对于反射面为抛物面的天线，入射的平面波经反射面反射会在焦平面（经过焦点与光轴垂直的平面）上形成一定的场分布。PAF技术通过在焦平面上紧密排布馈电单元来对上述场分布进行接收，以提高接收的能量和实现灵活的波束合成。

PAF的波束合成有模拟和数字两种方式。模拟波束合成通过传输线或电子器件实现对各馈电单元接收的电压信号的幅度和相位的调整，进而实现波束合成。数字波束合成先是对各馈电单元接收的电压信号做模数转换，波束合成所需的幅度和相位调整都是对数字信号的操作，灵活性大，但需要巨大的计算量。模拟波束系统的复杂性和窄带特性，或数字波束合成系统巨大的计算量，一直制约着PAF技术在射电天文中的应用。随着计算机及数字电路的发展，到20世纪末，PAF在射电天文中的应用逐渐成为可能。

20世纪80年代，NASA进行了利用PAF补偿反射面大尺度面型误差的尝试。20世纪90年代，国际上逐步开展针对射电天文的PAF关键技术研究。比较有代表性的是美国国立射电天文台（NRAO）、杨百翰大学（BYU）和康奈尔（Cornell）大学的PAF研究，加拿大自治领射电天文台（DRAO）的Phased Array Feed Demoknstrator（PHAD）项目，欧洲的Focal-plane Arrays for Radio Astronomy，Design Access and Yield（FARADAY）及后续项目，澳大利亚联邦科学与工业研究组织（CSIRO）的New Technology Demonstrator（NTD）和extended New Technology Demonstrator（xNTD）项目等。PAF的研究已经取得了丰硕的成果。截至2022年，已经投入运行和正在研发的PAF项目有：澳大利亚CSIRO为ASKAP望远镜阵列研发的常温PAF系统和荷兰ASTRON为WSRT望远镜阵列研发的常温PAF系统APERture Tile In Focus（APERTIF）。制冷PAF的研究包括美国NRAO和BYU大学合作研制的Focal L-Band Array for GBT（FLAG），英国乔卓尔·班克天文台（JBO）的PHased Arrays for Reflector Observing Systems（PHAROS），美国杨百翰大学和康奈尔大学合作为阿雷西博天文台研发的Advanced Cryogenic L-Band Phased Array Camera for Arecibo（ALPACA）和澳大利亚CSIRO的ROCKET PAF等。中国科学院国家天文台、清华大学、北京航空航天大学、中国电子科技集团公司第五十四研究所等也相继合作开展了针对SKA和500米口径球面射电望远镜（FAST）的PAF接收机研究。常温PAF的系统噪声温度约为50～70K，制冷的PAF系统噪声温度已经接近单个馈源接收机的水平。

PAF的关键技术主要集中在馈电单元阵列及馈电单元与低噪声放大器的有源阻抗匹配的设计。馈电单元需要紧密排布，以对焦面场在一定带宽下进行有效采样。馈电单元阵列的设计主要包括馈电单元的选型和阵列构型等。紧密排布的馈电单元之间的互耦效应使得低噪声放大器的噪声会耦合到邻近馈电单元，这就带来了馈电单元和低噪声放大器的有源阻抗匹配问题。通常的设计思路是根据波束合成的需要合理设计低噪声放大器的有源阻抗匹配，使得射电望远镜在波束合成后获得最优的性能。

PAF可以进行多种模式的波束合成，如通过复用部分馈电单元实现视场内的连续天空覆盖；调整反射面口径的照明函数、降低漏损等因素，从而优化望远镜灵敏度；同时形成多个波束的方式实现波束扫描，提高望远镜对致密射电源流量观测的效率；对于保型设计天线，通过动态波束合成回避接收机的机械定位机构；利用波束合成补偿反射面大尺度面型误差；通过动态波束合成补偿馈源位姿残差；通过在射电干扰（RFI）方向形成零深来消减RFI对观测影响等。

PAF是射电天文技术研究的热点之一，国际上的PAF同行自发组织了年度会议交流研究进展。