Как было показано выше, в цепи питания каждого излучателя ФАР должно находиться устройство, обеспечивающее требуемый фазовый сдвиг, - фазовращатель.
Фазовращатели для ФАР можно разделить на две большие группы:
1) аналоговые фазовращатели, фазовый сдвиг в которых представляет собой непрерывную функцию управляющего воздействия (напряжения или тока);
2) цифровые (дискретные) фазовращатели, фазовый сдвиг в которых задается двоичным кодом
В основе аналоговых фазовращателей лежит материал, магнитная или диэлектрическая проницаемость которого изменяется под внешним воздействием. Таким материалом может служить феррит, о котором кратко говорилось выше, или сегнетоэлектрик, диэлектрическая проницаемость которого зависит от напряженности электрического поля.
Дискретность задания фаз хорошо вписывается в структуру команд управляющей ЭВМ, хотя и порождает некоторые ошибки в задании координат луча антенны, а также приводит к незначительному увеличению уровня боковых лепестков диаграммы направленности антенны. Однако при большом числе элементов ФАР возникшие таким путем погрешности усредняются и выходят на уровень, которым можно пренебречь.
Активным элементом дискретного фазовращателя служит полупроводниковый ключ, в основе которого лежит полупроводниковый p-i-n диод или транзистор. Использование p-i-n диода в СВЧ-цепях основано на том, что p-i-n диод может иметь два разных состояния. В одном из них (U # Uc) ток через диод не течет, центральная часть диода (i от intrinsic - собственный, нелегированный полупроводник) представляет собой диэлектрик, а диод в целом - конденсатор с малой емкостью и относительно малыми потерями. В другом состоянии (U $ Uc) p-i-n диод проводит ток, центральная часть диода заполняется инжектированными носителями заряда, и диод в целом представляет собой резистор с малым сопротивлением. В зависимости от состояния ключей СВЧ-волна может распространяться либо по более длинному пути, либо по более короткому, приобретая таким образом необходимый фазовый сдвиг. Рабочее напряжение p-i-n диода не превышает 1-2 В, управляющий ток через диод зависит от мощности СВЧ-сигнала, для работы с которым предназначен диод, и находится в пределах 0,1-100 мА. Время переключения p-i-n диода также зависит от мощности управляемого сигнала и лежит в пределах 0,05-5 мкс.
В Советском Союзе СВЧ-фазовращатель на p-i-n диодах впервые обсуждался в докладе Б.В. Сестрорецкого на Антенной конференции в 1961 году. Позже материал доклада был опубликован в журнале "Вопросы радиоэлектроники" (ссылка дана в [3, с. 507]). Решающим технологическим приемом изготовления СВЧ p-i-n диодов оказалась ионная имплантация, которая в начале 60-х годов только начала осваиваться в производстве полупроводниковых приборов. Разработка высококачественной технологии СВЧ p-i-n диодов на начальном периоде была обеспечена группой В.М. Гусева, занимавшегося ионной имплантацией в Институте атомной энергии им. И.В. Курчатова (см. [3, с. 553]).
В 1963 году в США "Microwave Journal" опубликовал статью Ф.А. Бранда, в которой достаточно подробно излагаются перспективы использования p-i-n диодов в технике СВЧ. В частности, Ф.А. Бранд писал: Принцип действия переключателей с p-i-n диодами обсуждался на семинаре, организованном редакцией журнала "Microwave Journal" в 1963 году. В настоящее время более 15 фирм ведут разработки переключателей и ограничителей, в которых использованы варакторы и диоды с p-i-n переходами.
В 70-х годах развитие техники ФАР потребовало организации массового производства фазовращателей на p-i-n диодах. Результаты усилий ленинградской группы научных работников и инженеров по конструированию и оптимизации СВЧ-фазовращателей на p-i-n диодах отражены в монографии . Во введении к монографии мы читаем: "При разработке практических конструкций фазовращателей и переключателей пришлось отказаться от традиционных методов СВЧ-техники и перейти к использованию принципов и технологии микроэлектроники".