星载有源相控阵天线广泛应用于多个领域,如空间通信、遥感、电子侦察、导航、环境监测等,其具有尺寸大、重量轻等特点,在服役过程中受卫星姿态晃动、机械振动以及太空恶劣温度环境的影响,阵面易发生结构变形,影响天线的波束指向精度等,造成天线电性能降低。作为星载有源相控阵天线主要形式之一的星载微带阵列天线,在发生结构变形时,不仅会导致天线单元位置偏移与指向偏转,同时天线单元会因局部变形而发生形貌变化,导致单元辐射方向图改变,直接影响到天线的电性能。正因如此,阵列天线的机电耦合问题逐渐成为星载有源相控阵天线发展的瓶颈之一。为此,本文以星载有源相控阵天线为例,对阵列天线在多工况下的结构变形与天线主要辐射性能参数之间的耦合关系进行深度分析。本文主要研究内容如下:(1)对于阵面发生局部变形后微带天线的形貌描述方法进行了探究,并基于等效尺寸法与并矢格林函数法研究其发生单元形貌变化后单元间互耦的表示方法,推导出单元间互耦与单元物理形状的机电耦合模型。然后在HFSS中建立具有形貌变化的呈2*2排列的微带单元阵,并将单元间的互耦值HFSS仿真结果与耦合模型计算结果相对比,从结果可以看出同行位置的微带单元的弯曲半径大于21mm、同列的微带单元弯曲半径大于24mm、对角的微带单元弯曲半径大于16mm时,两者计算误差小于5%,从而验证了耦合模型的正确性。最后基于变形单元方向图函数的数学表征方法,推导出考虑互耦影响下形貌变化后的单元方向图函数。(2)基于形貌变化下微带单元方向图函数,将其应用于阵列天线的机电耦合模型中。首先对星载阵列天线的工作环境进行了分析,将单元形貌变化影响因素加入到阵列天线机电耦合模型中。再参照实际工况在HFSS中建立四组变形后的天线阵面(呈8*2排列的微带单元阵,四组工况中单元最小弯曲半径分别为0、2λ、λ、λ/2),对阵列天线耦合模型的正确性进行了验证,从结果可以看出两者相对误差值最大为2.85%,可以满足工程要求。最后利用基于形貌变化的阵列天线耦合模型探究了主要辐射性能参数与阵面变形程度(对称、非对称弯曲变形)的规律,结果表明,对称变形的阵面其最大变形量为9mm时,增益损失为0.5d B达到工程中临界值;非对称变形阵面最大其变形量为24mm时,增益损失达到临界值。利用耦合模型计算的变形临界值可以为实际工程天线设计提供有效指导。(3)根据建立的基于形貌变化下的阵列天线机电耦合模型,利用C++Builder软件开发了一款基于单元形貌变化的星载有源相控阵天线辐射性能快速计算软件,通过该软件,可快速有效地计算天线阵面存在结构形变时星载阵列天线性能参数变化情况。详细地整理了该基于单元形貌变化的星载有源相控阵天线辐射性能快速计算软件的整体设计思路、各个模块的具体内容。最后以实例完成了存在结构形变的星载阵列天线辐射性能分析的全过程,验证了该软件的实用性及有效性。对于快速计算分析星载环境对相控阵天线的影响提供了方法。