداخل دست یابند.
علاوه بر شکلدهی پرتو و جهتدهی، آنتنهای آرایهای مزایای دیگری نیز دارند، مانند مالتیپلکس فضایی، قابلیتهای ضد تداخل و انعطافپذیری. با بهرهبرداری از تعامل بین عناصر آنتن در آرایه، میتوان چندین سیگنال را بهطور همزمان دریافت و ارسال کرد و در نتیجه ظرفیت و کارایی سیستم را افزایش داد.
به طور خلاصه، آنتنهای آرایهای با تنظیم تأخیر فاز هر عنصر آنتن، به شکلدهی پرتو و جهتدهی دست مییابند تا به تابش و دریافت بهبود یافته در جهات خاص دست یابند. آنها طیف گستردهای از کاربردها را در ارتباطات، رادار و شبکههای بیسیم دارند و مزایایی مانند بهره بالا، جهتگیری و انعطافپذیری را ارائه میدهند.

