通过对天线的研究可以知道，阵列孔径越大，方向性越好。对于均匀阵来说，可以通过增加阵元数目或增大阵元间隔来达到增大阵列孔径的目的，但是阵元数目增加会导致设备的复杂度增加，阵元间隔增大有可能会产生栅瓣。相对于均匀阵稀布阵阵元数目较少，因而设备简单，雷达成本较低，同时阵元间隔增大以达到增大孔径的目的，且稀布阵不会产生栅瓣，因此采用稀布阵是增大孔径以获得更好的天线性能的方法之一。本文主要研究稀布阵的性能，研究内容如下：论文首先推导了阵列的方向图乘积原理，为了判断方向图的优劣，给出了方向图好坏的判断依据，峰值旁瓣电平和主瓣宽度的定义；介绍了均匀阵和稀布阵的数学模型，并对阵列天线DOA估计的基本原理做了简单介绍，给出了稀布阵分辨性能优劣的判断依据，分辨力的概念。其次论文研究了稀布阵的最优化布阵方式。固定孔径固定阵元数目的稀布阵列阵元排布方式有很多种，如何正确布阵以获得最低的旁瓣电平是研究稀布阵性能的基础。本文采用三种优化算法对稀布阵阵元分布进行优化，首先给出了三种算法的原理和优化步骤，然后运用三种算法对阵元数目为奇数或偶数、阵元位置对称或非对称及阵元激励幅度是否相同三种情况进行优化，通过比较方向图峰值旁瓣电平，得到最优布阵方式。之后本文对于获得的最优阵列进行超分辨性能分析。论文介绍了MUSIC法的DOA估计原理和步骤，对比半波长等距均匀阵，从信号来波方向角度间隔较小、信噪比较低和来波信号是否相干几个方面阵元分析证明了稀布阵的分辨优势，对于信号相干时，经典的空间平滑算法只适用于均匀阵的解相干，本文提出了一种基于虚拟阵列变换的去相干方法，实现了对稀布阵的相干信号分辨。文章最后研究了稀布阵的抗干扰性能，这部分是以微波大孔径阵列的实际应用列车防撞雷达为例进行研究的，首先介绍了防撞雷达工作环境中的干扰类型和干扰特性，说明了防撞雷达的干扰和信号间是相干的，给出了一种有效抑制干扰的方法，自适应数字波束形成法及其在相干情况下的最佳权向量准则，并对稀布阵干扰抑制进行仿真分析，在干扰方向形成零陷，达到抑制干扰的目的。