تحقیق وسایل شیفت فاز الكترومكانیكی

تحقیق وسایل شیفت فاز الكترومكانیكی

علاوه بر شیفت دهنده های فاز الكترونیكی، وسایل الكترومكانیكی برای تغییر فاز در رادارهای آرایه فازی، مخصوصاً در مدلهای اولیه به كار گرفته شده بودند. گرچه شیفت دهنده های الكترومكانیكی در حال حاضر كاربرد وسیعی ندارند، برای بازگویی تنوع وسایلی كه در آنتن های آرایه ای به كار گرفته می شوند این نوع شیفت دهنده ها در این مبحث تشریح می شوند.
یكی از اولین و ساده ترین شیفت دهنده های فاز الكترومكانیكی، یك خط انتقال است كه طولش به صورت مكانیكی و توسط یك بخش تلسكوپی تغییر می كند. این وسیله، خط كشنده نامیده می شود. بخش تلسكوپی ممكن است به شكل U باشد، و. طول خط توسط روشی شبیه به ساز بادی تغییر می كند. خط كشنده (linestretcher) اغلب در كابل كواكسیال به كار گرفته می شود. یك خط كشنده مكانیكی شیفت فاز بیشتری را نسبت به خط كشنده متداول در شیفت دهنده فاز خط مارپیچ می دهد. سرعت فاز در یك خط انتقال مارپیچ به میزان قابل توجهی كمتر از سرعت نور است. به این دلیل یك حركت مكانیكی مطلوب، تغییر فاز بیشتری را نسبت به یك خط كشنده در خط انتقال متداول تولید می كند. بنابراین یك شیفت دهنده فاز كوتاهتر، مخصوصاً در باندهای فركانسی VHF و UHF مفید می باشد. كاهش در طول ابعاد معادل با ضریب پایانی از مارپیج می باشد، كه این ضریب برابر با نسبت محیط به ارتفاع حلقه می باشد.
ضرایب پایانی مارپیچ در طرحهای عملی بین 10 تا 20 می باشند. نه كابل كواكسیال و نه خط كشنده مارپیچی، هیچ كدام برای فركانسهای بالاتر مایكروویو مناسب نمی باشند. یك وسیله موجبری متناسب برای فركانسهای بالا، متناظر با خط كشنده است، كه این خط كشنده همانند T جادوئی عمل می كند. یك تغییر در طول خط، یا یك تغییر متناظر در فاز، در T جادوئی و توسط مدارات كوتاه قابل تنظیم در بازوهایی كه روی یك خط قرار دارند، تولید می شود. استفاده از مدارات كوتاه قابل تنظیم در هایبرید شكاف كوتاه تا حدی برای آرایش مكانیكی مناسب تر است. شیفت دهنده فاز الكترومكانیكی دیگری كه در آرایه رادار به كار گرفته شده است، شیفت دهنده فاز مكانیكی بازوی چرخان می باشد. این شیفت دهنده شامل تعدادی خط انتقال هم مركز می باشد. هر خط، یك میان موج سه پهلو همراه با یك رسانای عایق بندی شده می باشد.
یك بازوی محرك تماس را با هر تجمع دایروی حاصل می كند. بازوها به منظور تولید یك تغییر پیوسته و یكنواخت از فاز در عرض المانهای آرایه می چرخند. زمانی كه فاز در یك سر خط هم مركز افزایش می یابد، در سر دیگر خط فاز كاهش می یابد. در نتیجه یك خط میتواند توسط دو المان، تغییر فاز لازم را ایجاد كند، كه این دو المان می توانند در دو طرف مركز آرایه جای گیرند. تعداد حلقه های هم مركز، برای یك آرایه خطی (1+N) المانه مورد نیاز است. چندین روش برای تولید شیفت فاز وجود دارد كه خواص پلاریزاسیون دایروی را به كار می گیرند. یكی از اولین وسایلی كه پلاریزاسیون دایروی را به كار گرفت، انتشار امواج در گرداگرد موجبر، یا به عبارتی شیفت دهنده فاز Fox بوده. شیفت دهنده فاز موجبر چرخان در جنگ جهانی دوم و توسط آزمایشگاههای تلفن بل و در رادارهای مروری FH MUSA یا MK8 مورد استفاده قرار می گرفت. این اولین رادار US برای استفاده دد آنتن آرایه فازی با شیفت دهنده فاز و به منظور هدایت بیم بود. این آرایه S-band كه دارای 42 المان بود 9 درجه را در عرض 10 ثانیه مرور كرد. وسایل منسوبی كه تغییر فاز را توسط چرخش نسبی از دیپلهای متقاطع به دست می آوردند، در یك هدایت دایروی یا كویتی توسط كومر توصیف شده‌اند. یك شكل متفاوت از هدایت مكانیكی بیم در یك ارایه با المانهای آنتن مارپیچی استفاده میشود.