反射面天线具有高增益、重量轻、低副瓣、辐射效率高等优点,在合成孔径雷达、卫星通信、射电天文等领域获得了广泛的应用。特别是近年来,星载系统及其它地面站应用的大力发展,使得系统对反射面天线的波束性能提出了更高要求。因此反射面天线的波束形成技术便成为了当前研究的热点。本文在综述阵列馈电反射面天线国内外研究现状的基础上,结合科研课题,系统地对反射面天线的分析和设计技术、阵列馈源激励系数的优化方法以及反射面赋形方法进行了深入研究。所取得的主要研究成果及其创新性贡献总结如下:　　 1.深入研究了阵列天线激励系数的优化方法。提出了改进的投影矩阵法,用于优化阵列天线的激励系数,综合出期望波束形状。相对于其它算法,改进的投影矩阵法具有收敛速度快、稳定性高、可用于大型阵列等特点。这使得改进的投影矩阵法不仅可用于仅相位或仅幅度控制约束下阵列天线单波束综合,而且可以应用于多波束同时综合和方位向多相位中心合成孔径雷达(DPCA SAR)阵列天线多波束同时综合。本文给出了这些应用的具体算例及方法比较,数值仿真结果验证了改进的投影矩阵法的正确性、有效性和优越性。　　 2.深入研究了阵列馈电抛物面天线馈源激励系数的优化方法。研究了位于焦散区阵列馈电的反射面天线几何结构。与馈源位于焦平面的抛物面天线结构相比,这种聚焦馈源反射面天线具有更灵活的波束重构和扫描能力。本文在详细讨论物理光学理论的基础上,对抛物面天线辐射场的计算公式进行了再推导,将所提出的改进投影矩阵法应用于优化阵列馈电抛物面天线的馈源激励系数使抛物面天线的波束综合更灵活、功能更强大。相对于其它算法,改进的投影矩阵法具有收敛速度快、稳定性高、可加入仅相位控制约束等特点。给出的旋转对称抛物面天线和偏置馈电抛物面的波束形成算例验证了这一方法的有效性和可行性。　　 3.深入研究了单馈源反射面天线的反射面赋形方法。引入了最新的带有全局和局部临域模型的差分进化算法(DEGL),并采用一种有效的种群初始化中个体分量取值上下限的选取原则,解决了反射面赋形中的修正雅可比函数和傅里叶多项式的面型展开系数优化问题,在物理光学理论的基础上对赋形反射面天线辐射场的计算公式进行了推导,并结合焦点处单馈源激励下偏置反射面天线的设计算例,综合出了赋形的反射面和特定区域形状的波束,仿真结果体现出DEGL算法具有较好的全局寻优能力和较快的收敛速度,并验证了该方法的有效性。　　 4.综合研究了阵列馈电反射面天线的结构和波束形成问题。并针对高分辨率宽测绘带合成孔径雷达(HRWS SAR)系统需求,本文提出了一种新型馈源阵列激励系数优化和反射面赋形相结合的优化方法,设计了一种新型位于焦散区的相控阵馈源赋形反射面天线结构,对反射面的面展开系数、多波束共用的馈源阵列幅度分布以及对应不同波束的馈源阵列相位分布进行了优化,实现了反射面天线的波束重构或扫描。该方法即在综合上述研究成果的基础上,采用改进的投影矩阵法优化相控阵馈源的激励系数、DEGL算法优化反射面的面展开系数,实现阵列馈电反射面天线的多波束及扫描特性的同时综合。数据仿真结果表明,该方法具有较强的工程实用价值,并已应用于实际工程的仿真设计。