1905년 노벨상을 수상한 물리학자인 카를 F. 브라운은 특정 방향으로 집중된 전파를 발사하는 또 다른 방법을 고안하였다. 여러 대의 발신기를 가까운 거리에 놓고 서로 다른 위상을 갖는 전파를 송신하여 전파의 방향을 집중시키는 것이 그것이다. 이러한 원리를 바탕으로 1960년대에 최초의 위상배열 레이더가 만들어졌다.

PESA는 Passive Electronic Scan Antenna의 약자로, 우리말로 하면 수동형 전자 주사식 안테나쯤 된다. 군사 분야에서 흔히 PESA라고 하면 PESA 레이더를 말하지만, 일부 통신 장비도 PESA 방식 안테나를 사용하기도 한다. 대표적으로 IEEE 802.11 ad의 경우 60GHz의 전파를 사용하는 데 송수신 안테나를 PESA로 구성해 전파를 송수신한다. IEEE 802.11ac가 AESA 방식으로 작동하는 것과는 대조적.

위상배열 레이더 항목에 나와 있듯 이 방식 레이더의 가장 큰 장점은 전파의 위상을 변경하는 것만으로 레이더파의 방향을 변경할 수 있어 기계식 회전 레이더보다 훨씬 빠르게 360도 모든 방향의 스캔이 가능하다는 것이다. 이후 전자기술의 발달에 따라 위상배열 레이더는 특정 방향으로 몇 개의 빔을 집중해 여러 개의 미사일을 실시간으로 추적하면서 나머지 방향을 스캔할 수 있는 능력을 갖추게 되었다. 이 때문에 전자주사식 안테나(ESA)라고 부르는 것.

그런데 PESA가 '수동(Passive)' ESA인 이유는 전파의 신호자체를 만들어 내보내고, 다시 받아들이는 TR(Transmiiter-Receiver, 송수신기) 모듈은 한 개이기 때문. TR 모듈이 만든 신호는 각각의 작은 배열 안테나에 뿌려지는데, 이때 각 배열 안테나에는 위상변조기가 달려 있어 각 전파의 위상을 바꿈으로써 특정 방향으로 전파를 내보낸다.

동일한 방법을 전파가 아닌 음파에 이용하면 위상배열 소나(Phased Array SONAR)가 된다.