合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,简称SAR)具有全天候、全天时的对地观测能力。天线作为SAR进行观测工作的“眼睛”,在雷达系统中起着至关重要的作用,从某种程度上说,天线的工作性能与方案选择影响着整个雷达系统的顶层设计。SAR天线技术在进入二十一世纪后得到了迅速发展,在机载和星载应用中得到了快速发展。　　 本论文研究内容集中在SAR天线的宽带化设计和系统优化算法两个方向,并以实际SAR系统天线设计为例进行论述。　　 论文的第一个研究方向为宽带化SAR天线设计,主要研究内容如下:　　 1.宽带微带天线辐射阵面设计。完成了多种宽带微带辐射阵面设计,介绍了宽带微带天线的设计思路和设计方法,大部分设计结果完成了实物加工,并给出了相应的测试结果。　　 2.宽带波导缝隙阵天线阵面设计。以口径反演求解等效口径分布,并进行“矫枉过正”式的优化调整,完成超低副瓣波导窄边行波阵天线设计和宽带低副瓣波导驻波阵天线设计。　　 3.宽带有源相控阵天线色散控制。以一大型星载SAR天线为例,论述时延网络对天线波束色散带来的影响,给出了时延网络的设计方法,并给出了高位共用的简化工程实现方案。　　 论文的第二个研究方向为SAR天线优化设计方法,天线优化是以SAR系统成像质量为目标,对天线实现方案和实现参数的优化,主要研究内容如下:　　 1.多子种群分阶并行遗传算法。在常规遗传基础上进行了大量改进,通过使用非等遗传参数的多个子种群,每个子种群进行分阶层,不同阶层采用不同遗传策略,给出了OpenMP并行计算实现。论文中与多变量优化相关的优化算法都以该算法为基础。　　 2.大型有源相控阵天线的波束赋形优化方法。根据SAR成像机理,给出了SAR天线方向图优化目标,主要包括波束宽度、峰值增益、-3dB波束能量积分比、副瓣电平、波束平坦度、接收最大衰减、平均接收衰减等,以上述优化目标的非线性加权和为总的优化目标,并以一大型星载有源SAP,天线宽带及优化技术研究相控阵天线为例,用多子种群分阶并行遗传算法进行优化,完成了相应的波束设计。　　 3.非等长子阵和非等间距交错阵列布局栅瓣抑制方法。以一大型星载SAR天线为例,给出了大型有源相控阵天线栅瓣抑制的两种设计方法,并完成相应的栅瓣分布分析。　　 4.大型开关馈源和相控阵馈源反射面天线优化设计。以一大型星载SAP,反射面天线为例,以平面波谱展开作为馈源方向图求解工具,完成了开关馈源和分离相位中心的相控阵馈源设计,给出了方向图分析结果。