微波频带中强方向性天线主要有反射面天线、透镜天线、喇叭天线等,尽管此类天线方向性强,在雷达应用方面具有明显的优势,但是它们共同的缺点是体积较大,不便于携带或集成化。相控阵因其适应能力和抗干扰能力强、波束指向灵活、可同时形成多波束、目标容量大等优点近年来被广泛应用于雷达通信方面,现已成为雷达最主要的发展方向。因此,相控阵的精确分析就显得尤为重要。近年来,现代电磁系统的规模及复杂性显著提高,大型天线阵列精确仿真设计给计算电磁学中的常规数值方法带来了极大的挑战。随着国内外高性能计算技术的迅速发展,超级计算机已经为相控阵天线的精确仿真和设计提供了强大的计算平台,可以解决大部分中等规模相控阵天线问题。但对于更大规模复杂阵列,因其产生的未知量过大,超级计算机也无能为力,而目前主流的方法都是一些近似方法,并不能准确分析整个阵列的辐射特性。本文基于子阵思想,结合矩量法本征解的优点,利用小阵列在各单元单独馈电时的等效电磁流求解大型阵列的总辐射场。对于简单阵列,利用矩量法本征解可一次性提取出大型阵列中所有典型单元单独馈电时小阵列的表面等效电磁流;通过对大阵列中不同位置单元分别进行处理然后叠加,本文方法可精确考虑到阵元间耦合及阵中单元所处阵列环境。区别于传统方法只能分析阵列方向图,利用小阵列表面等效电磁流可计算空间中任意一点场值,为分析阵列周围电磁环境提供了新的方法。利用镜像原理引入地面的反射效应,分析了阵列在实际情况中阵列辐射特性,详细推导了小阵列表面等效电磁流的旋转,对共形阵列的分析提供了有效途径。综上所述,该方法在有效减少计算量的情形下较精确地计入单元间的耦合影响,而且适用于任意形式的天线单元组建的阵列。因而,对工程实践中大型阵列天线辐射场的高精度分析有较好的应用价值。最后,本文对一些小型的相控阵进行了仿真计算,并与全波仿真方法进行了对比,结果吻合良好,有效证明了该方法的精确性。分析计算了2000单元的线阵方向图特性;80x80单元的平面阵方向图特性并分析了该阵列在实际姿态下的方向图特性及阵列周围电磁环境,并利用镜像原理分析了地面对该阵列辐射特性的影响;提供了包含3万单元球面阵的三维方向图,取得了与预期一致的结果,为实际工程应用中的大型相控阵的设计及优化提供了准确的理论依据和高效的分析手段,也为分析阵列周围电磁环境提供了除测试外新的方法。