目前,索网天线广泛应用于航天领域,然而由于地面环境和太空环境存在着重力场差异,且考虑到索网结构大尺度、大柔度、高度非线性的特点,在地面验证中如何对其进行重力卸载成为一项关键技术。针对这一问题,本文开展了以下三个方面的工作:(1)研究了重力下索网结构的刚度非线性问题。首先,本文利用力密度法对无重力环境下的索网结构进行预张力设计,确保索网结构具有一定的刚度。其次,基于无重力环境下的结构状态,推导了重力环境下索网结构的静力平衡控制方程。分析表明重力下索网结构具有刚度非线性,并且索网的预张力、材料特性、几何拓扑形式等因素都对重力下索网的非线性程度有很大影响。最后,针对不同索网结构研究预张力大小、索网材料密度以及天线口径大小等参数对重力下的形面精度的影响。总结出重力环境下材料密度越大、口径越大时,在结构所能承受范围内,尽可能增大预张力,形面精度受重力的影响越小的规律。(2)研究了重力下索网结构形面分析方法。首先,基于悬链线索单元的特性分析,推导悬链线索单元节点力的求解公式。其次,根据竖向索的受力情况,给出了竖向索节点力的计算方法。再次,针对重力索网结构形面的求解问题,基于动力松弛法提出了一种新的数学求解模型。最后,分别以两根悬链线索结构、平面悬链线索网结构和空间网面反射面悬链线索网结构为对象分析上述求解模型的计算精度和速度。结果表明该方法计算精度高、迭代步数少,能够有效解决重力环境下索网结构的形面分析问题,并且具有良好的通用性。(3)研究了索网结构重力卸载的方法。首先,本文通过比较天线反射面重力卸载与形面调整的差异,明确索网天线反射面卸载原则。其次,考虑天线反射面的尺寸、形状以及工作状态,本文选用气球悬吊法对空间索网天线反射面进行重力卸载。然后,针对气球悬吊卸载中卸载点的分布以及卸载力的大小如何确定的问题,本文提出了两种方法,分别为综合卸载方法和基于灵敏度卸载法,并进行了算例分析。通过算例比较发现:综合卸载法和基于灵敏度卸载法卸载效果相差不大。但当卸载点较多时,综合卸载法优化变量增加,会导致优化计算量剧增,优化时间变得较长,很难求解到最优解。基于灵敏度卸载法卸载点分布和卸载力大小的均匀性较好,没有改变索网的内部结构,卸载效果较稳定。