无人机在高湿、强风、盐雾或高原低温的环境里，如何让天线既轻又稳，还能保持可靠的链路和定位?围绕“无人机玻璃钢天线”，我们从材料、结构、射频特性到安装调试与维护做一次系统梳理，帮助在选型与落地时少走弯路。

一、什么是“玻璃钢天线”，它适合无人机吗?

“玻璃钢”(FRP)是以玻璃纤维为增强材料、以树脂为基体的复合材料。在无人机领域，常见形态有两类：

1)玻璃钢天线罩(Radome)+内置射频单元：天线本体(如微带贴片、螺旋、偶极或小阵列)被玻璃钢外壳保护，实现抗冲击、耐候与气动优化;

2)玻璃钢载体的共形天线：将导体走线或辐射体与玻璃钢机身/机翼一体化，使外形更顺滑、干扰更可控、重量分布更合理。

玻璃钢的介电常数适中、机械强度高、成型灵活，兼顾强度与射频透波性，非常适合对轻量与耐候要求高的无人机平台。

二、材料与结构：为何选用玻璃钢

透波性与稳定性：玻纤/树脂体系在L、S、U 频段具有良好的透波性，合理控制纤维体积分数与壁厚，可将天线罩附加损耗压低到可接受水平;

轻质高强：相对金属外壳，玻璃钢密度低，不会构成大面积导体屏蔽;

耐候与耐腐蚀：抗紫外、耐盐雾、耐湿热，可覆盖海事、林业、测绘、电力巡检等多场景;

成型自由度：手糊、真空灌注、RTM、缠绕等工艺可实现流线型、椭球或尖锥外形，有利于气动与结构集成;

表面工艺：外表层可做抗UV涂层与疏水处理，内表层尽量避免含金属颜料或高损耗涂料，保证透波与一致性。

三、射频指标与链路设计的关键点

围绕无人机常用频段与业务，需把握以下要点：

频段覆盖：

GNSS：BDS/GPS/GLONASS/Galileo 等多星座多频(L1/L2/L5、B1/B2/B3)，关注相位中心稳定与群时延一致性;

数传/图传：2.4 GHz、5.8 GHz，关注带宽与隔离度;

远距控制：868/915 MHz 或更低频段，关注效率与机体遮挡;

蜂窝回传：4G/5G 作为备份链路时，注意与图传的互扰与MIMO布局。

极化与增益：GNSS优先右旋圆极化，轴比越小越有利于抗多径;图传/数传常用线极化，需配合地面站极化一致或做交叉极化配置;

驻波与效率：针对小型机体，天线与天线罩耦合容易劣化驻波与效率，实装状态要比裸测更严格;

辐射方向图：多旋翼顶部GNSS需要仰角方向均匀覆盖;固定翼机腹侧的图传需要较好的下半球辐射;

隔离与共存：GNSS 与图传、遥测之间建议预留足够的物理距离与屏蔽/滤波策略，目标是提高端到端链路余量而非只看单一驻波。

四、安装与布局：从位置到走线的细节

位置优先级：GNSS置于机体上方、远离高噪声器件(电调、马达、开关电源);图传/数传可置于腹部或机翼端，以降低机体遮挡;

与碳纤维的关系：碳纤维导电且易形成屏蔽或寄生反射，玻璃钢罩与碳纤层之间需保持设计间隙或使用低介垫片，必要时局部做电磁吸收处理;

地面参考与背板：微带贴片/偶极/单极天线对地参考敏感，小型平台可用定制金属背板或电缆编织层作为参考平面;

线缆与连接器：优先低损耗同轴，走线远离强电与高速差分线;连接器(SMA、MMCX、U.FL)要有可靠的机械固定与防松措施;

密封与减振：接口处做防水圈与点胶;玻璃钢罩与机体的螺栓连接加防松垫圈;对高频振动可加弹性支撑。

五、典型方案解析

多频GNSS玻璃钢天线：双/三频贴片或多层介质结构置于薄壁玻璃钢罩下，追求低轴比、低群时延起伏与稳定相位中心，适合测绘与RTK;

2.4/5.8 GHz 图传一体化：双频共形或双路分集设计，机腹侧覆盖优化下半球增益，并兼顾偏航姿态变化时的链路稳定;

915/868 MHz 长距控制：在玻璃钢机身尾段布置半波偶极或F天线，利用较低频率获得更好绕射能力;

复合一体天线：将GNSS贴片与2.4 GHz 偶极在同一玻璃钢罩内分层布置，提高集成度但需精细隔离与匹配;

机翼共形阵列：在玻璃钢翼面嵌入多单元小阵列，减小外突，兼顾气动与低RCS，对长航时固定翼有优势。

六、工艺与质量：把控一致性的几件事

厚度与树脂含量：天线罩厚度公差直接影响谐振与损耗;控制纤维体积分数与固化曲线，减少批次间漂移;

纤维方向性：主受力方向使用织物层提高强度，射频透波区域避免过多叠层与局部富树脂;

模具与脱模：高温稳定的模具保证尺寸精度;内壁尽量平整，减少表面波散射;

固化应力：控制升降温速率，避免成型后翘曲导致与天线本体间隙变化;

喷涂与标识：外表面喷涂选择低损耗涂料，避免金属粉;统一批次颜色与标识，便于可追溯管理。

七、环境与可靠性：按场景制定指标

温湿与紫外：根据任务地域定义温度/湿热循环;户外长期暴晒需加抗UV层;

盐雾与化学：海岸与化工区飞行，选耐盐雾、耐化学介质的树脂体系;

振动与冲击：起降与运输会叠加冲击，应在整机级做振动谱验证，检查驻波与方向图是否漂移;

雨淋与防水：接口处做IP防护，防水不等于透波良好，厚重涂层可能增加损耗;

静电与放电：玻璃钢表面易积累电荷，可在非透波区配置静电泄放路径或机翼放电刷，避免链路突变。

八、干扰与电磁兼容：从源头降低噪声

电源噪声治理：图传与GNSS射频前端独立稳压，远离开关电源环路;

线缆与束线：同轴与高dv/dt电源线分层布线，必要时加磁环与共模扼流;

滤波与陷波：在近邻频段拥挤的系统中，加前端窄带滤波或陷波提高选择性;

隔离度目标：多天线共存时，以整机端口间隔离>20 dB为起点，结合姿态变化校核链路余量。

九、调试与验证：仿真—样机—整机—外场闭环

仿真先行：建立天线+玻璃钢罩+碳纤机体的联合模型，先看谐振与方向图趋势;

样机暗室测试：矢网校准后测S 参数、辐射效率、轴比和方向图;

整机舱内复测：把电机、电调、图传全部上电，评估真实噪声环境;

外场飞测：记录链路质量、RTK固定率、定位漂移、抗多径表现;

A/B对比：同机型更换不同厚度或树脂体系的罩体，量化附加损耗与图形畸变，沉淀选型数据。

十、选型清单与采购要点

频段与极化：明确GNSS多频与图传频段，极化方式与地面站相配套;

尺寸与重量：关注机头/机背/翼尖安装空间与重心影响;

接口与线缆：统一连接器型号与线缆长度，避免自制延长带来的额外损耗;

固定方式：螺接/卡扣/点胶复合固定，兼顾维修便利性;

一致性与批次管控：同一料号保持树脂与纤维体系不变;

认证与记录：留存材料批号、成型参数、暗室报告、飞测报告，便于复现。

十一、维护与使用建议

日常检查：起飞前检查罩体裂纹、松动与渗水;连接器是否松脱;

清洁与防化学：使用中性清洁剂与软布，避免丙酮等溶剂侵蚀;

线缆保养：定期更换易疲劳弯折处的同轴;

固件配合：图传/数传发射功率根据任务距离与法规设置，避免不必要的热负荷与互扰;

改装管理：更换罩体或喷漆后复测驻波与链路，确保不被“外观优化”拖累性能。

无人机玻璃钢天线的价值，不仅在于“罩住”与“透波”，更在于把材料、结构与射频指标在有限的尺寸与重量内做到平衡。只要在选型、布局、工艺与验证环节把握住关键细节，就能让无人机在复杂环境中保持稳定定位与清晰链路，让每一次起飞都更可靠。