针对快速地跟随目标或转换目标的问题,要求星载天线具备一定的机动性,本文主要研究了大型可机动星载天线构型的实现方案,提出了一种适合该类方案的天线背架,对其运动学、动力学以及机动性等方面进行了研究。针对工程项目需求,研究了反射面的几何特征,确定了反射面成型方案,为使结构更加紧凑,运用最小二乘法确定了天线背架的最优工作表面。为实现星载天线的可机动性,设计了一种基于三棱柱可展单元的天线背架,该天线背架具有高刚度、高收纳比、轻质、大口径等优点。为了加强径向肋天线的刚度,在两相邻径向肋外端设计了双层剪切链。为验证该天线背架的合理性,基于D-H法和螺旋理论建立了三棱柱可展单元的运动学模型,分析了可展单元的展开过程和展开轨迹。基于可展单元运动学的研究方法,建立了天线背架整体的运动学模型,研究了其展开过程,验证了展开功能的有效性。为保证天线背架的稳定性,研究了天线背架的结构动力学特性。为避免天线背架共振,分析了天线背架的自由模态和约束模态,得出了前几阶固有频率与振型。研究了不同材料和几何尺寸对天线固有频率的影响,得到了提高天线背架固有频率的方法,为后续优化结构的固有频率提供理论基础。为能快速转换追踪目标以及对快速移动目标进行监测,研究了星载天线的机动性能。首先,通过联合PATRAN与ADAMS研究了不同工况下天线背架的驱动力矩和功率,基于惯性释放对危险工况进行了强度分析,结果表明该背架满足工程要求。为提高天线背架运动效率,研究了天线背架从机动开始到获得稳定所需的时间,采用二分法确定了天线背架的最佳运动方案,并分析了该运动方案下天线背架的瞬态响应特性及结构强度,验证了该方案的可行性。最后,在不影响天线背架稳定性的基础上减轻背架质量,以最佳运动方案确定的工况条件为约束,根据研究的固有频率提高方法,以几何尺寸为决策变量,建立相应的优化模型,通过联合MATLAB与NASTRAN对天线背架结构进行了优化,优化后的模型固有频率与原模型相近,但其质量降低了77.94%,优化效果明显。