飛行器天線，就是飛行器上用來輻射和接收無線電波的裝置。其原理就是發射天線將振盪器（發射機）送來的交流電磁能變為向一定空間傳播的電磁波（無線電波）能量。接收天線從周圍空間獲取電磁波能量，並將它傳送給接收設備。一般地說，天線尺寸對波長的比值越大，獲得的能量也越大。天線具有互易性，作發射或接收時參數不變。對天線參數的要求決定於無線電電子設備的用途。
基本介紹
- 中文名：飛行器天線
- 外文名：flight vehicle antenna
- 分類：可按工作原理工作波段等進行分類
- 主要參數：等方向圖、效率
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名稱
飛行器天線(flight vehicle antenna)
分類
飛行器天線可按工作原理、用途、工作波段、飛行器和使用範圍等進行分類。根據用途分為發射天線、接收天線和收發天線。按飛行器分為太空飛行器天線、飛彈天線和飛機天線。根據使用的頻率範圍分為長波、中波、短波和超短波（米波、分米波、厘米波、毫米波）天線。分米波、厘米波和毫米波天線又統稱為超高頻天線。根據工作原理和結構分為細導線天線、聲學天線、喇叭天線、光學天線(反射器天線和透鏡式天線)和表面波天線。若干同一類型的天線按一定方式排列組成的總體稱為天線陣。天線陣有直線（一維）天線陣和平面（二維）天線陣等。天線陣可形成各種形狀的方向圖（通常為窄波束）並可改變方向圖的空間位置。
主要參數
方向圖
表示天線的方向性能，是接收到的（或輻射出去的）信號功率或場強值與空間位置角的關係圖。方向圖具有波瓣特性。最大的波瓣叫做主瓣，其餘的叫旁瓣和後瓣（圖1 ）。根據方向圖的形狀，天線分為非定向天線（全向輻射）、弱定向天線（波瓣角為數十度）和銳定向天線（波瓣角為數度）。定向發射天線的主瓣應儘量窄，以集中輻射功率;接收天線的旁瓣則應儘量小，以減少來自其他方向的干擾信號。天線主瓣按一定規律在空間反覆運動稱為天線波束掃描（擺動）。
效率
天線輻射功率對發射機輸出功率之比。
增益係數 方向性係數與效率的乘積。
極化 天線的極化特性可用空間位置上電場矢量的端點隨時間變化的軌跡來描述。極化分圓極化和線極化，都可視為橢圓極化的特例。圓極化因電場矢量的旋轉方向不同可分為右旋圓極化和左旋圓極化。左旋和右旋圓極化是正交的，相互垂直的兩個線極化也是正交的。天線與電磁波極化方向一致時（極化匹配）能達到最大能量傳輸，而正交時無能量傳輸。可利用天線和電磁波的正交極化特性實現頻率復用，使通信容量倍增。
輸入阻抗 天線輸入端等效電壓與電流之比值。
頻率特性 天線參數與工作頻率的關係。
分類
飛機天線 主要分通信天線、導航天線和雷達天線。其工作頻率從長波、中波、短波直到微波波段。飛機天線應體積小、重量輕、強度高，並做成流線型或隱蔽式或共形，以減小對氣動性能的影響。一架現代飛機通常裝有一、二十種天線。通信天線依飛行距離遠近而異。遠程飛機採用高頻波段，利用電波經電離層的一次或多次反射實現幾百至幾千公里的超視距無線電通信，還可以在微波波段藉助於衛星中繼實現遠距離通信。低速飛機用張線天線（飛機本身是輻射器），高速飛機用扁平回線天線。近距離通信天線工作在甚高頻和超高頻波段，使用馬刀天線或印刷天線。導航天線依不同用途採用各種形式的天線，如環狀天線與單極子組成的無線電羅盤天線、空腔天線、 V形振子和平衡式環形天線、半波振子和隱蔽式喇叭天線等。雷達天線採用縫隙陣列、卡塞格林（雙反射面）天線、拋物面天線、合成孔徑天線和相控陣天線等。
飛彈天線 飛彈上的天線用於制導、引信、遙測和自毀。其形式有：圓極化平面螺旋或喇叭天線、線極化開槽天線、圓波導天線、拋物面天線、平板波導天線陣、印刷天線、振子天線等。飛彈天線在設計上的特殊要求是：①外露式振子天線或非突出的天線尺寸小、重量輕；②有足夠的機械強度和剛度，能承受高達數百個g的過載；③能在氣動加熱的高溫條件下可靠地工作（飛彈鼻錐部分的溫度可達幾千攝氏度），一般採用耐熱結構材料或防熱方法，如在天線上塗防護材料絕熱層；④儘量避開或減少電漿對天線性能的影響（阻抗失配、方向圖畸變、電波嚴重衰減等）；⑤有足夠高的電擊穿強度。
太空飛行器天線 太空飛行器上的天線多至幾十種，有的尺寸比太空飛行器本體還大，有的就是太空飛行器大部分表面。太空飛行器天線型式多種多樣，工作頻率從甚低頻到毫米波段。不控制對地姿態的太空飛行器，天線方向圖應具有全方向性，如相位旋轉激勵的四根振子天線。自旋軸對地恆定的太空飛行器，其天線方向圖為“8”字形旋轉體，例如雙錐天線或多元圓形陣列。機械消旋或電子消旋技術可使天線窄波束恆指地面，用於通信或氣象數據傳輸。“阿波羅”號載人飛船上有 15種天線（圖2），分別裝於指揮艙、服務艙和登月艙上，供飛船與地面、艙與艙、飛船與登月航天員、月面與地面之間聯絡用。太空飛行器天線除常規要求外，還須適應下列特點：①太空飛行器姿態和軌道變化很大，且與地面距離很遠，故其天線和地面天線兩者均宜為圓極化而且旋向一致。②太空飛行器在發射時速度極高，如無整流罩，則天線應有良好的氣動外形，或採用平裝式，以減小氣動阻力和氣動加熱。運載火箭限制了天線尺寸，故大天線在太空飛行器發射時處於壓緊狀態，入軌後彈開。輕型網狀結構反射面天線可由摺疊狀態伸展到工作狀態，伸縮比達20以上。為保證天線有足夠視野，天線往往用支桿撐出離開太空飛行器。為避免對太空飛行器姿態的干擾，應儘量減少天線的活動部分，力求力矩或轉動慣量最小。反射面天線用網狀結構可減輕太陽輻射壓力。③空間失重環境有利於採用大型伸展結構天線。④空間真空度很高，長期工作的天線所用有機材料的分子逸出會使性能變壞。⑤大型拋物面天線因溫度交變有可能變形，導致天線增益下降。 如一些空間探測器的天線溫度變化範圍達－200～+75°C，需要採用石墨纖維-環氧樹脂面板和鋁蜂窩夾層結構等接近零膨脹係數的複合材料作反射面。⑥空間帶電粒子輻射會影響天線材料性能。
