雷电是一种频发的自然现象,其发生时常常伴随着强电流、高电压并向外辐射电磁脉冲。据统计,全球各个地区每秒会发生近两千个雷电。雷电会对人类生存生产造成严重干扰。因此对雷电探测开展研究,提供精准的雷电定位和预测,具有重要意义。本文对雷电测向正交磁环天线（Orthogonal Magnetic Loop Antenna,OMLA）的结构特性进行分析研究,提出一种新型结构的三磁环测向天线。通过MATLAB仿真和实验测试证明同等结构误差情况下的三磁环天线测角精度能够提高50%左右。为提高磁环天线的信号探测效果,提出了一种确定磁环天线线圈参数与增益平坦度的方法,为磁环天线优化设计提出了理论依据。文章内容如下:（1）首先介绍了雷电测向磁环天线技术的研究背景与意义,重点介绍国内外相关技术发展过程与发展现状。（2）介绍了雷电测向磁环天线的测向原理,按照系统组成分为单站式和多站式雷电测向天线,分别介绍了两种系统对应的测向方法,并对各自优势和劣势进行了比较分析。接着分析了OMLA测向时可能存在的误差,主要包括极化误差、场地误差和天线自身结构误差,并分别给出矫正方法。最后讨论了正交磁环天线的动态接收特性,包括频响值、接收带宽和增益平坦度,这些特性反映了天线接收信号能力,对天线的测向精度有重要影响。（3）通过分析传统OMLA自身结构对测向精度的影响,对其结构进行改进,提出一种新型结构的雷电测向天线,该天线在传统OMLA结构上增加了一个磁环,可以提高测向精度。首先介绍了新型天线的结构特性,并给出了天线低频情况下（f<400KHz）的方向角计算公式。在MATLAB环境下仿真分析了结构误差对测角精度的影响,仿真模型显示,同等结构误差条件下,三磁环天线测角误差能够降低一半左右。进一步在实验室搭建了近场磁场对采用相同磁环制作的OMLA和三磁环天线进行了测角对比试验。试验结果表明,三磁环天线测角精度整体提高百分之五十左右,实验结果与仿真较为符合。（4）影响磁环天线测向精度的接收特性主要有带宽、频响值和增益平坦度,以往的研究已经证明,通过增大天线尺寸和增加绕线匝数都可以提高磁环天线的频响值,但对天线接收增益平坦度的研究则相对较少。通过研究不同尺寸、绕线匝数的正交磁环天线探测磁场信号时的频率响应曲线,分析了不同设计参数对天线频谱增益平坦度影响,针对雷电电磁脉冲中心频段10KHz～400KHz,提出一种确定不同尺寸磁环天线在雷电中心频段内增益平坦度最优化的线圈匝数、尺寸和匹配电阻设计方法,对于提高天线探测精度具有一定意义。