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环天线属于闭合回路类型天线，也就是用一根导体弯曲成一圈或多圈并且导体两端闭合在一起。环天线可以分为两类：一类是导体的总长度以及一圈的最大线性尺寸相对于工作波长都非常小；另一类是导体的总长度和环尺寸都与工作波长有相当的可比性。 小环天线可以认为是一个简单的大线圈，并且在环天线里的电流分布与在线圈里的一样。也就是说，电流在环天线的每一部分都具有相同的相位与幅度。为了满足这个特性，环导体的总长度必须不大于0.1λ。小环天线将在后面进一步讨论。 大环天线则是电流在环天线里的每一部分的幅度和相位都是不相同的。电流分布的这种变化使得它与小环天线相比具有完全不一样的特性。  图1 半波环天线，由总长度λ/2的单圈构成。 半波长环天线 最小尺寸的大的环天线通常也要采用λ/2的导体长度来构成。导体通常形成一个正方形形状，如图1所示，每边长为λ/8长度。当在其中一个边长的中点馈电时，闭环环路内的电流流向如图1( A ）所示，电流的分布大致与λ/2导线上的一样，所以最大值出现在 X - Y 端点对边的中点上，而最小值则在端点处本身。这样的电流分布将引起最大场强出现在环平面上，并且方向由低电流一边指向高电流一边。如果与端点相对的边是在中心开路的，如图1( B ）所示（严格讲，此时不再是一个环天线了，因为它不再为一个闭合回路），电流流向依然保持不变，但是最大电流值却出现在端点处，所以最大辐射方向也发生了改变。 在电流波腹处的辐射电阻（也就是图1( B ）中 X - Y 端的电阻）近似为50Ω，而图1( A ）在端点处的阻抗则可达数千欧姆，不过这可以通过使用两个相同的环天线相距数英寸并肩放置，并且在其中一个环的 x 端点和另一个环的 Y 端点之间馈入功率，来降低输入阻抗。 与λ/2的半波长偶极天线或小环天线不同，图1所示类型的环天线辐射为零的地方，是没有方向性的，但在垂直于环平面方向上是存在可以测量得到的辐射，相比于'后方'-﹣即图示相反的方向上，其前后比（ F / B )为4~6 dB 。这类环天线的场强在最佳方向上与λ/2偶极天线最佳方向上相比较来说，由于较小的尺寸和方向图的形状，将导致大约1 dB 的损失。 通过对连接前部分和后部分的两条边用感应电抗进行加载，天线的前向辐射与后向辐射之比将会增加，场强也会同样地增加并且相比偶极天线要高1 dB 的增益，如图2所示。这些电抗值，大约应该等于360Ω，将减弱它们所接入的那一边的电流，而加强接线端所在边的电流，这将增强方向性并提高作为辐射体的环天线效率，不过有损耗的线圈却会使这些优点大打折扣。  图2 λ/2环天线两边电感加载，可以增加方向性与增益。最大辐射或响应在环平面上方向，如图箭头所示。 全波长环天线 导体长度为一个波长的环天线特性与λ/2环天线有很大不同。图3给出了3种形式的1λ环天线。在（ A ）和( B ）中方框的各边都等于λ/4，区别是接入的馈电端点位置不同：在（ C ）中三角形各边长度等于1/3λ。它们各自对应的电流方向如图所示，大约在环周长一半位置时电流方向反转，这种电流反向总是发生在导线λ/2节点处。  图3 在（ A ）和（ B ）中，环的各边都为λ/4长，在（ C ）的各边是λ/3长（导体总长度是1λ)。极化取决于环的摆放方位以及在整个环周长上的馈电点位置（即 X - Y 端点）。 这种环天线的方向特性与那些小环天线刚好相反，就是最大辐射方向垂直于环平面而最小辐射在环所在平面的各方向。假设图3所给的3种环天线都处于垂直平面，并且馈电端点在底部，则为水平极化辐射。当将图3( A ）的馈电点移到其中一个垂直边的中点，或（ B )中移到侧边角的位置，辐射就变为垂直极化。假如（ C )中端点也移到一边的角位置，极化将改变为对角倾斜，同时包含有垂直与水平分量。 与直线天线比较，周长为1λ的环天线电长度比实际的物理长度要短。对于用18号（#18）裸导线做成的环天线，工作在14MHz时，导线的长度与线径比非常大，那么当长度如下式时，环天线将接近谐振：  在这个种情况下，谐振的1λ环天线辐射电阻大约为120Ω。由于环的直径比那些λ/2偶极天线大，辐射效率也高。 在最大辐射方向上（即环平面的侧面方向，与馈电点在哪个位置无关）,1λ环天线比λ/2偶极天线表现出稍高的增益，理论上大约为1 dB ，实际测量也证实确实如此。 全波环天线常常用做定向天线阵的一个单元（方框天线与 Delta 环天线在后续'方形阵列'中有描述）,而很少单独使用，尽管没有特别原因解释为什么没有单独使用。在方框天线与 Delta 环天线中，由于总是在近处激励，所以极化方式是水平极化。 |
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