抛物柱面天线是反射面天线的一种重要型式。作为大型机电一体化设备,天线的结构因素对其电性能往往会产生不利影响,如导致天线增益下降、副瓣抬高等。在实际工程中,这些结构因素往往带有一定程度的随机性,从而导致天线的电性能产生随机波动,严重影响其电性能的可靠性和稳健性。这就需要从机电结合的角度研究天线的机电综合分析和优化设计等问题。从现有文献,关于圆抛物面天线的机电综合仿真和优化设计等问题已有了一定的研究成果,但从机电集成的角度研究抛物柱面天线的分析和优化设计问题尚比较少见。本文在前人已有的研究成果基础上,以某15m口径抛物柱面天线为典型案例,研究了考虑面板误差的柱面天线机电综合仿真和优化设计方法,为抛物柱面天线的设计工作提供理论支持和方法指导。主要内容包括:1.基于Sammi提出的考虑表面随机误差分布不均匀性的抛物柱面天线方向图的计算模型,采用Matlab软件,编写了抛物柱面天线各项电性能指标的计算程序。通过具体算例研究了线馈源照射下,反射面误差对天线增益损失等指标的影响规律。建立了算例天线的参数化有限元模型,给出了柱面天线机电综合仿真的方法和流程。从有限元分析结果中提取面板的变形信息,利用Matlab编程实现了该柱面天线的机电集成分析。2.综合考虑天线各项性能指标要求,以天线背架截面尺寸为设计变量,建立了柱面天线机电综合优化模型,并给出相应的计算流程,实现了案例天线的机电综合确定性优化设计。3.考虑天线背架截面参数的随机性,结合Kriging方法和数值积分技术,给出了一种求解电性能均值和方差的不确定性分析方法。以此为基础,建立了抛物柱面天线稳健优化模型,给出了相应的优化流程。实现了算例天线的稳健优化设计。