为适应军用卫星通信发展韵需求,卫星通信系统要求星载天线不仅能够生成高质量的点波束,而且还需要具有在其服务区内进行快速灵活的波束扫描的能力。本文密切结合“十五”国防预研项目“星载多波束及可控点波束天线”,系统地研究了星载宽角扫描天线的分析和设计,并重点对一种适合于卫星平台上安装的侧馈偏置卡塞格伦(SFOC)双反射面天线进行了研究。作者的主要工作和创造性成果可概括为以下几个方面：1.以阵馈反射面天线系统中的馈源阵列为对象,研究了复合点波束的合成方法,并针对共轭场匹配法(CFM)和最优方向系数法(OD)的固有缺点,提出了一种适用于阵馈反射面天线的方向图综合方法。2.将几何光学(GO)和物理光学(PO)相结合,研究了一种有效分析双反射面天线辐射方向图的混合方法,避免了采用单一方法分析双反射面天线时存在准确度不高(GO/GO)或计算量大(PO/PO)的问题。具体计算过程中,文中首先通过GO方法对双反射面天线的副反射面进行分析,获得了其主面上的面电流分布,继而利用PO方法对求得的面电流进行积分得到了天线系统的辐射场。3.研究了共焦点反射面天线和双校准反射面天线的结构模型和扫描机理,并重点对双校准反射面天线进行了设计和分析,其结果表明：在最大口径误差一定的前提下,双校准反射面天线比与其等效的共焦点反射面天线的扫描范围增大了40%以上。对双校准技术的研究为开展双反射面天线的赋形设计提供了基础。4.以一种扫描性能优异,且适合于卫星平台上安装的天线系统——侧馈偏置卡塞格伦(SFOC)天线为研究对象,对其结构参数进行了详细的设计。设计过程中首先应用等效抛物面的概念推导了该天线系统零交叉极化和能量漏射最小的数学条件,并从该条件出发,设计了天线非扫描时的基本结构参数。然后针对天线进行波束扫描的要求,论文研究了与扫描状态相关的其他参数(包括扫描过程中馈源的位置、馈源对副面的指向、以及副面的形状和大小)的设计方法。5.为改善星载天线的扫描特性,应用射线追踪的方法,利用优化的方法对单反射面天线和SFOC双反射面天线进行了面赋形设计。为增加反射面表达式的灵活性,赋形过程中首先根据反射面的初始数据,以双三次B样条函数逼近其形状,然后以馈源相位中心到扫描口径面的路径等长为目标,通过粒子群(PSO)全局优化算法对样条函数的插值数据点进行调节,最终经过迭代计算确定了反射面的形状。6.分析了SFOC天线的平均功率方向图,研究了反射面随机表面误差对天线辐射特性的影响。分析过程中首先利用Ruze关于表面误差的理论.将反射面上某点的误差量定义为该点在标准反射面法线方向上的偏移量,并设反射面上每个小的区域内,该偏移量的大小相同。然后在设定由随机表面误差引入的口径相位误差服从均值为零的正态分布的条件下,推导了天线平均功率方向图的计算公式。最后利用以上公式计算了相关的数据和曲线,为具体工作中反射面制造精度的确定提供了指导。