随着深空探测的不断深入,人们对于更高精度、更大口径卫星天线的需求也越来越迫切。本文以支撑天线的基本构型单元为设计原点,完成了构型方案设计与模块化拓展设计,分析了机构方案的运动学与动力学,优化了机构的相关结构参数,实现了完整的机构结构设计并通过试验验证了机构展开功能,最后完成了机构的精度分析工作。以模块化拓展为核心,几何单元构型为基础,本文提出了三种不同的构型单元方案。以此为分析对象,建立比频率和比刚度指标,优选出了合理的构型单元。以天线机构的展开功能需求为基础,在构型单元上进行运动副配置,完成构型方案的设计与模块化拓展方案的设计。在得到机构的构型后,本文将注意力放在机构的运动学与动力学分析上。机构的运动学表达机构能够顺利展开而机构的动力学则表达机构的展开过程是否平稳。本文计算了机构的自由度,确定了机构驱动布置的数量与位置。同时提出了多种驱动方案。在运动学分析的过程中,通过分析机构的位移、速度及加速度曲线,优选出了合适的驱动方案,并使用ADAMS对机构进行了运动学仿真。机构的动力学方面,本文通过ADAMS仿真验证了机构的运动时序问题与驱动速度匹配问题,最终确定了机构的驱动方案与驱动参数。本文针对机构的展开状态进行了模态分析,得到了机构的前6阶振型。为了保证机构在展开后能够拥有较好的性能,本文对机构的结构参数进行了优化设计。通过敏感度分析与响应面拟合,得到了不同类型杆截面参数对机构性能的影响。最后,确定了比频率最大为优化目标,明确了优化函数,得到了不同杆截面参数的优化解。以上机构方面与结构方面的设计工作为接下来的机构设计奠定了基础。本文对机构的驱动模块、联动机构、锁紧机构、定位机构以及多种铰链机构进行了详细地设计,并且制作了一台1:10比例的缩比模型。利用该缩比模型,本文完成了空间三棱柱式可展开平面天线机构的展开功能原理验证试验,从功能原理的角度论证了机构的可行性。最后,本文使用旋量理论对单模块单环机构进行了建模,引入了杆长误差与铰链间隙误差在。将闭环机构拆解为多个运动链,运用Rodrigues方法得到了机构的单模块单环精度模型。借助此模型进行精度分析,得到了不同杆长误差以及铰链间隙误差对机构精度的影响。