本论文主要研究了大功率微波传输系统的两个问题：其一是电磁波在大气中传播时，与大气相互作用的研究，其二是对微波发射接收系统中天线的研究，主要研究波导缝隙阵列天线的优化设计。当电磁波在高空中传播时，地空间除了正常的自由空间损耗之外，还必须考虑降雨、云雾、冰雹等特殊因素带来的影响，以及折射等现象的影响。在上述情况的基础上，仔细的研究了10千瓦L波段，1千瓦X波段的电磁波在地面到高空200千米的距离中传播的情况。在研究了微波传播问题之后，本文研究了高功率波导缝隙阵天线的设计问题。在论文的第三章我们提出了应用遗传算法进行快速优化的新方法。首先利用Elliott设计方程考虑波导缝隙阵天线中单元间的耦合效应，提出“电流分布逼近”作为目标函数，替代了以往所选的“方向图逼近”目标函数，利用遗传优化算法对谐振式波导缝隙阵天线进行方向图优化设计。我们设计了一个8元波导缝隙阵，证明了这种方法是有效的，并完成了一个16元缝隙阵的设计实例。数值结果表明，此方法相比于传统“方向图逼近”优化方法更加快速有效，并且可以应用到大型的波导缝隙阵的设计之中。