用幾個波束同時從一個脈衝中獲得目標方向資訊的跟蹤天線。
單脈衝體制的研究始自30年代。1947年美國R.M.貝奇比較完整地提出單脈衝方案。1957年美國研製成第一部單脈衝靶場精密跟蹤雷達，此後單脈衝天線遂得到迅速發展。
工作原理 為瞭獲得目標方向資訊，需要在同一瞬間對數個天線波束收到的回波信號進行比較，這有三種方法。①幅度單脈衝法：比較偏軸軸波束收到信號的幅度調制來提取信息；②相位單脈沖法：比較兩個波束收到信號的相位來提取角信息；③幅相單脈沖法：一個平面比較幅度產生誤差信號，另一平面比較相位產生誤差信號。幅度單脈沖法由於天線結構合理、電性能好和電軸穩定，應用最廣。它的經典形式由四喇叭饋源和一個反射面組成，經比較網絡可得和信號、方位差信號和俯仰差信號。和信號提供目標距離信息並作為參考信號。差信號提供角誤差信息，其幅度確定目標偏軸大小，誤差信號與參考信號的相位差確定偏軸方向。當電軸對準目標時，誤差信號為零，此時天線不轉動；當目標偏離軸向時則有誤差信號輸出，伺服系統便驅使天線正向或反向運動，直至自動跟蹤目標。幅度單脈沖天線的主要質量指標是距離靈敏度、角度靈敏度和誤差靈敏度。距離靈敏度是和信號隨目標距離的變化率。角度靈敏度是誤差信號隨目標角位置的變化率。誤差靈敏度是誤差信號在瞄準軸上的變化率，即誤差電壓在瞄準軸上的斜率。它們直接同天線的和波束增益、差波束斜率和增益有關。
饋源 饋源是單脈沖天線的關鍵，它分為多喇叭饋源、多模饋源及多模多喇叭饋源。多喇叭饋源包括四喇叭、五喇叭、八喇叭和十二喇叭饋源等。多模饋源是利用方形或圓形光壁波導或波紋波導中的高次模來形成和差信號。多模多喇叭饋源是在 E面用重疊的四個喇叭實現和差，H面用多模實現和差，這種饋源能在兩個主平面實現2:1的激勵寬度，其電性能與理想饋源取得的性能相當接近，同時也簡化瞭比較網絡和混合接頭。
單脈沖天線最常用的形式是雙反射面天線（見反射面天線）。單脈沖雷達天線結構比較復雜，它需要三套獨立的，但幅、相特性一致的接收機。因此在單脈沖雷達問世後，又出現瞭將接收機通道合並為單路和雙路的單脈沖天線和各種假單脈沖天線，這些天線都具備抗回答式調幅幹擾的能力。單路隱蔽掃描假單脈沖天線的饋電系統與單脈沖天線的相同，而接收和信號處理電路與40年代使用的圓錐掃描天線相同，將二者結合在一起的則是饋線中所增加的一套特殊射頻合成網絡。這類天線都用誤差信號來確定目標在空間的位置關系。對於圓錐掃描天線（見圖）來說，天線波束與天線軸線偏離一定角度，在跟蹤過程中天線波束圍繞軸線旋轉，然後比較波束在不同指向時得到的一系列回波信號幅度，從而得出角度誤差信號。在假單脈沖天線中，這個任務由射頻合成網絡來完成。