随着天文观测和空间探测发展的需求,大型射电天线越来越得到广泛应用,大型柱面射电天线是开展行星际探索的一类专用天线,本文以大型柱面天线为研究对象,开展天线驱动系统设计研究。首先在分析大型柱面射电天线技术指标及功能需求的基础上,依据“两心重合”的天线虚拟轴理论,提出一种滚动轨道式天线俯仰传动方法。结合天线转动特点,对比分析液压、链轮滚子、索牵引三种驱动方案,将钢丝绳牵引引入天线驱动系统之中,形成了天线驱动系统的总体方案。其次,开展大型圆弧轨道设计、大圆弧索牵引、俯仰配平等关键技术分析。包括分析计算天线驱动系统所受的主要载荷,其中包括摩擦载荷、惯性载荷、风载荷;根据天线俯仰转动要求,展开索牵引机构中钢丝绳、定滑轮、卷筒布局与选型设计,实现钢丝绳拉力始终沿着圆弧滚道切线方向的功能;通过对常见的轨道结构对比分析,设计一种双V形截面的箱体式圆弧滚动轨道,并着重对比分析了上轨道两端固定滚珠、下轨道两端固定滚珠、设置分区挡板这三种支承滚珠组布置方案,并最终采用设置分区挡板的支承滚珠组布置方案;采用M30R高强螺栓实现上轨道与天线背架的连接方案;根据索牵引驱动方案,将环形耦合同步控制应用于多索牵引机构同步驱动中,解决多机构协同控制问题,运用双闭环反馈控制实现绳索稳定位置控制。建立柱面天线驱动系统结构模型,开展动力学仿真,验证其具有实现天线俯仰转动的功能;运用有限元仿真软件,开展圆弧滚动轨道在不同工况下的静力学分析,结果表明其最大形变为0.57mm,最大应力为35.7MPa均符合设计要求;采用梁联接的方式,对上轨道与天线背架连接位置进行仿真分析,获得各部件应力分布云图及高强螺栓受力情况,结果表明此连接方案符合要求。最后,针对滚动轨道式天线俯仰传动结构不能采用传统配平方式的问题,提出了曳引轮与重锤组合式及链轮滚子式这两种俯仰配平方案,从传动稳定性、经济性、可靠性、后期维修等方面进行分析,选用链轮滚子式俯仰配平机构去实现索牵引机构的动态卸荷,并根据所需提供驱动力对关键部件进行详细设计。为了验证索牵引机构的方案设计的可行性,索牵引机构钢丝绳与零部件选型设计的合理性,天线的驱动精度,制定了索牵引驱动系统实验测试方案;为了验证链轮滚子式俯仰配平机构可完成动态卸荷,辅助索牵引机构驱动天线,制定了链轮滚子式俯仰配平机构实验测试方案。本文设计的大型可动式柱面天线驱动系统,具有驱动方式新颖,造价低,支撑性能优越等特点,为之后类似大型天线的驱动系统设计提供参考。