可重构天线技术作为一种新的天线技术,受到了国内外学者的广泛关注。可重构天线在不改变天线基本结构的前提下,通过开关的切换来改变电流分布,从而改变天线的特性参数。一个可重构天线可以实现多个天线的功能,故可以极大的减少天线数量,达到减少系统重量、体积、建设成本以及实现良好的电磁兼容特性的目的。因此可重构天线将拥有广泛的应用前景。目前在可重构天线的研究中,控制方向图不变的频率可重构天线的设计较多,而控制频率不变的方向图可重构天线的研究较少,设计难度也较大,但是方向图可重构天线可以有效的提高系统性能。由于可重构天线要求在各个工作状态都能达到期望的天线性能,使得其设计非常复杂,所以本文采用优化算法结合数值仿真技术的方法来设计方向图可重构天线。本文首先对遗传算法进行了改进,提高了算法的全局收敛率和收敛速度。然后开发了基于有限元法数值仿真软件和改进遗传算法的优化程序,并以此作为方向图可重构天线的优化设计工具。以微元阵列和开关阵列组成的可重构天线的优化设计为例,证明了此优化程序的可行性和有效性。在本文的方向图可重构天线的设计中,首先改进设计了具有对称折合偶极子结构的微带天线,使天线具有小型化和宽频带的特点。结合开关,采用本文编写的优化程序对天线结构进行优化,分别设计了两个方向图可重构天线：1)同频定向与全向方向图可重构微带天线,为了实现同频工作,在微带馈线的一边增加了一条调节臂,仿真结果表明,天线实现了在3.76-4.3GHz工作频带上的定向和全向方向图,阻抗带宽达到了13%。在4GHz处,最高增益分别为6.7dBi和3.9dBi；2)同频波束扫描方向图可重构微带天线,该天线有四个工作状态,辐射方向图的主射方向分别在XOY面的四个象限内,工作频段为3.67～4.4 GHz,阻抗带宽达为19%。与目前已有文献中的方向图可重构天线相比,本文提出的天线具有小型化和宽频带的优势。