相控阵采用电子方法实现光束惯性扫描，因此也称为电子扫描阵列（ESA），其光束方向是可控的，扫描也很灵活，增益也可以很高。相控阵天线辐射的电磁场及其能量分布通常由归一化天线方向图描述，该天线方向图反映了诸如波束形状，天线增益和旁瓣之类的特性。光束的方向始终垂直于等相位平面，等相位平面由阵列元件之间的馈电相位关系确定。因此，当每个阵列元件被以恒定的幅度馈送时，线性阵列的光束图案函数是sinc函数。相控阵列的波束宽度可以通过阵列因子来计算。详细的公式推导在关于相控阵的书中。结果在这里给出：通常，对于均匀孔径照明下的3dB光束宽度，如果k = 0.886，则为4dB光束。天线孔径越大，波束越窄。从上式可以看出，当天线孔径（Nd）较大时，即阵列元件的数量越多，则元件之间的距离越大，波束越窄。直观的理解是，线性阵列越长，波束宽度越窄，天线增益就越大！扫描角越小，光束越窄。随着扫描角度的增加，光束宽度将变宽。当扫描角度为正负60度时，余弦值为1/2，与0度相比增加了一倍；随着扫描角度的增加，不仅波束宽度会变差，而且天线增益也会变差。通常它不大于正负60度，这就是为什么在某些军舰或预警飞机上使用三个天线覆盖360度空域的原因。波长越短，光束越窄。从公式还可以看出，当天线直径保持不变时，波长越长，波束宽度越大；例如：对于机载火控雷达，可用空间非常大，因此更适合使用具有较短波长的较高频段以获取更窄的波束。电影模拟：为了简化光束扫描的电影模拟，将幅度归一化，当指向0°时为0dB。在仿真中设置：N = 32，d =λ/ 2，光束指向θB从0〜60°，然后从60〜0°，可获得以下动画：从动画中，我们可以看到：1.带有光束指向光束宽度变得更胖，到达60°时，光束宽度加倍。 2.随着光束方向的增加，增益也会降低。 3.没有权重减少旁瓣，并且旁瓣较高。光束宽度与扫描角θB之间的关系：当最大扫描角为θmax时，为了避免波瓣，阵列元件间距d和波长λ需要满足以下关系：即，当阵列元件间距为小于一半的波长，即使扫描达到90°也不会删除。如果要查看删除的位置，也可以删除（设置d =0.7λ）。仿真程序如下：END来源：雷达通信电子战