弧形阵列天线突破了常规线性阵列天线观测视角单一的限制,能够实现对周围环境实时、全方位、高分辨率和大视场观测。同时,弧形阵列天线阵面可以安装在飞行载体表面,不仅可以有效扩展雷达天线孔径和扫描范围,还可以降低或克服对雷达观测平台的空气动力学影响,弥补传统阵列的不足。副瓣电平是雷达天线重要指标之一,较高的副瓣电平易导致天线功率效率降低和接收信号质量下降。本课题主要对低副瓣弧形阵列天线优化方法展开研究,主要内容如下:论文首先介绍了阵列天线基本理论,推导了均匀线阵和弧形阵列的方向图函数,对弧形阵列天线辐射方向图进行了仿真分析,利用口径投影法展示弧形阵列天线方向图的综合过程。在此基础上,提出了一种基于遗传算法的弧形阵列天线优化设计方法,引入有向阵元,基于适应度函数优化模型,通过增加种群多样性对有向弧形阵列,分别采用幅度、相位、幅度-相位联合三种方式进行副瓣电平优化,优化幅度相位权值,降低弧形阵列天线副瓣电平,仿真结果表明,幅度-相位联合优化有利于弧形阵列天线低副瓣实现。针对低副瓣弧形阵列天线稀疏优化的问题,提出了一种改进的离散布谷鸟优化算法,该算法通过对巢位置编码离散化,混合莱维飞行映射函数以及引入二进制编码控制系数,降低弧形阵列副瓣电平,该算法在保持全局搜索能力的前提下又兼顾了快速收敛性能,仿真实验验证了所提方法的有效性和正确性。针对稀疏弧形阵列天线主瓣增益降低的问题,提出了一种基于填充高介电常数介质提升弧形阵列增益的方法,设计了一种W波段高增益波导阵列天线,弧形阵列天线填充高介电常数的介质后,主瓣增益提升1.81d B,对其进行稀疏优化,弧形阵列天线主瓣增益提升1.43d B,副瓣电平降至-22.58d B,满足低副瓣高增益弧形阵列天线设计要求。在此基础上完成了弧形阵列天线子阵实物的加工与测试,测试结果验证了本文设计方法的有效性,并具有实际工程应用价值。