各领域中无线传输系统的应用促使天线阵列的研究不断进步,在此研究基础上产生了智能天线技术。由于天线辐射信号的能量有限,方向图本身的旁瓣电平是其能量损失的关键,因此如何优化天线阵列的旁瓣电平是智能天线技术中的重要课题。人们给出了许多线型、圆形二维阵列和共面阵列的旁瓣电平优化解决方案,但是三维随机天线阵列的旁瓣电平优化是需要进一步研究的问题。本文根据天线阵列的辐射特性,构建了三维随机天线阵列数学模型。一般的天线阵列方向图函数为二维阵列的表达式且球坐标形式不利于阵元位置数值化分析,本文在一般方向图函数的基础上,通过直角坐标系变换,推导出了三维随机天线阵列的阵列因子表达式,在假定阵元为全向阵元时,由阵列因子即可分析天线阵列的方向图。最大旁瓣电平是信号旁瓣能量损失的主要部分,因此构建了最大旁瓣电平的数学模型,以最大旁瓣电平的分贝值为目标函数,即天线阵列方向图中除第一零陷以外的最大值。由于一般传统方向图优化方法如泰勒综合法、切比雪夫综合法和傅里叶变换法有较多的参数设置限制,且一般仅适用于某些特定的均匀分布天线阵列形式,因此,算法进一步结合了当今群智能优化算法在各项应用中对数值优化的良好性能,选择了使用群智能优化方式来解决本文所构建的问题。本文选择使用常作为对比算法的粒子群算法(PSO)以及两种现今比较流行且被多种问题证明表现较好的萤火虫算法(FA)和布谷鸟算法(CS)来对天线阵列的旁瓣电平进行抑制优化。根据对目标函数的分析,将优化形式分为两种,一种只优化阵元激励,另一种同时优化阵元激励与阵元位置,依据三种群智能算法的原理和一般实现步骤,分别针对两种优化方式给出了每个算法在两种优化方式中的具体实现方式。经过仿真实验对比,三种群智能优化算法对于三维随机天线阵列的最大旁瓣电平都有着较好的抑制作用,通过分析数据,得到了稳定性和优化效果两方面综合最优的优化算法,进一步通过两种优化参数方式的实验,得到了较好的优化参数方案,对所定义的问题进行了较好的求解。