阵列天线由许多辐射单元组成,以其独特的优势迅速发展。在实际运行期间,由于各种原因会出现阵元失效的情况,引起阵列的性能下降,严重时会导致阵列方向图发生畸变。更换阵元和利用算法修复是两种实用有效的补偿措施。直接更换失效单元,有时难度较大甚至无法实现。因此,本文在已知失效阵元位置的情况下,利用相控阵幅相可控的特殊性,结合算法优化剩余完好阵元的激励以校正畸变的方向图。本文的研究内容和创新概括如下:首先,介绍了天线阵列的综合理论,分析了阵元失效对天线方向图的影响,结果表明其影响主要体现在副瓣电平的急剧抬高。针对上述问题,本文首次将头脑风暴优化算法应用于阵元失效校正中,介绍了该算法的基本原理并对其进行性能测试。其次,研究了线阵的阵元失效修复算法。按照阵元间距的不同,将线阵分为等间距及不等间距的形式展开讨论,在此基础上考虑非子阵级和子阵级线阵,分别研究了宽角扫描下的方向图修复算法。接着结合宽带线阵失效的情况,设计了完好时的建模方法,并研究了两种修复算法,通过仿真算例验证了修复算法的可行性。最后,在线阵的基础上研究了面阵的阵元失效修复算法。先以激励服从切比雪夫分布的等间距面阵为例,提出了其失效后的修复算法。对于不等间距分布的面阵,设计了圆形口径和矩形口径稀布面阵的建模方法并研究了有效的方向图修复算法。接着结合宽频带的面阵,给出了建模方法,研究了适用于宽带面阵的阵元失效修复算法。结果表明失效阵元个数和阵列的扫描角均会影响阵列的修复工作,使用本文提出的修复算法,在不更换阵元的情况下,能够使阵元失效后的方向图在较大程度上恢复其性能并投入使用。