天線，是我們日常生活中很常見的一種通訊設備裝置，在我們頭頂上的那片神秘太空，也有天線的存在。這些天線主要裝在衛(wèi)星、飛船等航天器上，用于航天器與地面的雙向信息傳遞。

衛(wèi)星距離地面幾萬公里甚至幾十萬、幾百萬公里，與地面的各種交流都是通過電磁波實現(xiàn)的。而電磁波在穿越星際的過程中會有損耗，為了讓衛(wèi)星清楚的聽到地面的指令，清晰將星上信息傳回，研制人員給衛(wèi)星裝上了天線。可以說，天線是衛(wèi)星的“順風耳”或者“擴音器”。天線已成為任何一個航天器不可或缺的重要組成部分，航天器天線影響并制約著整個無線通信系統(tǒng)乃至整個航天器的性能和功能。

在我國研制發(fā)射的航天器中，80%以上的有效載荷系統(tǒng)的天線都是由中國空間技術研究院所屬的空間電子信息技術研究院研制的。據該院天線專家吳春邦介紹，他們?yōu)槲覈兄屏说谝桓笨臻g可展開網狀天線、第一副空間相控陣天線、第一副星載遙感相控陣天線、第一副星載智能天線、第一副星載數(shù)傳相控陣天線、第一副星載導航相控陣天線。

從20世紀六十年代至今，我國的空間天線技術實現(xiàn)了三次技術跨越：

線天線時期

（20世紀六十年代至八十年代）

▲東方紅一號線天線

這一時期，我國進行了早期的通信衛(wèi)星研制，當時的通信衛(wèi)星通信容量較小，以廣播服務為主，服務范圍較廣，衛(wèi)星的經濟效益還不明顯，對天線的要求并不高，主要以喇叭天線、振子天線為主。我國第一顆人造衛(wèi)星東方紅一號用的鞭狀桿天線就是線天線的一種。面天線時期

（20世紀九十年代至本世紀初）

▲中星6A衛(wèi)星賦形反射面天線

進入上世紀九十年代，隨著商用通信衛(wèi)星的起步發(fā)展，衛(wèi)星通信容量逐漸增大，為提高天線增益和區(qū)域覆蓋能力，反射面天線得到了快速發(fā)展。通過對反射面進行賦形優(yōu)化設計，實現(xiàn)了對不同地區(qū)的靈活覆蓋；同時引入機構組件使天線具有轉動功能，實現(xiàn)了覆蓋區(qū)的靈活機動掃描。我國發(fā)射的大多數(shù)衛(wèi)星中，都有面天線，例如北斗導航衛(wèi)星、中星系列部分通信衛(wèi)星、神舟飛船的中繼終端等等。

大發(fā)展時期

（近十年來）

進入本世紀后，隨著我國綜合國力的增強，國產衛(wèi)星家族不斷龐大，包括通信衛(wèi)星、導航衛(wèi)星、遙感衛(wèi)星、載人飛船、深空探測器等各類航天器，對天線也提出了越來越高的要求。

為了在不增加衛(wèi)星承載能力的前提下進一步提升衛(wèi)星通信容量或探測能力，空間天線有了陣列技術、多波束技術和大型可展開反射器技術等眾多新技術。

陣列技術是指把許多線天線按照一定規(guī)律排布在一起，極大地提高了天線在收發(fā)電磁波信號時的抗干擾能力，提高了衛(wèi)星的在軌可靠性。

多波束技術通過一副或多副天線形成數(shù)十個甚至數(shù)百個波束覆蓋某一特定區(qū)域，通過衛(wèi)星在地面上形成了類似地面移動通信領域的蜂窩網絡，極大的提高了衛(wèi)星的通信容量。我國第一顆高通量衛(wèi)星——實踐十三號采用的就是多波束天線。

▲實踐十三號多波束天線

大型可展開反射器技術使天線隨衛(wèi)星發(fā)射前收攏成較小體積，衛(wèi)星入軌后天線在地面指令控制下展開并形成一張巨大的天線網，為航天器天線的創(chuàng)意性和前瞻性設計提供了無限可能。采用了大型可展開反射器技術后，通信衛(wèi)星可獲得更高的通信容量，導航衛(wèi)星可提高定位精度，遙感衛(wèi)星可提高對地觀測精度，深空探測器可飛往遙遠的月球、火星甚至太陽系邊緣。

▲嫦娥四號中繼星“鵲橋”傘狀天線

2018年5月21日發(fā)射的嫦娥四號中繼衛(wèi)星上架設了一副口徑近5米的傘狀天線，這副天線屬于大型可展開天線，這是人類深空探測器歷史上攜帶的最大口徑通信天線。