多波束天线能够以较窄的波束、较高的增益覆盖较大的空间区域,且能够根据需要灵活调整波束工作状态,在卫星通信、雷达探测等方面得到广泛应用。比特编码阵列天线是近年来出现的一种新型多波束天线,受到天线学界的大量关注。它将有源器件加载在天线单元上,通过控制其偏置电压,对天线单元的辐射相位进行量化调节,从而实现阵列的多波束辐射功能。相比于传统的相控阵技术,比特编码多波束技术结构简单、成本低廉,有利于商业化的大规模应用。本文提出了一种新型编码多波束平面阵列天线,并对其编码方法和广角多波束形成理论进行了研究。使用差分进化算法,对工作在X波段的编码多波束直线阵列和平面阵列天线的编码进行了综合,获得了广角覆盖的多波束辐射性能。本文的主要工作如下:第一章阐述了文章的研究背景,对编码多波束天线和智能优化算法在天线综合中应用的相关国内外研究现状进行了总结。第二章发展了一种基于二进制差分进化算法的阵列天线方向图综合方法。针对期望波束指向和副瓣电平,该方法可以快速综合阵列所需的相位分布,由此可利用全波仿真实现多波束阵列的设计。由于使用了全波仿真和电路优化相结合的技术,并且考虑了单元间的互耦因素,该方法不仅可以节约阵列天线仿真设计时间,而且也具有较高的精确度。第三章提出并研制了一款编码广角覆盖多波束直线阵列天线。首先设计了一款低剖面、宽波束的电磁偶极子天线单元及其编码馈电结构。通过控制天线单元馈电结构中二极管（PIN管）的通断,可以实现具有2比特相位调控特性的馈电。利用第二章所提出的综合方法,对由该天线单元所组成1×16直线阵列进行了综合设计,在±50°范围实现了具有较低副瓣的扫描波束。实验结果验证了设计的准确性。第四章提出并研制了一款编码广角覆盖多波束平面阵列天线。针对大规模天线阵列的应用,对第三章中设计的天线单元进行了改进设计,为天线的偏置电路设计了额外的一层偏置电路层,减小天线单元所占空间。使用改进后的天线单元,对具有波束扫描功能的二维16×16平面阵列天线进行了设计。基于第二章所提出的优化方法,结合方向图移位原理,对二维平面阵列的馈电相位分布进行了综合设计。使用低成本印刷电路板工艺,对所设计的阵列天线进行了加工,并对其在微波暗室中进行了测试。实验结果表明:所研制的二维平面阵列天线可在±40°空间范围内实现任意波束指向,且均具有良好的副瓣电平。第五章对本文工作进行了总结和展望。