הקונספט שלאנטנות מערךמקורו בשנות ה-30 של המאה ה-20 והורכב במקור ממספר אלמנטים של אנטנה כדי לשפר את ביצועי מערכות התקשורת והרדאר. עם התקדמות הטכנולוגיה, אנטנות מערך התפתחו בהדרגה למערכות כוללות המורכבות ממספר רב של אלמנטים של אנטנה, שיכולות להשיג עיבוד אותות מורכב ועיצוב אלומה. בשנות ה-50 החלו אנטנות מערך להיות בשימוש נרחב בתחומי הצבא והתעופה. לאחר מכן, עם התפתחות טכנולוגיית המיקרוגל והתקשורת, אנטנות מערך שימשו בתחומים כמו תקשורת לוויינית, מכ"ם, תקשורת סלולרית ורשתות אלחוטיות.
עקרון העבודה
אנטנת מערך היא מערכת אנטנות המורכבת ממספר אלמנטים של אנטנה המסודרים בגיאומטריה ובמרווחים מסוימים. עקרון הפעולה של אנטנות מערך מבוסס על מושגי יצירת קרן וכיוונון קרן.
כאשר גל פוגע מגיע לאנטנת המערך, כל רכיב אנטנה מקבל את אותו גל פוגע עם השהיית פאזה שונה. השהיית הפאזה בין רכיבי האנטנה הללו מושגת על ידי כוונון קווי השהייה או מעבירי פאזה במעגל. על ידי כוונון השהיית הפאזה של כל רכיב אנטנה, ניתן לשלוט בסינתזה ובהתאבכות של גלים פוגעים במערך.
באמצעות בקרת השהיית פאזה סבירה, אנטנות מערך יכולות להשיג יצירת קרן. קרן מתייחסת לכיוון העיקרי של האנרגיה המוקרנת על ידי אנטנה, בדומה לקרן אור מרוכזת או קרן קול המופנית לכיוון מסוים. על ידי התאמת השהיית הפאזה של כל רכיב אנטנה, ניתן להניח גלים נכנסים על גבי גל ולשפר אותם בכיוונים מסוימים, ולבטל אותם ולהחליש אותם בכיוונים אחרים. בדרך זו, אנטנת המערך יכולה ליצור קרן צרה וכיוונית, ובכך להגדיל את ההגבר והכיווניות של מערכת האנטנה.
ניתן לכוונן את כיווניות אנטנת המערך על ידי שינוי השהיית הפאזה. על ידי שליטה בהשהיית הפאזה, ניתן לשנות את זווית הכיוון של הקרן כדי לכוון אותה לעבר המטרה או האזור הרצוי. זה הופך את אנטנות המערך ליישומים חשובים במערכות מכ"ם, מערכות תקשורת ורשתות אלחוטיות, ויכולות להשיג פונקציות כגון מעקב אחר מטרה, כיוון אות וביטול הפרעות.
בנוסף לעיצוב אלומה וכיווניות, לאנטנות מערך יש גם יתרונות נוספים, כגון ריבוב מרחבי, יכולות נגד הפרעות וגמישות. על ידי ניצול האינטראקציה בין רכיבי האנטנה במערך, ניתן לקלוט ולשדר אותות מרובים בו זמנית, ובכך להגדיל את קיבולת המערכת והיעילות.
לסיכום, אנטנות מערך משיגות עיצוב אלומה וכיווניות על ידי התאמת השהיית הפאזה של כל רכיב אנטנה כדי להשיג קרינה וקליטה משופרים בכיוונים ספציפיים. יש להן מגוון רחב של יישומים בתקשורת, מכ"ם ורשתות אלחוטיות, ומספקות יתרונות כגון הגבר גבוה, כיווניות וגמישות.

