高频地波雷达对海面的实时监测具有监测区域大,运行成本低,可全天候工作,探测精度高,抗干扰能力强,超视距等特点。但由于其工作频率(3~30MHz)以及探测要求的限制,高频地波雷达接收阵列天线的尺寸和占地面积庞大。而海岸线资源日趋紧张的今天,对高频地波雷达的研究转向在海岛架设的小型天线。本文针对海岛特殊环境以及地形较复杂的特点对天线性能进行研究,主要研究内容分为四个部分:第一部分,针对海岛恶劣环境下天线阵元易损坏且维修困难的问题,首先讨论了阵元损坏位置和数量对阵列方向图以及DOA估计的影响,然后根据单根阵元损坏的方向图特点诊断故障阵元的位置,最后对方向图采用零点约束最小二乘误差方向图合成方法补偿,对DOA估计采用数据隔离的方法进行补偿,仿真结果表明,阵元损坏位置越靠近阵面中间位置性能越差,本文采用的补偿方法对阵元缺损方向图发生的畸变有很大的改善,数据隔离方法对DOA估计补偿效果良好,利用高频地波雷达实测数据验证了此方法的可行性。第二部分,针对地形不平整和难以布阵的地形导致天线方向图发生畸变的问题,首先讨论了不同地形对天线方向图性能的影响,并根据地形与天线单元间相位关系对波束形成权值进行调整实现校正,然后对山丘或沟壑等障碍地形,采用遗传算法优化进行稀疏布阵并对子阵采用相位加权补偿,对于旁瓣电平的进一步优化采用切比雪夫加权的方式。仿真结果表明,该补偿算法和布阵方式是有效的。第三部分,针对海岛上地网铺设困难的问题,建立偶极子以及八元天线阵列的仿真模型,比较铺设地网前后天线的输入阻抗、最大辐射仰角、反射损耗、谐振频率、电压驻波比等特性,然后改变地网大小、形状、垂直距离比较天线上述主要参数,仿真结果为无地网岛基高频地波雷达天线的实际设计提供了理论支撑。第四部分,针对天线单元间的互耦问题,首先讨论了互耦对天线方向图和DOA估计的影响,然后提出了一种基于循环迭代的方法估计互耦系数,从而进行互耦自校正。此方法无限次迭代直至收敛到最优解,利用该方法对均匀线阵、均匀圆阵以及半弧海岛共形阵进行了互耦校正,仿真结果表明,小型阵列受互耦影响严重,且该方法对互耦校正有效。