주파수 상이 배열(FDA) 레이다

위상천이 제어 / 시간지연 제어

RF 송수신 장치 2개를 가까이 두고 같은 파장의 전파를 방사하면 특정 방향에서는 더 센 전파로 합쳐지고 다른 방향에서는 약화되는 간섭효과가 발생한다. 이때, 다수의 RF 소자로 안테나를 구성하고 위상(기준신호 대비 신호주기 측면에서 일치되지 않는 정도를 각도로 표현한 값)을 정확하게 제어하면 전자파 빔을 원하는 방향으로 지향하는 것이 가능하다. 이러한 원리를 바탕으로 개발된 위상배열 안테나는 각 송수신기의 위상천이기(Phase Shifter)를 사용하여 개별 복사소자에서 전파를 방사할 때 위상차를 생성하거나, 시간지연기(True-time Delay Line)를 이용하여 RF 신호가 소자에 도달하는 시간차를 제어하여 빔조향을 구현한다.

대부분의 위상배열 레이다는 일반적으로 위상천이기를 사용한다. 그러나 RF 시스템의 운용 주파수 대역이 광대역화될 경우, 안테나 RF 소자에 결합된 위상천이기가 주파수 변화에 관계 없이 일정한 위상 값을 유지하므로 중심 주파수를 포함한 특정 대역에서만 정확한 빔 조향이 가능하고, 그 외의 주파수에서는 빔조향 시 방향이 틀어지는 빔 편이(Beam-Squint) 문제가 발생할 수 있다. 또한, 안테나가 대형화되고 RF 소자의 배열 수가 많아질수록 시스템이 복잡해지면서 각 모듈 사이의 손실이 증가하게 되는 문제점이 있다.