积分方程中的积分算子是求解电磁辐射问题的关键。积分算子揭示了场与源之间的关系,对积分算子进行压缩可以有效地简化电磁辐射模型。本文采用基于骨骼化框架的积分算子压缩方法,研究了辐射场采样压缩和天线阵列综合。所提积分算子压缩方法的主要流程可以简述如下:将积分方程离散为矩阵方程,得到积分算子对应的关联矩阵;引入骨骼化框架分析和压缩关联矩阵,得到关联矩阵的骨骼框架。骨骼化框架可分为行骨骼化框架以及列骨骼化框架,本文将对这两种骨骼化框架的物理内涵及应用进行研究和分析。关联矩阵的每一行对应一个场点,因此行骨骼化实质上是对辐射场的压缩。基于行骨骼化框架,本文提出了辐射近场和辐射远场的自适应采样方法。所提辐射场压缩方法可以提取辐射场的骨骼采样点,并用骨骼采样点处的辐射场值准确计算非骨骼采样点处的辐射场值。数值结果表明所提辐射场压缩方法可以有效地减少辐射场所需要的采样点数(如在辐射近场压缩的算例中,本文所提辐射场压缩方法可以减少60%以上的采样点数)。再结合基于截断奇异值分解的降噪方法,本文研究了所提辐射场压缩方法的噪声容忍度。此外,本文还根据所得骨骼采样点的分布情况,分析了骨骼采样点的分布规律。关联矩阵的每一列对应一个源点,因此对关联矩阵进行列骨骼化可实现对辐射源的压缩。基于列骨骼化框架,本文研究了连续口径源的压缩采样及多方向图天线阵列综合方法,该方法所得天线阵列能准确地重现连续口径源的辐射方向图。数值结果表明所提阵列综合方法能将连续口径源有效地离散并压缩为天线阵列,且该方法不需要针对连续口径源的变化对天线阵列的结构进行优化,就可以完成多方向图天线阵列综合。通过后补偿方法,本文研究了互耦效应对所得天线阵列的影响;并结合阵元间距优化算法增大天线阵列的最小阵元间和减少所得天线阵列的阵元数,有效降低了所得天线阵列的加工成本和加工难度(阵元位置过近将难以加工)。此外,本文还制定了天线阵列的实验方案并根据目前已有的实验结果给出了实验所存在问题的解决方案。研究结果表明基于骨骼化框架的积分算子压缩方法有效地完成了辐射场的自适应采样以及基于连续口径源的天线阵列综合:基于行骨骼化框架的辐射场自适应采样方法不仅有效地减少了辐射场测量所需的采样点数,还保证了所得辐射场的有效性和精度;基于列骨骼化框架的天线阵列综合方法可将连续口径源有效地离散并压缩为天线阵列,实现多方向图天线阵列综合。值得一提的是,骨骼化框架方法是矩阵分解方法而非迭代方法,其可以避免迭代方法收敛性差或不收敛的问题发生。此外,所提压缩方法是基于场源关系的,其不会因场源的空间分布变化而变化。这意味着在固定了场源关系的前提下,即使场源空间分布发生变化,其也只需进行一次矩阵分解,这可以有效地减少不必要的计算时间。