相控阵天线助力深空探测器实现百亿公里级精准通信，是航天领域的重大里程碑，其技术原理、应用优势及实例如下：
技术原理
相控阵天线通过控制阵列天线中辐射单元的馈电相位，来改变方向图形状，控制相位可以改变天线方向图最大值的指向，以达到波束扫描的目的。相较于传统雷达依靠机械旋转来扫描目标，相控阵雷达绝大多数情况下天线是固定的，由无数个小单元天线（阵元）组成，对于有源相控阵雷达，每一个阵元都能独立控制，既能独立发射雷达波，也能接收雷达波的回波信号。其馈电相位一般用电子计算机控制，相位变化速度很快（毫秒量级），天线方向图最大值指向或其他参数的变化迅速。
应用优势
- 多波束成形和快速扫描：相控阵天线可以在一个重复周期内通过转换波束形成多个指向不同的发射波束和接收波束，这些波束可相互独立，且具有快速扫描捷变能力，有助于在深空探测中快速调整通信方向，确保与探测器的稳定通信。
- 波束赋形：通过调整相控阵阵列中各单元通道内信号幅度与相位，可改变天线方向图函数或天线波束形状，以适应不同的深空通信环境。
- 抗干扰能力强：相控阵天线可集中多个辐射单元的功率形成大功率模式，也可以通过自适应控制能量和主瓣增益向不同方向发射所需能量，从而提高其抗干扰能力，保障深空通信的可靠性。
- 高可靠性：相控阵雷达省去了整个天线的机械驱动系统，可靠性非常高，平均无故障时间远远高于传统雷达。而且，相控阵雷达的思想类似于互联网，某些节点坏了不影响整体功能的使用，数百个或上千个阵元中，就算有百分之十的阵元损坏，相控阵雷达依然可以使用，这对于深空探测任务中保障通信的连续性至关重要。
实例
- 旅行者2号探测器：上世纪80年代抵达天王星、海王星时，就是利用其70m、64m、34m和25m口径天线通过异地或本地天线组阵技术，实现了遥远距离探测器数据的接收。1986年1月4日，在旅行者2号和天王星成功相遇期间，NASA深空网利用澳大利亚堪培拉深空站的1个64m天线和2个34m天线与位于澳大利亚新南威尔士州帕克斯的射电天文台的1个64m天线进行了组阵接收，称为帕克斯——堪培拉深空站遥测阵列（PCTA）。
- “伽利略号”木星探测器：由于HGA未能完全展开问题，所有的遥测只能通过航天器上的S频段LGA传送。在1995年12月探测器抵达木星时，NASA深空网构建多天线组阵系统，包括了由1个70m天线和3个34m天线组成的堪培拉深空站遥测阵列系统，以及帕克斯64m天线和戈尔德斯顿的1个70m天线，通过帕克斯64m天线增强的深空网天线组阵能力，使伽利略号探测器的下行数据率在共视弧段从40bps提高到120bps。
- 我国“天问一号”火星探测器：在着陆阶段，中国航天科工二院25所独立研发的具备高精度测量能力的相控阵敏感器持续为航天器提供高精度的测量数据，成功助力着陆巡视器安全着陆火星表面。该相控阵敏感器能在预设的9个方向上任意快速切换，通过软件定义，在每个测量周期实时选取4个最优方向，测量距离速度信息，从而快速修正航天器的姿态测量误差，准确地找到火星的水平面，确保着陆器的方向控制准确无误。
