当今雷达技术不断迅速发展,雷达运用领域不断扩大越来越多的运用于军用及民用之中。在不同环境下阵列雷达设计应当考虑当下不同的雷达场景需求不断的改进。结合场景需求的雷达阵列及方向图优化设计成为了研究的重点。针对几种不同的场景需求,比如稀疏度需求,精确响应需求,稳健性需要等,如何设计出合理的阵列结构分布以及寻找最优的权向量系数从而将雷达阵列方向图部分参数达成指标或者合成特定的方向图形式,就是本文研究的核心问题。本文研究的主要内容及工作如下:1.建立了任意阵列的方向图模型。针对常见的均匀线阵进行了不同阵元数量的仿真,观察了方向图与阵列结构的关系。介绍了几种常见的雷达场景需求。2.通过遗传算法分别对稀疏阵列以及稀布阵列进行阵列结构优化。首先根据阵列结构确定编码方式,根据约束条件以及优化目标建立优化模型。然后分别针对不同的阵列结构设计合适的遗传算子。通过仿真结果观察算子的合理性以及遗传算法的有效性。最后针对多指向需求的雷达阵列分别进行稀疏阵列结构优化以及稀布阵列结构优化。3.针对阵元位置固定或者空间上的结构优化具有局限性的问题,基于方向图优化需求,进行了权向量系数优化方法研究。从自适应理论出发,介绍了一种精确控制方向图方法。以此为方法为基础,当考虑雷达阵列增益时,发展出另外一种最优精确控制方法。针对以上两种方法的效率问题,延伸出基于多点精确控制方法。对不同形状或者性能指标下的需求,分别利用以上三种算法进行仿真,通过比较分析仿真结果,得出相关结论。4.研究存在扰动下的方向图优化问题,研究了两种具有稳健性的方向图优化方法。第一种是基于LCMV准则下的方向图优化。第二种基于正交分解理论下的权向量优化方法。通过对存在扰动下的方向图上下界电平分析来实现对期望方向图的调整。通过迭代完成权向量的更新从而实现稳健性的方向图控制。最后通过三种扰动下的雷达阵列进行仿真与结果分析。