大家都知道相控陣采用的是電子方法實現波束無慣性掃描，因此也叫電子掃描陣列(ESA)，它的波束方向可控、掃描也靈活，并且增益也可以很高。今天，就從線性陣最基本的原理和大家一起入門。

對于相控陣天線輻射的電磁場及其能量分布通常用歸一化的天線方向圖來描述，它反映了波束形狀、天線增益、副瓣等特性，但不用于衡量雷達的目标探測能力。

這是因為雷達的目标探測能力不僅與天線方向圖有關，還與發射功率、接收機靈敏度、信号處理能力、目标特性以及檢測條件等因素有關。

我們知道波束的指向始終與等相位面垂直，而等相位面由陣元間的饋相關系确定，因此在各個陣元都是等幅饋電情況下，線性陣的波束方向圖函數為sinc函數。

我們可以通過陣因子來計算相控陣波束寬度，詳細的公式推導在任何有關相控陣的書籍中都有，在我們的課程中也會有。現在這裡給出結果：

通常，均勻口徑照射情況下3dB波束寬度的k=0.886，若是4dB波束寬度的k=1；

從上面的公式可以看出當天線口徑(Nd)越大，也就是陣元數越多，陣元間距越大，波束越窄；直觀的理解就是線陣越長，波束寬度就越窄，天線增益就越大啦！

随着掃描角度的增大，波束寬度會變寬，掃描角正負60度時，其餘弦值為1/2，相比于0度時增大了一倍；随着掃描角度的增加，不僅僅是波束寬度會惡化，天線增益也會惡化。通常一般不大于正負60度，這也是某些戰艦或預警機上用三塊天線來覆蓋360度空域的原因。

從公式還可以看出在天線口徑不變的情況下，波長越長，波束寬度越大；例如：對于機載火控雷達，可用空間就那麼大，因此更适合使用波長短的更高頻段，以便獲得更窄的波束。

陣因子是一個周期函數，如果陣元間距取值不合适，相控陣天線掃描時的輻射場會在主瓣以外形成與主波束類似的有規律的輻射波束，常被稱為删瓣。一個好的ESA設計必須考慮删瓣的影響，這裡直接給出結果：

實際中當然不會那麼極端，相控陣的最大掃描角既不會是0度，也不會接近90度；假如線性陣的波束最大掃描角度為60度，那麼陣元間距d小于0.54的波長就不會出現删瓣了。所以，在可以的範圍内适當增大天線陣元間距以減少數量來達到相同的口徑降低成本。

還有一點需要注意的就是這裡的波長要選擇工作帶寬中最短的波長來計算，這是因為間距如果保證了最短波長的情況都不出現删瓣了，那它肯定也就滿足了波長更長的情況。

總結來說，“陣元間距取半波長左右”基本不會有啥問題；如果你想放寬一點，那就要結合你的最大掃描角進行權衡了；如果你想大于波長，那就是肯定會出現删瓣了，如果想大一點再大一點，額，那就是稀疏布陣的問題了。

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