机载毫米波弧形阵列成像雷达是一种全天时全天候广域观测新体制微波成像系统,能够实现全方位、大视场、高时空分辨率成像观测。弧形阵列成像天线是整个系统的重中之重,相比传统线面阵天线具有多相位中心、大孔径、宽扫描角等优点,为更好地迎合直升机进行静态场景地形回避、运动目标轨迹跟踪与搜索、合成孔径雷达(SAR)成像等应用发展需求提供了可能。本论文围绕弧形阵列成像天线的理论数值分析、天线方向图分析、误差分析、方位向波束扫描方法与优化、低副瓣天线性能几个方面进行了相关理论研究、进行了计算机联合仿真分析实验,通过计算机仿真实验结果验证了设计方法的有效性和可行性。对弧形阵列成像天线的精确数值分析、电磁仿真分析、误差分析进行了研究。以线阵分析理论和阵列近似理论为基础,结合弧形天线复杂的结构特点和工作频段,根据推导出的弧形阵阵因子进行了天线辐射方向图仿真分析。提出了基于弧形阵列成像天线的复杂模型API脚本设计方法,进行了数值求解、仿真分析和数据后处理。根据阵元间距对栅瓣的影响情况,在等角度阵元均匀分布条件下进行了幅度误差、相位误差和装配误差分析,进行了天线方向图误差仿真分析,对波束宽度、第一旁瓣和远区最大旁瓣进行了研究。对全方位大角度波束扫描、天线优化设计、低副瓣天线性能进行了研究。提出了一种基于弧形阵列成像天线的波束扫描控制方法,对相位配置、馈电网络和功率分配网络的合理设置、有效辐射阵元的选取策略等进行了研究。进行了基于等效线阵方法、虚拟阵元方法和频率扫描方法的弧形阵列方位向波束扫描优化设计方法研究,进行了天线方向图波束扫描仿真分析。研究了低副瓣天线幅相混合加权方法,引入沿天线口径分布的失真函数,采用不同幅度窗进行加权,得到了天线波束扫描角度、波束带宽和旁瓣性能关系曲线,为规划幅相激励分配和阵元间距合理选择提供参考。