Učinkovita implementacija električkih filtara je važna jer smanjuje potrebne sklopovske resurse i potrošnju energije. Najzahtjevnija komponenta s oba ova aspekta je množilo. Posljedično, učinkoviti sustavi se često dizajniraju s ciljem minimizacije broja množila ili pojednostavljenja njihovih struktura. Prvi pristup vodi na dizajn rijetkih sustava. Drugi je prisutan u dizajnu prostornih filtara gdje visoke radne frekvencije nameću dodatne zahtjeve kao što je zahtjev za niskim dinamičkim rasponom pobudnih koeficijenata. Numerička optimizacija je čest alat za dizajn ovakvih sustava. Nažalost, optimizacijski problemi koji se pritom javljaju su često nekonveksni i stoga teško rješivi. U ovoj disertaciji istražene su metode za dizajn rijetkih sustava i sustava s ograničenim dinamičkim rasponom koeficijenata. Konkretno, predložena je metoda za dizajn rijetkih FIR filtara čija amplitudna karakteristika minimalno odstupa od željene. Metoda se temelji na signomijalnom programiranju koja uključuje lp normu s 0 < p < 1, a primijenjena je na dizajn filtara s linearnom fazom i filtara bez zahtjeva na faznu karakteristiku. Nadalje, razvijena je metoda za dizajn rijetkih FIR filtara pomoću globalne optimizacije. Metoda se temelji na grananju i ograničavanju s učinkovitim odsijecanjem grana stabla. Primijenjena je na filtre čija je amplitudna karakteristika ograničena u smislu maksimalnog ili kvadratnog odstupanja od željene karakteristike. U području dizajna prostornih filtara, predložena je metoda za dizajn rijetkih i nerijetkih antenskih nizova s uskim snopom zračenja i ograničenim dinamičkim rasponom koeficijenata. Rijetki dizajn proširuje nerijetki tako da dopušta pojedinim koeficijentima zauzimanje nulte vrijednosti, što rezultira boljim dijagramima zračenja.