本发明公开了一种基于深度神经网络和辐射数据补偿的天线阵列故障诊断方法，属于天线信号处理，故障识别领域。本发明首先在天线应用前的训练阶段，在远场区域的多个测量点上，利用探头测量阵列在多种故障场景下的辐射数据，然后将测得的数据作为神经网络的输入，将失效阵元的个数和位置分别作为输出，训练两个神经网络；其次是应用阶段，在与训练阶段相同的采样点上对待诊断阵列的远场辐射数据进行测量，然后将该测试数据输入到已训练好的神经网络中，初步确定最有可能失效的阵元位置，再利用辐射补偿的方法逐步确定所有可能失效阵元的位置。该算法通过数据补偿的方法有效减少了训练阶段需要采集的样本数据，适用于较大规模的阵列故障诊断。