在当今的信息时代,通信行业作为信息时代的基石得到了迅猛的发展,无线通信技术更是因其方便灵活的特点在生产生活中得到了广泛的应用,但是由于无线传输信道的广播特性,使得无线通信信息存在被窃取的可能,因此无线通信的安全性越来越受到人们的广泛关注,传统的无线通信安全解决方案是利用对称、非对称加密等密码技术对传输的信息进行加密,然后将加密之后的密文通过无线网络传输,通过复杂的加密算法来保证通信信息的安全传输,但是随着现代计算技术的飞速发展,传统的密钥体制安全性面临着诸多挑战。近年来随着多天线无线通信技术的发展,物理层安全通信技术为通信信息的安全传输提供了新的思路,不同于传统的基于加密算法的解决方案,物理层安全通信技术是利用无线通信系统和无线信道自身的特点实现通信信息的加密,这种技术为基于上层加密的安全方案提供了新补充。方向调制技术采用不同的天线结构,利用天线阵元间的耦合效应来实现通信信息的调制功能,方向调制技术产生的方向调制信号和通信接收机所在的方位角密切相关。现有的基于相控阵的方向调制信号综合算法都是基于传统的均匀阵列,而稀疏阵列在方向调制系统的性能和射频端的成本都具有显著的优势。基于稀疏阵列的方向调制信号综合算法可以理解为一个最优化问题,其中目标函数和多个约束条件可以理解为方向调制信号的不同性能要求,通过解决不同的优化问题就可以完成方向调制信号的综合。本文分别将混合整数规划和前向后向矩阵束方法与凸优化算法结合提出了两种基于稀疏阵列的方向调制信号综合算法。相比于基于均匀阵列的综合算法,本文提出的算法可以在保证安全性能的前提下优化方向调制信号发射机的功率利用率,同时还可以减少天线阵列阵元的个数,这种改进对于某些特殊应用场景(卫星通信)有着巨大的优势。仿真结果表明本文算法得到的方向调制信号可以满足方向调制信号不同应用场景的性能要求,同时与现有的综合算法相比在发射机功率利用率,安全性能,简化馈电网络复杂度等方面有显著提升。