卫星通信技术蓬勃发展,2020年4月,国家发改委将卫星互联网纳入“新基建”范围。与卫星通信的地面终端天线也进入了全面发展时期。地面终端天线高性能、低成本和轻量化的要求使得设计人员越来越偏向于选择大间距阵列天线。大间距阵列天线使用较少的阵元数就能达到同口径下满阵天线的增益。然而,大间距阵列天线中最小单元间距大于一个波长,这就导致大间距阵列天线的辐射方向图中出现不期望的栅瓣。另外,阵列天线的副瓣电平也是影响天线性能一个重要参数,较低的副瓣电平可以提高天线的分辨率,抑制杂波干扰。因此,如何合理的规避栅瓣和降低副瓣电平,就成为了本文主要研究的课题。与同口径下的满阵天线相比,大间距阵列天线所使用的阵元数目较少,因此天线系统所使用的接收发射组件的数量也减少。一方面,降低了生产成本,另一方面,减轻了天线的重量。然而大间距阵列天线高的栅瓣问题为它的使用带来了很大的困扰,阵列天线的稀布化使栅瓣抑制成为可能。由于阵列辐射方向图函数与阵元位置为复杂的非线性关系,所以多用智能优化算法对这类问题进行求解。本文主要针对大间距平面阵列天线的辐射方向图优化技术进行研究。将智能优化算法中的遗传算法进行改进,并将它用于阵列天线辐射方向图的优化综合问题,并结合模式搜索算法,对大间距阵列天线的辐射方向图进行二次优化,使得栅瓣被有效抑制。另外,针对阵列天线的副瓣电平降低问题,使用幅度加权法来降低阵列天线的副瓣电平,并且针对阵元随机分布的阵列天线,本文提出了一种新的加窗方法,有效降低了阵列天线的副瓣电平。最后,介绍了 MATLAB软件和GUI平台的一些基础知识,使用MATLAB软件的GUI平台研发了一个天线测试用户界面,此用户界面具有接收发射校准、辐射方向图测试和扫描码值产生等功能,使得繁琐的测试工作变得简便快捷。另外,对本文中优化设计的天线进行生产组装,并在微波暗室中利用此用户界面对天线进行测试,给出了仿真与测试的对比辐射方向图,并进行了简要分析。