环形天线

环形天线是缠绕成一定形状例如圆形的金属线、方形、三角形等，以导体的两端作为输出端结构。绕制多圈（例如螺旋或重叠缠绕）被称为多环天线。

环形天线

随着卫星技术的不断发展，需要更大口径的天线来采集和传输微弱信号。受载波限制，通信卫星越来越多地使用天线、对地观测卫星、微波遥感、在诸如深空探测器的航天器中，。星载可展开天线一般分为平板可展开天线、充气式可展开、自弹性可展开天线和网状可展开天线。其中，网状可展开天线具有较高的适应比、低面密度已成为研究热点。

星载网状天线通常包括缠绕肋展开天线、伞状展开天线、环形展开天线、框架式可展开天线和模块化可展开天线。其中，环形可展开天线以其优越的性能应用于卫星通信、对地观测等方面得到成功应用可以实现口径为 63356 ~  150 m  的可展开天线，天线质量不会随着天线口径的增大而成比例增加是目前大型星载可展开天线的理想结构形式。

环形天线一般由外围可展开桁架和索网系统组成，是指外围为可展开桁架结构，中心和径向为索网系统的星载天线。围绕环形天线的可展开桁架通常是多边形结构，其周期性地重复互连以形成封闭结构“环”状结构。周围展开桁架的展开形式决定了环形天线的展开形式目前，环形天线已经有多种部署形式。

根据环形天线的周长L相对于波长λ的大小，可以将环形天线分成电大环（L≥λ）中等环（λ/4≤L≤λ）和电小环（Lλ/4）三类。

环形天线的终端负载阻抗可以为零或等于环路的特性阻抗，其上的电流分布类似于平行传输线。电小环上的电流近似等幅同相分布。电大环上的电流呈驻波分布。当端接负载的阻抗等于环的特征阻抗时，环上的电流为行波分布。

根据电磁辐射的对偶性原理，小电环和垂直于环面放置的小电偶极子天线的辐射场除了电磁量交换之外是相似的，即环面平面上的方向图为圆形，环轴所在平面上的方向图为8字形，沿环轴的辐射为零。

该环可以是空心的或磁芯的；单匝的或多匝的。理论和实验证明辐射场和圆环的面积、匝数与环上的电流成正比，与工作波长的平方和距离成反比；和戒指的形状关系不大。

当圆环直径增大时，电流按驻波分布最常用的环是有工作波长的环，环的形状除了圆以外都是长方形、菱形和三角形等。在一边中点馈电的方环在垂直于圆环面的方向上辐射最强该方向上的场的极化平行于具有馈电点的环边缘，并且沿着具有馈电点的环边缘的轴的辐射为零谐振时，输入阻抗约为33，356，100欧姆，增益约为3.09分贝。其他形状的环形天线与此类似。这种环常被用来组成超短波天线阵，如双环或四环电视天线和环形八木天线。

承载行波的加载环方向图为心形，从加载点到馈电点方向接收最强，输入阻抗等于环的特性阻抗(一般设计是300欧)，可用作电视接收天线。

环形天线因其折叠体积小，适用于大口径和超大口径天线，已成为国内外研究和应用的热点。通过对环形天线结构展开形式的研究，发现研究目标主要集中在两个方面： ①如何通过减小环形天线的折叠体积来提高其展开口径； ②如何通过提高展开桁架的刚度来提高环形天线的廓形精度和稳定性。

实现提高环形天线展宽口径和剖面精度及稳定性的主要技术途径如下：①Astromesh 系列环形天线、EGS 环形天线、Harris 环形天线是改变周期性重复的多边形元件的扩展/收拢形式；  2桁架上下两层展开、环形天线，如内部和外部展开桁架和锥形桁架，是改变多边形元件的周期性重复方式。

目前，许多环形天线已经进入应用阶段，但市场主要被 Northrop Grumman 公司 Astromesh 系列和 Harris 公司的环形天线所垄断。发展环形天线结构，可以借鉴和创新现有的环形天线，开发和应用环形天线，促进卫星有效载荷的发展，满足移动通信的需求、微波遥感、对地观测、深孔检测和其他应用需求。

实践中应用最广泛的是电小环天线，如收音机中的天线、便携式无线电接收天线、无线电导航定位天线、场强计的探头天线等。电大环形天线主要用作定向阵列天线的元件。