伴随着飞行器技术的飞速发展和机载环境监测系统功能的日趋完善,传感器装机的种类和数量都大幅增加。传统的机载传感器依靠线缆进行能量获取和数据传输,这使得传感器的布置受线缆长度和重量的约束,灵活性差。此外,过多的线缆还会增加后期的维护难度。因此,本课题设计了适用于机载环境的小型化无线传感器。首先,本课题对机载无线传感器硬件进行小型化设计,实现在低功耗、小型化的前提下准确测量。通过对硬件的总体设计,确定无线传感器的原理框图,并对无线传感器的微处理器进行选型;通过对STM32片内ADC的配置,实现了对敏感信号的准确采集;通过选用低功耗元器件和电源管理电路设计,降低电路功耗,缩小电池体积,实现无线传感器的小型化;通过基于A7128芯片的通信电路设计,提供了无线传感器组网的硬件基础。其次,根据机载应用环境安装空间小、振动强度大的特点,选择微带天线作为机载无线传感器天线,并将微带天线与无线传感器外壳进行共型设计,做成共型天线,缩小无线传感器体积,提高整体抗振强度。并在HFSS软件中搭建仿真模型,对天线的尺寸、介质基板的尺寸和天线开槽等方面进行仿真分析,确定无线传感器微带天线的最佳尺寸。再次,为了确保无线传感器系统高效工作,合理地使用电源能源,将无线传感器的工作模式按照任务需求分为睡眠、唤醒、组网和数据传输四种状态;根据系统915MHz通信频率和1～2Mbps通信速率的要求,设计了基于TDMA的无线传感器数据传输模式;根据采集物理量的频率配置单片机ADC程序;并对A7128无线模块的程序进行设计。最后,通过机载无线传感器与有线传感器对比,体现机载无线传感器小型化程度,并通过实验测试整套无线传感器系统的性能。测试结果表明,微带天线的中心频率、带宽等参数指标均满足设计的预期标准;无线传感器测量精度优于设计指标,且可连续工作50小时以上。通过模拟机载使用场景多金属物遮挡、空间狭小等机载应用环境特点,对无线传感器网络开展测试,无线传感器网络丢包率和误码率控制在10-5和10-6以内。