大型托卡马克装置稳态强杂散磁场引起的电力与电子设备失效问题是其稳定运行的潜在威胁,磁场抗扰度测试是托卡马克装置现场设备准入性检验的主要技术手段。大口径稳态磁场线圈是抗扰度测试系统的核心部件,主要用于产生测试所需的大空间均匀强磁场。为实现中国聚变工程实验堆（China Fusion Engineering Test Reactor,CFETR）现场设备的抗扰度测试,国家重大科技基础设施项目“聚变堆主机关键系统综合研究设施”（Comprehensive Research Facility for Fusion Technology,CRAFT）拟建设一套2.1 m/500 m T稳态磁场抗扰度测试平台。CRAFT测试线圈口径大、磁场强度高,其设计参数属国际首例,设计与研制缺乏参考。同时,测试线圈的运行功率和质量较大,其低功耗、轻量化优化和多物理场耦合分析十分重要,样机研制也极具挑战。本文针对大口径稳态磁场线圈的分析与设计进行了研究,主要工作包括:（1）针对传统线圈结构均匀磁场空间有限的问题,提出了适用于磁场抗扰度测试的优化线圈结构及其归一化数学模型。基于适用于磁场抗扰度测试的均匀磁场定义,研究了同轴线圈结构的归一化设计方法,提出了优化线圈结构,总结了具有工程实用性的快速设计公式,取得了相较于传统Merritt线圈11.5%～24.8%的性能提升。（2）针对大口径高强度测试线圈低功耗、轻量化等设计需求,提出了基于带精英策略的快速非支配排序遗传算法的测试线圈优化设计方法,完成了CRAFT2.1 m/500 m T测试线圈的分析与设计。建立了大截面测试线圈通用的带约束多变量多目标优化分析模型,研究了线圈主要结构变量对Pareto前沿的影响规律,完成了CRAFT线圈方案的优化设计。针对大口径高强度测试线圈的运行稳定性等问题,完成了CRAFT测试线圈的电磁、热、结构等多物理场耦合分析与工程设计。（3）基于国际热核聚变实验堆（International Thermonuclear Experimental Reactor,ITER）组织稳态磁场测试设施采购包,完成了国际上综合参数最高的1 m/275 m T测试线圈的研制与测试,对关键技术进行了验证。在优化设计与工程分析的基础上,研制了ITER测试线圈,并进行了磁场分布测量、阻抗特性测试和温升测试,验证了优化设计方法和关键技术的有效性。（4）探索研究了基于铁磁材料磁增强的测试线圈新型设计方案,为测试线圈低功耗、轻量化设计提供了新思路。通过多反射理论建立了测试线圈铁磁边界条件下的磁场解析模型,提出了基于磁增强的测试线圈设计方法。分析表明,铁磁材料可使线圈磁场产生效率提高175.4%,可使线圈总功率降低84.1%;计及铁磁材料重量,仍可取得43.4%的总功率降幅。本文的研究工作为CRAFT大口径稳态磁场线圈的研制奠定了坚实基础,也为此类线圈的分析与设计提供了参考,对高功率大体积磁体装置的优化设计与工程分析也具有一定的借鉴价值。