天线系统在加载天线罩或安装在载体平台上后,其电磁特性明显受到附近结构的影响。在现代天线设计中,亦需要精确评估这些影响来修正天线结构参数。将天线与周围结构看作一个整体,进行快速精确的一体化电磁仿真分析也就日益显得重要。此类加罩天线系统和载体平台上的天线系统,通常具有显著的电大尺寸和复杂结构的特征,使用传统全波方法很难高效地解决这类问题。针对电大尺寸天线—天线罩系统和电大尺寸平台上的天线系统这两类问题,本文以精确的全波分析算法—体面积分方程(Volume-Surface Integral Equation,VSIE)为基础,结合高效的高频分析算法—表面积分法(Surface Integration,SI)和物理光学法(Physical Optics,PO),并应用快速算法多层快速多极子算法(Multilevel Fast Multipole Algorithm,MLFMA),实现了精确、快速高效的电磁仿真分析。本文的主要研究工作与创新点如下:首先,为解决接收模式下的带罩天线问题,从等效原理出发,提出了修正表面积分法(Modified Surface Integration,MSI),提高了入射平面波通过天线罩后在罩内透射电磁场的计算精度。进而,提出了将MSI和MLFMA加速的VSIE相结合的混合算法VSIE-MSI,用于分析接收模式下电大尺寸天线—天线罩问题。该算法极大地减少了计算未知量数目,减少了计算时间,并显著降低了计算内存资源需求,其内存消耗与使用全波VSIE分析孤立天线问题时基本相当。其次,建立了迭代型VSIE-MSI算法,考虑计算了天线罩内存在的反射效应,并通过迭代的方式计算了天线与天线罩间的相互作用,进一步提高了VSIE-MSI算法的计算精度。同时,应用MLFMA加速计算天线和天线罩之间的耦合作用以及天线罩本身在罩内的多次反射,以极小的内存代价将原有VSIE-MSI算法的计算复杂度降至O(Nlog N)量级,显著减少了计算时间。再次,将迭代型VSIE-MSI算法应用于带罩天线辐射问题的分析,并对算法做简单改进后将之应用于带金属附件的天线罩—天线结构,使得该混合算法可以分析更为复杂的天线罩问题,扩展了算法的应用范围。然后,针对电大尺寸平台上天线辐射与散射特性的快速精确分析问题,提出了MLFMA加速的迭代型分区域的VSIE-PO算法,将全波区分成若干子区域并将PO中的遮挡因子做合理近似后,使得MLFMA成功应用于该混合算法中高低频区域间耦合作用的快速计算,进一步将传统矩量法—物理光学法混合算法(Method of Moments-Physical Optics,MoM-PO)的计算复杂度和存储复杂度降为O(Nlog N)量级。同时,在MoM区应用VSIE,使得该混合算法可以求解分析电大尺寸导体平台上导体—介质复合结构天线系统问题。数值实验结果表明该混合算法具有良好的计算精度、优良的数值收敛性以及大幅度节省计算资源等特点,是一种快速分析电大尺寸导体平台上复杂天线问题的有效方法。最后,将VSIE和大面元物理光学法(Large Element Physical Optics,LEPO)相结合建立了基于MLFMA加速的迭代型分区域VSIE-LEPO算法。由于LEPO使用带有相位信息的基函数,有效地减少了求解目标的网格数量,降低了建模和网格剖分难度。此外,VSIE-LEPO算法的存储量和计算量直接和全波子区域数目正相关,适合用于分析电大尺寸平台上天线数量较少或者天线布局区域较为集中的问题,此时,VSIE-LEPO比VSIE-PO在计算时间和内存需求消耗更少。