在1968 年3月份的 QST 雜志上 Lew McCoy/W1ICP 給業(yè)余愛好者們介紹了一種所謂的“軍用環(huán)天線”，這是一種業(yè)余版本的環(huán)天線，由美國軍隊(duì)的 Patternson 設(shè)計用在東南亞便攜使用的天線，并與 1967 年給出了描述，在定義上，環(huán)的導(dǎo)體總長度小于 0.085 波長，從電氣角度講就是小環(huán)天線。這個尺 寸是出于在整個環(huán)周長上的電流必須相位相同的考慮，當(dāng)線圈導(dǎo)線長度大于 0.085 波長 時，這個條件就不滿足了。這個約束條件使小環(huán)天線產(chǎn)生類似于水平半波天線的輻射，這個水平半波天線安防在小環(huán)天線的軸線上。 

環(huán)天線的近似輻射電阻：

R?=3.12*10??（NA/λ 2）2

N 環(huán)的圈數(shù)

A 環(huán)的面積，單位平方米

λ 工作波長，單位米

小型發(fā)射環(huán)天線其輻射電阻非常低，例如，一個單圈一米直徑的圓形環(huán)天線，其包含的面積為π *0.52=0.785m2，假設(shè)工作在 14M，其波長為 21.4 米，這樣計算出來輻射電阻僅為 0.092 歐姆。 

不幸的是，環(huán)本身還存在損耗，包括損耗電阻以及趨膚效應(yīng)帶來的損耗，將這些損耗考慮進(jìn)去，輻射效率就可以從下面的式子計算出來：

η =R?/(R?+R?)*100%

η 天線效率，%

R?輻射電阻，歐姆

R?損耗電阻，歐姆，包含了環(huán)導(dǎo)體本身損耗+串聯(lián)調(diào)諧電容器的損耗。

損耗電阻 R?主要來自于導(dǎo)體的交流電阻，發(fā)射環(huán)天線通常采用直徑至少 3/4 英寸以上的銅導(dǎo)體，已獲得較好的效率，管狀的比實(shí)心的導(dǎo)體更加有用，因?yàn)楦哳l電流僅僅在導(dǎo)體很淺的表面流動，導(dǎo)體的中心部分，幾乎不影響高頻電流的流動。

需要注意的是，上面的 R?還包括了調(diào)諧電容的損耗，通常情況下，電容器的空載 Q值可以認(rèn)為很高，調(diào)諧電容的任何損耗幾乎可以忽略。例如，一個極板沒有機(jī)械接觸的高品質(zhì)調(diào)諧電容器，（比如可變真空電容器和蝶形發(fā)射用電容器）的空載 Q 值可以達(dá)到

5000 以上，這相當(dāng)于在 100 歐姆的電容容抗中串聯(lián)了 0.02 歐姆的損耗電阻。但是，當(dāng)環(huán)的輻射電阻僅有 0.1 歐姆量級時，這個微小的電阻就變得十分明顯。

當(dāng)小環(huán)天線諧振時，由于天線回路的 Q 值非常高，在諧振發(fā)射環(huán)天線中的所有器件都將承受大電流和高電壓，這要求天線中的所有器件都要考慮到這一點(diǎn)，任何連接電容器的和環(huán)之間的導(dǎo)體也不列外。一根普通的連接導(dǎo)線可能比環(huán)導(dǎo)體本身的電阻都要大。

所有最好是使用從同軸電纜剝出來的銅帶或銅編織帶作為所有的連接線，并采用焊接以獲得盡可能好的電氣連接，應(yīng)避免使用螺母和螺絲，因?yàn)樵谏漕l環(huán)境下，這樣的連接具有較高的電阻，尤其受到風(fēng)化腐蝕之后更加嚴(yán)重。 

要擁有一個體積又小效率又高的發(fā)射環(huán)天線，它的有載 Q 值非常高，因此工作帶寬

非常窄，也許 5KHz 的變化都需要調(diào)諧。

小環(huán)天線的性能

一個 8.5 英尺周長的八角形銅環(huán)天線的響應(yīng)（寬度為 16.2 英寸)，與一個全尺寸λ/4 地網(wǎng)垂直天線，帶有兩條升高的 λ/4 地網(wǎng)導(dǎo)，以及一個同樣尺寸的小環(huán)天線，但翻平后處于 30 英尺高度，最后還有一個 λ/4 的平頂偶極天線在高度 30 英尺處。 λ/4 地網(wǎng)垂直天線和垂直極化環(huán)天線都是在 8 英尺高，ρ=5 mS/m, ε=13 的普通地面條件。高度較低的垂直極化環(huán)具備很好的競爭力，相比于大得多的地網(wǎng)天線在低仰角處僅僅差 2.5 dB。而且垂直環(huán)在高仰角與低仰角輔射一樣，所以對子于本地電臺的工作要優(yōu)子在高仰角帶有深凹陷特性的垂直地網(wǎng)天線。然而，那個簡單的平頂偶極天線，比兩個垂直天線都要好，這是因?yàn)橄啾扔谒綐O化信號來說，地面對垂直極化信號的反射性能不好。 

一個小型的發(fā)射環(huán)天線可以提供接近全尺寸的偶極或垂直天線的性能。為此，舉個例子說明， 一個 100 英尺周長的環(huán)天線在 1.8 MHz 工作頻率時需要 30 英尺高，而一個能良好工作的偶極天線將是 240 英尺(λ/2) 并且至少需要 120 英尺的高度(λ/4)。一個λ/4 的垂直天線有 120 英尺高，并且需要許多地面上的接地線，每根都有 120 英尺長度。所以用一個更小的環(huán)天線可以替代那些天線，而在性能上僅僅造中等的下降，另外還需要一個高壓可調(diào)電容器。在較高的工作頻率，可以用同樣的比率，但全尺寸的天線就沒有那麼引人注目了。不過很少有居民可以豎立一根性能良好的帶有全尺寸地網(wǎng)的垂直 7 MHz 天線。即使在 14 MHZ，一個 3 英尺高的環(huán)天線也可以通遍全世界。除了小尺寸帶來的代價是窄的帶寬和需要高壓電容器外，這種小型發(fā)射環(huán)天線確實(shí)是個優(yōu)秀的天線，可以在無法實(shí)現(xiàn)架設(shè)大型天線的地方派上用場。

表1：小環(huán)天線主要波段性能參數(shù)

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