在相控阵雷达信号处理领域中,全数字相控阵雷达,相较于传统机械雷达,摆脱了载体平台机动性限制,可以实现超大孔径的大型相控阵雷达。大型相控阵进行波束形成时具有诸多优势,如波束宽度窄,辐射增益高,探测距离长,阵列自由度大等,这些优势使得雷达可以实现对远程,快速以及多目标信号进行高精度探测。但是由于多阵元带来的多通道问题,不但增加了工程实现的成本和难度,相关算法的复杂度也相应增加。本文首先基于对大型阵列降维的目的研究了几种子阵划分方法,讨论了方法的优缺点,为后续子阵划分技术的应用奠定了基础。另外由于相控阵雷达应用现实条件的多样性,出现了越来越多有别于传统平面阵等的非规则阵型,如共形阵,机会阵,联合阵等,对于此问题,本文抽象出各个子阵不在同一平面内的基于共形阵的子阵级波束形成问题。通过算法仿真与结果分析,证明了共形阵子阵级波束形成算法的有效性。在传统单脉冲跟踪测向技术的基础上,本文提出了一种基于降维相控阵的四通道和差测角方法。就是在传统单脉冲三通道和差测角的基础上,增加双差通道,提高对于主瓣内偏离波束中心3dB以上的目标的测角精度。本算法联合三、四通道测角优势,扩宽了精确测角范围,提高测角性能。另外由于客观实际条件的不同,对相控阵雷达方向图的要求也不同。本文首先研究了几种传统方向图综合方法,进而采用粒子群优化算法同时优化子阵划分以及相位加权值,使得综合所得方向图参数满足期望要求。其中,本文对粒子群优化加权法进行改进,采用仅相位加权不但减少了优化参数的个数,而且对于应对频率抖动等产生的误差具有很好的鲁棒性;另外,对相位加权初始值选取的改进有效的加快了算法的收敛速度。通过仿真对比,证明算法可以取得期望效果。