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相控阵技术目前已较为成熟，其发展可追述到上世纪30年代。美国首先对其展开了研究，20年后，舰载雷达[13]上已出现了相控阵装备。但是此时的相控阵为无源相控阵，由于其体积大、损耗大、成本高等缺点，主要装备到雷达系统[14]，不适用于卫星天线，例：1957年10月4日，世界上第一颗人造地球卫星“斯普特尼克1号”[15]在拜科努尔发射升空，而其天线只是外伸4根条形天线。1970年4月24日，中国第一颗人造卫星“东方红1号”发射升空，其天线只是四条二米多长的鞭状超短波天线[16]。28073
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有源相控阵(active electronic scan array，AESA)技术从上世纪60年代开始研究，直到本世纪，此技术才成功应用在机载雷达上。目前，各国都展开了有源相控阵天线的研究与应用，如全球星系统、美国的铱星系统、日本的WINDS卫星[17]等都装有有源相控阵天线。国内对相控阵天线的研究起步较晚，尚未成熟，许多研究学者也在积极探索，发表了一系列著作，1977年，工学学报发表文章《多极化相控阵天线的研究》[18]，对相控阵天线多极化进行了深入的研究；2001年，周乐柱等人发表了《卫星通信多波束天线综述》[19]一文，详细介绍了星载天线多波束扫描的有关问题；2014年，辛荣提等人撰写《结构一体化天线发展及其应用》[20]一文，介绍了共形相控阵的发展及应用。论文网
常用相控阵阵元形式包含偶极子天线、开口矩形波导天线、喇叭天线、微带天线、波导裂缝天线、八木天线等[21]。不同形式天线阵元有不同的优缺点，喇叭天线工作频带宽，缺点是体积较大、方向性系数较小；八木天线结构简单、轻便坚固、馈电方便，但却频带较窄、抗干扰性差，常用在在超短波通信和雷达系统中；偶极子天线结构简单、馈电较为方便，但只能用作短距离通信；开口矩形波导天线结构简单、扫描角宽，但产生的辐射场较弱、方向性较差。
目前常用优化算法有神经网络、遗传算法、模拟退火、禁忌搜索、蚂蚁算法及空间映射算法等[22]，本文使用空间映射和遗传算法。遗传算法最早是由密歇根大学J.Holland教授[23]提出，基本思想为达尔文的进化论“物竞天择，适者生存，优胜劣汰”。1994年，空间映射算法首次由John W.Bandler提出，基本思想为分别建立“粗”模型和“细”模型，并找到两者之间的映射关系，使得“粗”模型的解不断趋向于“细”模型的解。国内对这两种算法的研究也较多，2008年，李翔麟把遗传算法用于阵列天线综合上，相对于其他传统算法显示出了优越性[24]。2013年，毋俊玱在《空间映射方法研究及其在微波电路中的应用》[25]一文中对空间映射算法进行了改进，提高了该算法的稳健性和收敛性。