Ein Phased-Array ist eine Art von Erkennungssystem für elektromagnetische Wellen, das normalerweise mit Radar verbunden ist und auf der Übertragung von Funkwellen in der Luft basiert. Es kann auch auf dem Konzept des Sonars zur Unterwasserabtastung von Objekten mit Schallwellen aufbauen und wird ab 2011 auch mit optischen Wellenfronten erforscht. Das Konzept basiert auf früheren Versionen von Funkantennen und folgt dem gleichen Grundprinzip, bei dem die Reflexion von Funkwellen von Objekten verwendet wird, um deren Standort und Bewegungsrichtung zu bestimmen. Der Hauptunterschied zwischen einem Phased-Array-Radar und einer Standard-Radarschüssel besteht darin, dass ein phasengesteuertes System nicht physisch bewegt oder gedreht werden muss, um ein Objekt zu scannen, das sich über den Himmel bewegt.
Radarsignale nehmen außerhalb eines begrenzten Projektionswinkels an Wirksamkeit ab, daher wurden frühe Antennenschüsseln entlang einer Linie platziert, um ihre Gesamtsicht auf den Himmel zu erweitern. Eine der frühesten Formen davon wurde während des Kalten Krieges entwickelt und ging der Phased-Array-Technologie selbst voraus, die als US-amerikanische Distant Early Warning (DEW) Line von Radarinstallationen in der Arktis und Kanada bekannt ist. Als 1958 die Phased-Array-Technologie perfektioniert wurde, entwickelte Russland Anfang der 1960er Jahre eine der ersten Versionen von funktionierenden Phased-Systemen, die von der Nordatlantikvertragsorganisation (NATO) mit dem Codenamen Dog House, Cat House und Hen House bezeichnet wurden. Die Ausrüstung bestand aus Radaranlagen, die effektiv mindestens ein Drittel der russischen Grenze an der Grenze zu Europa auf eingehende Raketenangriffe abtasten konnten, zusammen mit automatisierten nuklearen Raketenabfangsystemen, um mögliche Ziele zu zerstören.
Das fortschrittlichste Phased-Array-Radarsystem (Stand 2006) ist das vom US-Militär entwickelte Sea-Based X-Band Radar (SBX), um ballistische Raketen und andere sich schnell bewegende Objekte im Flug durch die Atmosphäre oder den die Erde umgebenden Raum zu verfolgen. Der SBX enthält 45,000 strahlende Elemente, bei denen es sich um einzelne Antennen handelt, die jeweils ein Funksignal senden. Das genaue Timing jedes Antennensignals und seine Überlappung mit seinen nächsten Nachbarn ermöglicht es dem SBX, eine Wellenfront zu erzeugen, die Objekte aktiv scannen kann, die sich über sein Sichtfeld (FOV) bewegen. Dies umfasst einen Raumkegel von 120°, so dass das SBX-System vier Radareinheiten umfasst, um gleichzeitig eine gesamte Erdhalbkugel abzudecken.
Die Phased-Array-Technologie für Radarsysteme ist sehr komplex und erfordert eine schnelle und zuverlässige Computersteuerung. Das SBX-System muss die Richtung des gesamten Radarstrahls einmal alle 0.000020stel Sekunden oder einmal alle 20 Mikrosekunden ändern, um wirksam zu sein. Dies macht fortschrittliche Phased-Array-Systeme im Vergleich zu traditionell verbundenen Radarsystemen sehr teuer, wobei die Fertigstellung des SBX-Systems fast 900,000,000 US-Dollar (USD) kostet.
Bescheidenere Typen der Phased-Array-Technologie umfassen Phased-Array-Ultraschall, der in der medizinischen Bildgebung und zum Abtasten des Inneren von Metallstrukturen auf Defekte verwendet wird. Schallwellen werden überlagert, um das Gesamtsignal zu verstärken und die Scanrichtung zu ändern, um nach Innenmerkmalen zu suchen. Der in solchen Geräten verwendete Phased-Array-Wandler verfügt über 16 bis 256 einzeln sendende Schallwellensonden, die in Gruppen von 4 bis 32 aktiviert werden, um die Bildqualität zu verbessern.
Phased Array Optics (PAO), die seit 2011 nur theoretisch ist, wird auf die Fähigkeit untersucht, dreidimensionale holografische Landschaften zu erzeugen, die mit bloßem Auge von der realen Welt nicht zu unterscheiden sind. Die Technologie müsste in der Lage sein, Lichtwellen für konstruktive und destruktive Interferenzen zu manipulieren, wie dies bei Radiowellen der Fall ist, auf einem Niveau, das kleiner ist als die natürliche Wellenlänge des Lichts selbst. Die dafür notwendigen Systeme würden fortschrittliche Computer für die schnelle Verarbeitung der Signale und einen räumlichen Lichtmodulator (SLM) umfassen, um zu steuern, wann und wie jede Lichtwellenlänge manipuliert wurde. Prognosen gehen davon aus, dass solche PAO-Systeme Mitte des 21. Jahrhunderts möglich sein werden.