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方向图综合技术始终是阵列天线研究当中的核心问题和难点问题,方向图综合就是通过利用一组权值矢量来控制对空间不同方向的来波或者发射波产生不同的增益的技术,并且,阵列传感器的种类、个数、摆放的位置以及各种特性都能对形成的方向图产生影响,随着技术的发展,应用的需求对于方向图综合技术的要求越来越高,为了节省硬件成本,需要研究基于方向图要求的阵列最少化的方法,为了匹配越来越大的信息发收,需要研究基于宽带信号的方向图综合,为了提高信号检测效率,需要保证方向图的期望方向阵列增益。本文基于上述各种问题做出以下研究(1)本文首先从节省硬件成本出发,分析了基于方向图指标要求的稀疏阵列方向图综合,通过对权值添加p范数约束来规定方向图综合的阵列稀疏性能,提出通过交替投影乘子法(Alternating Direction Method of Multipliers,ADMM)求解在非凸p范数权值约束和方向图的主旁瓣指标约束条件下的联合优化问题,此方法求解出的权值矢量解,比经典的加权一范数方法具有更优越的稀疏性能,并能较为准确有效的完成综合目的,以此为基础,本文推导了基于ADMM的宽带方向图综合技术,对于不同频率的方向图要求能够选出一组相同的稀疏阵元,并得到对应的一组权值矢量。(2)然后,本文研究了一种基于宽带信号的可以灵活控制方向图的综合方法,在宽带方向图综合当中,不同频率的方向图的频率不变性尤为重要,为了对宽带信号的频率不变特性、阵元稀疏性,以及方向图的其他约束如旁瓣约束等等特性进行综合,本文结合最近出现的A~2 RC方法和MSM-FOCUSS方法,提出了一种能够任意在不同角度灵活控制方向图响应的宽带频率不变方向图综合技术。它能够在保证主瓣区域保持频率不变的同时,对旁瓣做灵活的控制。(3)最后,在改变权值矢量去匹配方向图要求的同时,阵列增益往往会发生变化,本文研究了保证阵列增益的高性能方向图综合算法,分别提出了基于半正定规划(Semidefinite Relax,SDR),基于准凸优化和线性分式半正定规划(Linear Fraction Semidefinite Relax,LFSDR)的主瓣增益损失最小高性能方向图综合算法,以及基于准凸优化和LFSDR的给定主瓣增益允许损失下最大零陷深度高性能方向图综合技术。