有源相控阵天线不同于传统机械转动扫描形式,是用电子扫描技术实现天线波束指向改变并进行波束扫描的天线。相对传统的机械扫描式天线,有源相控阵天线的优点有:测量精确度高,扫描速率高,能够快速改变天线波束指向;体积较小,故障率较低,通过替换单元,方便维修;多目标跟踪扫描能力强。已广泛应用于各种武器系统中,在成为国防领域中核心部件之一,具有广阔的应用前景。其中发射/接收组件（T/R组件）用于激励各辐射天线单元从而在空间合成特定要求的波束,是有源相控阵天线的核心部件,其性能在很大程度上决定了天线的总体电性能。T/R组件通常由无源结构和有源芯片组成,随着有源相控阵天线朝着高频段、高增益,高密度的方向发展,T/R组件的几何密度和热流密度急剧增加,无源结构、有源电路与组件性能间的机-电-热耦合效应日趋显著,成为阻碍天线性能提升的一个关键问题。本文针对这一问题,系统地开展了以下研究。首先,提出了一种T/R组件的场路协同分析方法,通过对无源结构进行电磁场分析以计算其等效电路参数,并采用电路分析的方法计算实际工况下T/R组件的整体性能,克服了传统等效电路法无法分析其中的机电耦合效应的问题,提高了分析精度。其次,提出了一种T/R组件的场路协同优化设计方法,通过电磁电路协同优化,优选结构参数评估组件在发热状态的性能,实现服役工况下组件的性能最优,克服了传统的机电热分离设计方法导致的迭代次数多、组件性能提升困难的缺陷。最后,采用场路协同优化设计方法研制了一种三维垂直互连的X波段T/R组件,与传统二维平面结构的同波段T/R组件相比,其占用面积缩小了 15%,接收和发射通道增益分别提升10%和 20%。