本文以星载网状反射面天线为对象,分析了天线表面网格的几何逼近误差对天线电性能以及部分制造误差对天线结构性能的影响,并对反射面网格设计、索网张力与放样设计以及考虑索长和索网边界支撑点位置随机性的索网结构设计等方面进行了深入研究。主要工作可概括如下:1.星载网状天线反射面网格具有周期性的几何逼近误差,会导致天线远场辐射方向图产生栅瓣。本文针对该问题,在初始设计中,提出了通过减弱几何逼近误差的周期性来改善栅瓣电平的方法。首先,分析了反射面网格几何逼近误差的周期性及其对口径面相位误差的影响;其次,提出了三种减弱反射面网格几何逼近误差周期性的方法,一是在径向引入扰动因子,二是改变表面网格环向轮廓的形状,三是采用类似Penrose拼图的表面网格形式;最后,建立优化模型,可实现在不降低天线增益,且不明显增加索网结构索单元总数的基础上,具有较低栅瓣电平的反射面网格形式。2.为保证满足电性能要求的反射面网格可由只能承受拉力的索网结构张拉成形,提出了同时考虑天线电性能和索网张力分布的反射面网格综合设计方法。该方法以上述三种减弱几何逼近误差周期性的网格设计方法为基础,给出了每种网格对应的整体索网结构的拓扑连接形式,并与天线形态分析相结合,以获得同时具有较合理的电性能和张力分布的网状天线。3.网状反射面天线结构是索网-桁架组合结构,索网和桁架结构的位移和受力情况是相互影响的,设计好的索张力会在索网柔性支撑结构的影响下重新分配,从而导致反射面精度下降。为此,本文提出了以索放样长度为设计变量,反射面精度为目标函数,材料强度和索不虚牵为约束函数的非线性规划问题,进而将其转化为一个序列二次规划问题予以求解,并将该方法集成到了本单位研制的星载天线多学科综合设计平台的形态设计模块中。使用者可通过输入网状天线的基本参数,快速建立其有限元模型,进而采用自主研发的算法对网状天线进行形态设计,用于指导天线的实际研制。4.网状反射面天线的形面精度除与其几何逼近误差相关外,还取决于其制造精度。由于反射面是靠索网结构张拉成形的,索段的放样误差以及索网结构边界支撑点的位置误差都会对索网形面精度和张力产生重要影响。为挖掘结构因素对天线性能的影响机理,本文导出了形面精度和索网张力对这些随机因素的解析灵敏度,从而可给出影响天线性能的敏感因素,进而为天线优化设计和索网结构的加工、装配工作提供参考和指导信息。5.为降低随机因素对天线形面精度和索张力的影响,本文在灵敏度分析的基础上,导出了形面精度和索张力与随机因素之间的关系,并建立了基于最坏情况的天线索网结构稳健优化设计数学模型,通过设计索放样长度和边界支撑点位置误差的容差、索张力及索横截面积来降低随机因素对索网结构形面精度和索张力的影响。