合成孔径雷达卫星因具有不受日照和天气条件的限制,能全天候、全天时地对地观测,并对某些地物具有一定的穿透能力等优势,其应用需求日益广泛。天线机械系统是连接卫星星体与有效载荷的重要载体,主要功能是为天线集成提供安装平台,承受运输、试验、发射等各阶段的载荷,实现天线板的在轨展开,并保证天线阵面的在轨精度要求,因此,天线机械系统对有效载荷性能的实现具有举足轻重的作用。随着用户需求的不断提高,天线载荷具有质量重、天线口径大、构型复杂、精度要求高等特点,因此,要保证性能,需要对这类天线的高刚度低响应和在轨低变形技术进行研究,这是空间结构机构中的一个迫切需要解决的重要课题。本文根据某卫星雷达天线载荷重、精度要求高的需求,介绍了天线机械系统关键部件的设计,进行了机构和结构动力学仿真分析以及天线阵面在轨热变形分析,并根据分析结果进行了优化设计,开展了模态测试工作,验证了动力学仿真分析结果。同时进行了振动试验、展开试验,对产品的性能和优化结果进行了验证。通过结构动力学计算,找出了影响天线刚度及响应的因素,对天线主承力结构的构型、连接天线与星体的压紧点的数量和布置、天线与星体间的距离大小等方面的设计参数进行了优化,解决了重载天线高刚度低响应的技术难点,达到提高刚度、减低响应的目的。同时,根据天线在轨环境条件,建立了天线阵面热变形计算模型,通过从材料、尺寸、构型、温度工况、连接方式等方面的对比分析,找出影响天线热变形的敏感源,并根据分析结果,提出相应措施,调整产品的设计参数,从而达到降低热变形提高天线阵面在轨精度的目的。通过计算分析和试验测试,给出了工程上较为合理可行的设计方案,此设计能使收拢构型满足频率要求,展开构型可满足频率和在轨低变形的要求,突破了重载荷高精天线机械系统的关键技术,为相关产品的工程化应用奠定了基础。