阵列天线方向图综合是阵列信号处理领域的重要研究方向之一,具有重要应用意义。其主要目的在于确定阵列天线的激励系数、阵元数目和位置等参数,使阵列天线的辐射特性满足期望的指标要求。然而,在很多实际应用场景下,为了节约成本简化阵列馈电网络设计复杂度,希望通过唯相位方向图综合的方式实现期望辐射特性,这种方法只使用移相器实现波束控制,能够实现阵列馈电网络的一致性。本文主要研究大型阵列天线的唯相位方向图综合的相关算法,主要围绕方向图主瓣赋形、降低副瓣电平以及多波束赋形需求等方面展开研究。论文主要内容如下:首先,本文介绍了阵列方向图综合的基本理论,建立了平面阵的信号模型,然后列举了三种经典方向图综合方法,并给出了仿真分析。针对只使用激励相位加权实现方向图的方式,建立了唯相位方向图综合的问题模型。其次,介绍了基于辅助相位优化的交替投影（APOAP）算法的基本原理,在此基础上,对激励投影算子进行改进,给出了二级激励幅度投影算子,从而实现了对激励幅度的量化限制,然后为了实现阵元激励幅度的一致性,给出了唯相位投影算子,并将改进算法应用到大型阵列天线方向图综合的领域中。最后,将遗传算法和粒子群混合（GA-PSO）算法应用到低轨卫星唯相位多波束赋形中,设计了工作区划分方案,并使用GA-PSO算法实现了唯相位多波束赋形。然后,本文对入侵性杂草算法进行了改进,在改进算法中,将莱维分布作为全局指导,然后为了避免陷入局部最优解,引入了变异操作,同时对竞争性排除策略进行了改进,从而维持种群多样性。而且,为了将其应用到唯相位方向图综合的领域中,给出了一种改进适应度函数。对比实验结果显示本文提出的改进算法的具有更好的方向图综合性能。