电子装备是机电结合的系统,机电耦合问题已成为制约电子装备性能提高并影响下一代装备研制的一个瓶颈。因而在多个国家重点项目的支持下,基于前人的工作,本文以电子装备的典型案例—反射面天线和高密度机箱为研究对象,针对其存在的场耦合问题进行了深入研究与探索。在前人提出的反射面天线机电耦合模型的基础上,针对耦合模型综合考虑随机误差与系统误差,导致计算工作量大的问题,提出了新的耦合模型求解方法。首先基于结构分析的变形网格推导了结构与电磁网格转换矩阵,用于得到电算网格和内部计算点,以内部点代替细化网格,保证精度的同时降低计算工作量;其次利用有限元单元形函数插值,计算内部点的变形,可提高高频时的计算精度;再次根据结构网格的具体形式推导了不同单元的数值积分公式,拓展了适用范围;最后通过数值算例和工程实验表明了该求解方法的正确性和有效性。针对耦合模型系统误差中的太阳辐射热变形影响面天线电性能的问题,首先研究天线受到太阳照射的热流密度;其次以热流密度为载荷,分析了天线的温度分布,并通过实验验证了分析结果;最后研究了温度导致的结构变形对天线电性能的影响。针对耦合模型随机误差中通常忽视表面加工质量的问题,利用分形函数建立天线面板表面纹理的数学模型,将表面纹理引入面天线机电耦合模型中计算电性能。得出了表面加工质量的纹理幅度、密度和粗糙程度对电性能影响的初步规律。相关结论可供工程实践参考。针对面天线结构设计中的机电分离问题,在面天线机电耦合模型的基础上,建立了反射面天线的机电集成优化模型,进行反射面天线机电集成优化设计。同时将天线整体建模,在设计变量中包含馈源(副面)支撑结构的参数,能够将天线的主面和馈源(副面)支撑结构作为一个整体进行设计。通过典型8m口径抛物面天线的机电集成优化实例表明,与传统结构优化和单纯考虑主面的机电集成优化相比,考虑整体的机电集成优化能够取得更好的效果。最后将机电集成优化应用于某工程的40m口径反射面天线,获得的改进设计方案可供工程参考。针对高密度机箱电磁兼容性分析的问题,从多场耦合的角度,综合考虑了孔缝等结构参数、接触缝隙等因素,同时还考虑了实际工作中机箱的结构变形和温度对电磁器件的影响等实际因素,提出了高密度机箱的机电热三场耦合模型。对于接触缝隙或导电衬垫,通过转移阻抗得到其等效的电磁参数,可进入场耦合模型,提高了实际机箱电磁屏效分析的准确性。说明了耦合模型求解的具体步骤。最后不但进行了数值算例仿真还设计了实物实验,通过仿真数据与实验数据的对比表明了所提场耦合模型的正确性与有效性。针对高密度机箱设计中存在的机电热分离问题,在高密度机箱机电热三场耦合模型的基础上建立了多场耦合的集成优化模型,分析了优化模型的特点,提出优化求解的思路与流程。并将优化模型应用于某实际工程案例,通过对结构参数进行优化设计,获得的改进设计方案在结构强度、通风散热和电磁屏效三个方面都有明显的改善,体现了集成优化的优势。