方向图是射电望远镜的重要性能参数。针对传统射电天文源测量方向图中信号源强度和频段有限等局限,本文开发了基于无人机平台的射电望远镜方向图测量系统,并对天籁射电望远镜开展了实验分析研究。从射电天文源测量原理出发,研究了基于无人机平台的方向图测量原理和方法,分析了电磁兼容、无人机位姿高精度测量、位姿测量数据与接收数据匹配等关键技术问题,并设计了测量系统总体方案。硬件系统由无人机平台、机载信号发射系统、无人机位姿测量系统和接收机系统组成,软件系统包含无人机位姿测量软件、轨迹规划软件及测量数据处理软件。根据天籁射电望远镜馈源极化方式,设计并制作了极化匹配的半波振子机载发射天线;通过链路分析计算,结合天籁射电望远镜接收机动态范围,设计了由信号源、滤波器、衰减器等组成的信号发射前端;二次开发了无人机平台的位姿数据采集系统,解决了位姿测量数据与信号接收数据的匹配问题;开发了无人机飞行轨迹规划和方向图测量数据处理系统;开展了方向图测量系统的电磁兼容分析与实验。结果表明所设计与开发的测量系统满足射电望远镜方向图测量需求。应用电磁场仿真软件CST,分别开展了天籁射电望远镜接收馈源、单架射电望远镜及阵列环境下的方向图仿真分析,仿真结果将用于方向图测量结果的比对,互相验证,以改进射电望远镜设计技术。以碟形射电望远镜作为测量对象,经航线规划、噪声测量、无人机飞行测量和数据处理等流程后完成了方向图测量。无人机测量法将仙后座A的测量范围扩大至第四旁瓣,二者测量结果在半功率波束宽度内的幅度差异小于1d B,证明了无人机测量法的准确性;无人机测量结果与阵列环境下仿真结果对比,旁瓣波束位置和波瓣宽度差异均小于1?,验证了测量和仿真结果的正确性。多个时间和飞行高度的测量结果重合性良好,表明无人机测量法具有良好的稳定性。本文设计开发的射电望远镜方向图测量系统,具有操作方便、测量过程灵活可控等特点,在射电望远镜等天线的方向图测量中具有良好应用前景。课题对天籁射电望远镜的测量实验,也为其天文观测的定标提供了基础。