電子掃描陣列（ESA），也稱作相控陣，利用電子手段實現(xiàn)波束的靈活掃描，無需物理移動部件，從而具備了快速改變波束方向的能力。這種技術(shù)的優(yōu)勢在于其波束的指向性可控、掃描范圍廣泛，并且能夠?qū)崿F(xiàn)高增益。

相控陣天線發(fā)射的電磁場及其能量分布通常通過歸一化的方向圖來展示，該方向圖揭示了波束的形狀、天線的增益以及副瓣等關(guān)鍵特性。

在相控陣中，波束的指向始終與等相位面垂直，而等相位面的位置由陣元間的饋電關(guān)系決定。當所有陣元均接受等幅饋電時，線性陣列的波束方向圖函數(shù)呈現(xiàn)為sinc函數(shù)形式。通過分析陣因子，可以計算出相控陣的波束寬度，相關(guān)的公式推導在專業(yè)書籍中有詳細介紹，這里給出結(jié)果：

在均勻口徑照射條件下，3dB波束寬度的常數(shù)k約為0.886，而4dB波束寬度的常數(shù)k則約為1。

從上述公式可以發(fā)現(xiàn)一個有趣的現(xiàn)象：天線口徑（Nd）的增加，伴隨著陣元數(shù)量的增多和陣元間距的擴大，會導致波束寬度縮小。簡而言之，線陣的長度增加會使得波束變得更加狹窄，進而提升天線的增益。

進一步探討，我們會發(fā)現(xiàn)掃描角度的擴大對波束寬度有顯著影響。當掃描角度達到正負60度時，其余弦值增至1/2，相較于0度時翻了一番。這表明，隨著掃描角度的增加，波束寬度會加寬，同時天線增益也會受到影響而降低。因此，通常情況下，掃描角度會限制在正負60度以內(nèi)，這也是為何某些軍艦或預警飛機采用三塊天線以實現(xiàn)360度空域覆蓋的原因。

在保持天線口徑不變的前提下，波長的增加會導致波束寬度擴大。例如，在機載火控雷達的應(yīng)用中，由于可用空間有限，更適合采用波長較短、頻率較高的頻段，以此獲得更窄的波束，從而提高雷達的性能。

從該圖可以看出：

1. 隨著波束指向的增大，波束寬度變胖，當達到60°時，變胖了一倍。 2. 隨著波束指向的增大，增益也有降低。 3. 沒有進行降低旁瓣的加權(quán)，旁瓣較高。

波束寬度與掃描角θB的關(guān)系：

當掃描的最大角度為θmax時，為了不出現(xiàn)刪瓣，陣元間距d和波長λ需要滿足關(guān)系： 

也就是說當陣元間距小于半波長時，即使掃描到90°都不會出現(xiàn)刪瓣。如果你想看看出現(xiàn)刪瓣的情況，這里也有(設(shè)置d=0.7λ)。