随着航天技术的发展，宽频段、高增益、大口径的天线在航天领域的应用越来越广泛。众所周知，卫星对质量非常敏感而太空环境十分恶劣温度变化剧烈，因此需要寻找合适的材料来降低天线的质量，以便提高这些天线的环境适应能力。

　　碳纤维复合材料是以树脂为基体、碳纤维为增强体的复合材料具有质量轻、模量高、热膨胀系数低等特点。碳纤维本身具有导电性，在一定的频率范围内能够完成天线电磁波的发射或接收，能够承受住一定的功率。因此用碳纤维复合材料制作的天线不仅能保证天线的电性能，而且质量轻、比强度高、抗冲击振动能力强，能承受高低温循环、热真空等严酷的环境的考验。

　　碳纤维复合材料是一种各向异性材料，沿纤维轴方向和垂直于纤维轴方向的电磁、热、力学性能都有明显的差别。这样的各向异性给设计带来了更多可选择性，研发人员可以通过合适的铺层方向和层数来满足强度、刚度和其他特殊要求，为结构的优化设计提供了巨大的设计空间，这一点是传统的金属材料不能比拟的。

　　碳纤维复合材料中的碳纤维和树脂的性能差别很大，碳纤维丝束各向异性轴向和径向性能相差很大，而树脂在固化过程中收缩较大。因此合理的铺层设计是碳纤维复合材料天线取得较佳的机械性能和电性能的关键因素。

　　由于碳纤维轴向和径向的热膨胀系数相差较大，因此只有采用准各向同性对称铺层，并利用高模量纤维轴向热膨胀系数为负值，来抵消径向较大的热膨胀系数，才能使各向热膨胀系数接近“零”，以此保证星载天线在高低温变化剧烈的太空环境中保持稳定的型面精度。

　　在碳纤维铺层设计中尽量减少纤维断口和搭接，同时保证纤维铺放有序，重点保证铺层的对称性，以减少翘曲变形来提高天线部件的精度。由于碳纤维材料严重的各向异性，在平面内会产生特殊的拉剪耦合效应，因此除了采用0°、90°的正交铺层外应尽量采用±θ°方式的铺层设计使纤维方向在分层的平面内均匀分布。

　　碳纤维复合材料面天线的电性能指标主要取决于面天线内表层材料的导电性。因此面天线内表层材料优选M系列高模量的碳纤维，以保证天线较低的驻波和较高的增益指标。其余增强层选强度较高、价格相对便宜的T系列碳纤维。将高模量的M系列和高强度的T系列碳纤维组合使用，在天线的电性能、刚强度、价格等方面进行折中以满足工程应用要求。