紧耦合阵列是一种紧密排布的阵列,利用单元之间的耦合拓展带宽,在雷达系统和无线通讯系统中均扮演着不可或缺的角色。实际工程中,一般希望采用尽可能少的天线单元如稀布阵的形式来实现阵列需要满足的性能指标,然而,紧耦合阵列对排布方式的优化在实际应用中没有文献报道,面临着很大的挑战。本文针对紧耦合阵列天线排布方式的优化,做了如下研究:提出了一种新颖的非规则紧耦合阵列的优化设计方法。引入阵列稀疏性技术,通过调整单元边缘辐射壁的宽度来优化紧耦合阵元的分布。非规则稀疏阵列使阵列单元具有更大的单元位置自由度,提高了性能。此外,由于紧耦合阵列单元之间存在不可忽略的耦合,因此,传统基于阵因子公式的优化方法不再适用,为了快速准确分析不等间距紧耦合阵列的优势,本文提出了两种优化算法:第一种算法将特征模方法作为遗传算法适应度函数的计算方法。遗传算法适应度函数的计算采用全波仿真的方法。矩量法作为精确的全波仿真分析方法,常常用来分析天线辐射问题,本文为了节省优化过程中的时间和内存,采用基于矩量法的特征模方法,将特征电流作为全域基函数,既能减少未知量、节省时间和内存,又能确保求解精度,此外,本文为了进一步加速优化,对遗传算法采用了基于MPI的并行策略。第二种算法引入了空间映射,是第一种算法的改进方法。第一种方法适应度函数的计算耗时很久。因此为了加速优化,并进一步分析更大规模不等间距紧耦合阵列具有的优势,引入空间映射算法,其中,细模型采用第一种算法中适应度函数的计算方法,粗模型采用考虑强耦合的有源单元方向图提取方法,在粗细模型之间找到一个映射关系,减少细模型的优化次数。此外,为了进一步加速优化,对细模型采用了MPI并行策略。这种算法涉及到的细节将在本文的第四章详细介绍。论文通过算例验证了本文提出的不等间距紧耦合稀布阵列具有如下优势:（1）不过多损失增益的情况下减少阵元个数,从而简化馈电网络,节省加工成本;（2）同等阵元数的条件下,与均匀排布相比,可以降低峰值旁瓣电平、提高增益,改善驻波,同时优化激励,则可以进一步降低峰值旁瓣电平。