Una matriz en fase es un tipo de sistema de detección de ondas electromagnéticas generalmente asociado con el radar que se basa en la transmisión de ondas de radio en el aire. También se puede construir sobre el concepto de sonar para el escaneo submarino de objetos con ondas sonoras, y se está investigando a partir de 2011 utilizando también frentes de ondas ópticas. El concepto se basa en versiones anteriores de la antena de radio y sigue el mismo principio fundamental en el que se utiliza el reflejo de las ondas de radio en los objetos para determinar su ubicación y dirección de movimiento. La principal diferencia entre un radar de matriz en fase y una antena parabólica de radar estándar es que un sistema en fase no tiene que moverse o rotarse físicamente para escanear un objeto que viaja por el cielo.
Las señales de radar disminuyen en efectividad fuera de un ángulo de proyección limitado, por lo que las primeras antenas parabólicas se colocaron a lo largo de una línea para extender su vista general del cielo. Una de las formas más tempranas de esto se desarrolló durante la Guerra Fría y precedió a la propia tecnología de matriz en fase, conocida como la línea de instalaciones de radar de alerta temprana distante (DEW) de EE. UU. En el Ártico y Canadá. Cuando se perfeccionó la tecnología de matriz en fase en 1958, Rusia desarrolló una de las primeras versiones de sistemas en fase en funcionamiento a principios de la década de 1960, con el nombre en código de la Organización del Tratado del Atlántico Norte (OTAN) como las instalaciones de Dog House, Cat House y Hen House. El equipo consistía en instalaciones de radar que podían escanear de manera efectiva al menos un tercio de la frontera rusa donde limitaba con Europa en busca de ataques con misiles entrantes, junto con sistemas automatizados de interceptores de misiles nucleares para destruir cualquier objetivo posible.
El sistema de radar de matriz en fase más avanzado a partir de 2006 es el radar de banda X basado en el mar (SBX) desarrollado por el ejército de los EE. UU. Para rastrear misiles balísticos y otros objetos de movimiento rápido en vuelo a través de la atmósfera o el espacio que rodea la Tierra. El SBX contiene 45,000 elementos radiantes que son antenas individuales y cada uno transmite una señal de radio. La sincronización precisa de cada señal de antena y cómo se superpone con sus vecinos más cercanos permite que el SBX cree un frente de onda que puede escanear activamente objetos que se mueven a través de su campo de visión (FOV). Esto abarca un cono de espacio que se extiende 120 °, por lo que el sistema SBX incorpora cuatro unidades de radar para cubrir todo un hemisferio del globo simultáneamente.
La tecnología Phased Array para sistemas de radar es muy compleja y requiere controles informáticos rápidos y fiables. El sistema SBX tiene que cambiar la dirección del rayo general del radar una vez cada 0.000020 de segundo, o una vez cada 20 microsegundos para que sea eficaz. Esto hace que los sistemas avanzados de arreglo en fase sean muy costosos en comparación con los radares tradicionalmente vinculados, y el sistema SBX cuesta casi $ 900,000,000 de dólares estadounidenses (USD) para completar.
Los tipos más modestos de tecnología de matriz en fase incluyen el ultrasonido de matriz en fase que se utiliza en imágenes médicas y para escanear el interior de estructuras metálicas en busca de defectos. Las ondas sonoras se superponen para mejorar la señal general y cambiar su dirección de exploración para buscar características interiores. El transductor de matriz en fase utilizado en dicho equipo tiene de 16 a 256 sondas de ondas de sonido que transmiten individualmente que se activan en grupos de 4 a 32 para mejorar la calidad de la imagen.
Phased Array Optics (PAO), aunque solo es teórica a partir de 2011, se está investigando por la capacidad que tendría para producir paisajes holográficos tridimensionales que serían indistinguibles a simple vista de los del mundo real. La tecnología tendría que ser capaz de manipular ondas de luz para generar interferencias constructivas y destructivas, como se hace con las ondas de radio, a un nivel menor que la longitud de onda natural de la propia luz. Los sistemas que serían necesarios para hacer esto incluirían computadoras avanzadas para el procesamiento rápido de las señales y un modulador espacial de luz (SLM) para controlar cuándo y cómo se manipuló cada longitud de onda de luz. Las proyecciones son que, a mediados del siglo XXI, tales sistemas PAO serán posibles.