为了实现UHF通信天线工作状态下的高增益和发射状态下的小包络，采用三级展开的长螺旋天线形式，天线展开后最大长度近4.4 m。通过对螺旋天线参数的优化设计，使其在相应的工作带宽内达到最大的天线增益。
为了避免无源互调的影响，采取收发分开的工作模式。收发各采用一个天线，天线间拉开一定的距离，以保证收发天线之间具有50 dB左右的隔离度。但由于整流罩的包络尺寸限制，收发天线之间不可能相隔很远，因此在天线间增设了金属隔离网，以保证天线间的隔离度。
为了减少星体对天线辐射性能的影响，使用透波的承力锥将天线架高于卫星平台之上，这个高度是有限的，否则会降低天线系统的抗振动性能。螺旋天线在展开后，超过二分之一的螺旋长度伸出到星体之外，以进一步保证天线波束的指向基本不受星体的影响。
UHF通信天线的螺旋参数、收发天线的间隔距离及天线在星体上的架设高度等参数，通过理论计算及缩比测试来确定。
（1）缩比模型分析
对于频率较低的天线，采用缩比试验来确定优化参数是一个十分有效的手段，为此制作了1∶6的整星缩比模型，对具有不同升角的双绕、寄生、单绕形式天线，配合不同尺寸的锥台形反射器，进行比较测试。采用同样的缩比模型，对提高隔离度的金属网形状进行了优化。
在缩比测试中发现，在电性能相近的情况下，小升角单绕螺旋天线可以减小收拢状态下的长度，在结构上有明显的优势，因此确定采用小升角单绕的螺旋天线方案。
测试表明，由于星体的影响，天线靠星体内侧的副瓣减小而星体外侧的副瓣加大，但主瓣的形状基本无变化。由于工作区处于主瓣之内，因此星体对天线辐射性能的影响可忽略。测试也表明星体及其他频段的天线对UHF天线的增益及辐射特性有少许影响，但均在允许的范围之内。
（2）数值计算分析
为了得到更为精确的设计参数，使用矩量法分析程序进行理论计算，可以分析电大尺寸天线的方向图和星体影响情况，这就大大减小了设计的盲目性，加快了研制进度。
对具有不同升角及圈数的长螺旋天线进行计算，可得到不同参数下的增益值，如图8-3所示。
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图8-3 螺旋天线理论计算的增益频率图（不同升角对比）
由图8-3可见，在同样的螺旋轴向长度下，减小升角时，天线增益可以提高，但保持高增益值的带宽下降。选择11.5°的升角，既能够提高增益，也能够满足工作带宽的要求。
进一步分析卫星星体对天线的影响，对螺旋天线靠近星体模型的方向图进行计算，模型如图8-4所示。图中模型的坐标系与卫星平台坐标系一致，左侧长方体为卫星星体模型，右侧为两个带锥台形反射器的螺旋天线模型，螺旋天线处于展开工作状态，天线间架设了金属隔离网。
图8-5所示为受星体影响的UHF通信天线的方向图计算结果，从中可以看出，由于将天线架高离开了星体，而且UHF通信天线有大于二分之一的长度伸到星体外，因此星体对方向图主瓣的影响较小，基本不影响覆盖区的增益指标，而第一副瓣受影响较大，靠近星体一侧的副瓣被压低。
图8-4 UHF天线与星体的计算模型
图8-5 带星体UHF天线的计算方向图
计算表明，经过缩比模型优化的金属隔离网有较好的增强隔离度效果，下行频段的隔离度理论值大于52 dB，上行频段的隔离度理论值大于48 dB。
理论计算的结论验证了缩比模型的试验结果，在后续实物测试中也得到了验证。外场试验照片如图8-6所示。
图8-6 UHF通信天线外场试验照片
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