波束方向图的峰值旁瓣电平是信号处理中很重要的一项性能指标,通常希望获得尽可能低的旁瓣电平来实现有效的干扰抑制。控制旁瓣电平的途径主要分为两类:一类是通过对阵列的几何位置进行合理地摆放来实现,另一类则是通过对阵列的加权系数进行调整。前一类属于阵列优化布阵问题,后一类属于波束优化控制问题。如何寻找到特定约束下的最佳阵列分布以及对应的最佳加权系数以将旁瓣电平控制到期望水平,便是本文主要研究的问题。本文主要涉及以下几方面的研究内容:1.介绍两种常见的阵列优化布阵方法和两种经典的波束优化算法,分别对各算法进行仿真实验和性能分析。2.通过遗传算法对三种不同的复杂天线阵列进行阵列优化布阵,具体包括分子阵线阵、分子阵错位面阵和实际地形超大规模稀疏阵列。首先根据阵列的几何结构和约束条件建立合适的优化模型,在此基础上进行不同的具有针对性的算法操作设计,并由仿真实验验证布阵方法的有效性。尤其是对分子阵错位面阵,研究出一种基于随机圆栅格的子阵级布阵方法,通过扩大算法的搜索空间,来提高布阵的优化效果。3.针对阵列布阵优化后旁瓣电平依然无法满足指标要求的应用场景,进行波束优化方法的研究。主要研究阵列加权系数与波束方向图中特定位置处的功率响应之间的关系。介绍基于自适应理论的单点精确响应控制算法,并用仿真实验说明算法的优劣性,在此基础上,发展出一种基于旁瓣对消原理的单点精确响应控制算法,不仅能够实现灵活而又精确的单点响应控制,还降低了寻找问题最优解的复杂度。4.为了克服单点响应控制算法在面对波束图中大量点数需要调整时的高迭代时耗,首先研究基于遗传算法的多点粗略响应控制原理,以此引出多点响应控制的优化思想。然后以单点精确响应控制算法为基础,延伸出一种能在一次迭代中实现两个角度处电平控制的两点响应控制算法并研究了一种更加高效的多点精确响应控制算法,通过实验仿真对算法性能进行了验证和说明。