反射面天线广泛应用于雷达、通信、射电天文等领域,随着向大口径、高频段、高增益、高指向精度的方向发展,机电耦合问题(机械结构与电磁性能)愈加突出。基于前人的工作,本文针对大型微波反射面天线机电耦合中存在的若干问题进行了研究,主要工作如下:(1)反射面天线表面均方根误差是衡量天线电磁性能的一个重要参数,但均方根误差难以反映表面误差的分布形式。针对该问题,以峰值增益损失和第一副瓣电平抬升量为目标,反射面各个环域法向误差的方差为设计变量,在反射面表面精度相同的约束条件下构造两目标优化模型,分析了法向误差的径向分布形式对电性能的影响规律。进而导出了非均匀表面法向误差沿径向的加权函数,揭示了其径向分布形式对增益和第一副瓣电平的影响机理。基于上述加权函数对具有径向非均匀分布法向误差的反射面进行了加权评估,数值结果表明加权后的均方根误差可较好地反映反射面天线在电性能意义上的精度。(2)反射面天线电磁近似计算技术是提高机电集成优化设计效率的措施之一,但现有电磁近似计算技术只适用于小变形。为此,本文提出了一种基于分段线性逼近的反射面天线电性能近似计算模型,即将指数误差项进行分段线性逼近,经过单元内部若干近似后将结构变形和辐射积分分离开来,进而利用有限元刚度阵组集的思想,将辐射积分转变为一次矩阵乘法运算,数值结果表明所提近似计算模型可行、有效。同时,基于此模型提出了一种波束赋形优化设计模型,效果良好。(3)反射面天线结构网格到电磁网格的位移信息传递是机电集成优化设计的关键问题之一。本文针对现有细化结构网格生成电磁网格方法的不足,提出了一种基于二次曲面的结构网格到电磁网格位移信息传递方法。先利用结构网格节点坐标构造变形反射面相应节点位置的法向量,再针对任意结构网格,根据其节点坐标和节点法向量构造一个二次曲面近似为该结构网格对应的真实变形曲面,最后在所构造的二次曲面上进一步划分网格生成一套精细的电磁计算网格。数值结果表明所提方法可行、有效。(4)服役于复杂恶劣环境下的反射面天线需要进行定期校准工作,而反射面面板调整过程通常较为繁琐且周期长,因此调整馈源位置是提高非主动主反射面天线电性能的常规手段。本文从反射面天线的远区电场方向图出发导出了变形反射面天线馈源调整量的计算公式,并对从远区电场方向图反推馈源位置误差和馈源指向误差的反推效果进行了分析,给出了有用的数据和曲线。将上述方法应用于非主动主反射面天线馈源的调整,效果良好。(5)随着反射面天线口径的增大和频段的升高,太阳照射引起反射面天线的热变形对其电性能的影响已不可忽视。针对该问题,本文给出了一种太阳照射下反射面天线波束指向实时调整流程,提出了反射面天线温度场实时预估方法,并推导了波束指向调整量的计算公式。可通过少量温度传感器实现反射面天线温度场的实时预估,为反射面天线波束指向的实时调整奠定了基础,某7.3米口径抛物反射面天线的实验结果说明了方法的有效性。