那天和两个朋友一起看飞机的相册，一个兄弟指着一架早期飞机问我，“这飞机背上顶着的那个小铁圈子是什么？”我知道那是无线电天线，就立即告诉他。谁知他又问道“天线做成杆状的不就完了，干嘛非弄成环形？”这下还真把我问住了。看来，这铁圈子，不像我原来想象的那么简单。后来，我仔细翻阅了不少资料，发现，这小铁圈子其实是无线电接收天线，它是无线电自动测向仪（ADF）的重要组成部分。说起这铁圈子，还真是十分有趣，今天我们就来谈谈它是如何帮助飞行员确定航向的。
二战期间美国PBY-5“卡塔琳娜”水上飞机上方的ADF环形测向天线（红圈处）
飞机在空中飞行，要想确定自己的方向，最初的方法十分原始，要依靠肉眼识别地面上的河流、山川以及建筑等标志物，配合地图进行，如果是在夜间，也可以利用星辰进行导航，使用专用的六分仪——这要求飞行员和领航员具备相当的训练水平。但是，这些方法的精确程度较低，对人的依赖性大，效果不够理想。于是，有人想到，既然无线电波能向四面八方高速传播，那么能不能建立一个无线电信标台，通过天线向外界发送无线电波，然后在飞机上安装接收机，设法利用接收设备确定飞机纵轴和信标台的相对角度，便可判定飞机的航向。
于是人们建立了无方向无线电信标台（NDB），这种信标台的高大天线能够向四面八方发射特定频率的无线电波，无线电波是一种以光速向外传播的电磁信号，其中的震荡电场和震荡磁场和电波的传输方向垂直，说得简单一点，电场的方向和水平面垂直，而磁场方向和水平面平行。
北美公司制造的O-47B侦察机，请注意该机背部的“铁圈子”（红圈处）
二战时期美军环形测向天线部件特写，就是这个不停转动的“铁圈子”帮助飞机完成定向。
有了信标台发送的电磁信号，下一个问题就是飞机上的接收设备。我们看到的许多飞机背上的“铁圈子”，实际上就是无线电接收设备的环形测向天线（Loop Antenna）。这种天线设计得十分巧妙，大多安装在靠近飞机纵轴的位置，它实际上相当于一个环形的线圈，在飞机飞行过程中，信标台发出的电磁波的水平震荡磁场会穿过线圈，根据法拉第的电磁感应定律，此时线圈中会产生感生电流——这一原理和发电机完全相同。按照闭合线圈切割磁力线的准则，当线圈平面和信标台处于同一平面时，感生电流最强，而当线圈平面垂直于信标台时，感生电流最弱。环形天线下面设有一套电力驱动机构，利用感生电流作为动力，当环形天线产生较强电流时，电流驱动天线向垂直电波的方向转动，当转动到垂直电波的位置时，由于感生电流几乎为零，因此天线也就停止转动。
ADF环形天线测向原理示意图
需要注意的是，环形天线平面和信标台垂直时，只能判断出信标台位于天线平面的垂直方向上，但是信标台究竟位于天线平面的左侧还是右侧，并不能确定。此时就需要用到ADF系统的另一部天线，也就是传感天线（Sense Antenna）。这是一部无方向的固定式天线，它利用信标台发射电磁波的震荡电场工作，将它接收到的信号经过处理，和环形天线接收的信号进行叠加处理，便能判明信标台的确切方向，也就是飞机纵轴和信标台的相对夹角。这个角度，可以通过和ADF天线同步的指针显示在ADF表头上，也就是从飞机上眺望信标台的方向。
利用两个互相垂直的环形天线组，把获得的信号经过处理，就可以
判断信标台的方向，这样的环形天线组不再需要转动机构。
信标台的地理位置是预先精确测定的，飞行员可以据此判明自己的航向。如果同时借助两个或者更多的信标台，飞行员甚至可以为自己的飞机进行定位。如此一来，导航工作也就变得容易了。
环形天线也可以采用固定形式，但此时一个环形天线就不行了，必须使用两个相互垂直的环形天线，构成一个测向天线组，利用两具天线收到的信号进行合成，也可以判定信标台的方位角（当然也要结合传感天线）。另外，有时候，你可能看不到飞机背上带着“铁圈子”，那是因为ADF的环形天线有时候会装在流线型的整流罩内，但是其工作原理并没有变化。
为了保护ADF天线设备，环形天线外面可以加装流线型整流罩，图为二战时期加装整流罩的ADF环形天线。
ADF的环形测向天线要尽量布置在飞机纵轴附近，并非一定在背上，这架瑞典
萨伯B17就把环形天线吊在了肚皮底下。
ADF是无线电罗盘的一种，是最早投入使用的无线电导航设备，它结构简单，价格相对低廉，实用性好。虽然用这种设备定向的误差在2°～5°之间，但是这一误差对于近程飞行是可以接受的。即使在今天，ADF仍然在航空、航海等领域广泛采用。在浩渺的空中和苍茫的海上，正是因为有了这些无处不在的导航电波，航空器才能安全到达它们预定的目的地。
B-29背上的环形测向天线就加装了整流罩（箭头处），其前方的透明小舱是供领航员
利用天体导航用的，此时就要使用六分仪，那绝对是复杂繁琐的技术活儿。
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