无线电波具有在均匀介质（如空气）中沿直线传播的特点，无线电测向就是基于这一原理。只实测出电波传播方向，就可确定发射台的方向。
在空间传播的无线电波，其电场与磁场相互垂直，并且都垂直于电波传播方向，如图1所示。当发射天线垂直于地面时，天线辐射的无线电波的电场也垂直于地面，称之为垂直极化波；当发射天线平行于地面时，天线辐射的天线电波的电场也平行于地面，称之为水平极化波。
无线电波在空中的传播是十分复杂的，按传播途径大致可分为以下四种：①地波，即沿地表面传播的无线电波；②天波，即由电离层反射的无线电波；③直射波，即从发射天线直接（不经过反射、绕射等）到达接收天线的无线电波；④地面反射波，即经地面反射到达接收天线的无线电波。
无线电测向竞赛主要在两个业余频段上进行：一个是3.5～3.6MHz，工作波长为85.7～83.3米，称之为80米波段（或3.5兆赫）测向；另一个是144～140MHz，工作波认为2.08～2.06米，称之为2米波段（或144兆赫）测向。根据电波传播的特点，80米波段测向使用垂直极化的地波；2米波段测向使用水平极化的直射波和地面反射波。由于80米波段测向工作于短波波段，为便于携带和使用，测向机中多采用磁性天线以及和它配合的直立天线。
一、磁性天线
磁性天线由磁棒和绕在磁棒上的天线线圈组成（见图2）。
磁棒具有很高的导磁率，利用它良好的聚集磁力线的能力，便可以使线圈中获得大量交变磁通而产生感应电势，这就是磁性天线接收无线电信号的原理。
将磁性天线平行放置。当鼓棒与电波传播方向平行时（θ=0°、θ=180°），磁力线与磁棒垂直，无法顾着磁棒穿过线圈，感应电势为零即，e\(_{0}\)＝0；当磁棒与传播方向垂直时（θ＝90°、θ=270°），磁力线与磁棒平行，通过线圈的磁力线最多，e0最大；磁棒与传播方向成其它角度时，部分磁力线通过磁棒，天线有感应电势输出。θ愈接近0°或180°，e\(_{0}\)愈小；θ愈接近90°或270°，e0愈大。将e\(_{0}\)随θ变化的相对值划在坐标系中，就成了图3所示的“8”字形方向图。
可见测向机声音随磁性天线输出电势而变化。天线转一周，当磁棒正指向电台时（图3中的0°、180°），声音最小或完全无声，此时对着电台的这两个天线面，称小音面、小音点或哑点；当磁棒侧面对着电台时（图3中的90°、270°），声音最大，这两个面称大音面或大音点。
用磁性天线可以测定发射台所处位置线，但判断不出它处在哪一方。因此，天线必须具有单向性，运动员才能获得明确的方向，迅速接近电台。
二、直立天线
直立天线是垂直于地面工作的天线。它在水平平面内各个方向上发射（或接收）能力相同，可用图4的圆来表示，圆心是俯视的直立天线。这种天线又称为无方向性天线。
三、复合天线
图5就是80米测向机上常用的具有单方向性的复合天线电路。调相电阻的作用是调整直立天线输出电势的相位，使两天线电势在合成时相位基本相同。
设直立天线的电势等于1，且为正值（见图6）。磁性天线的最大值也为1，旋转360°的电势大小和极性标在图6上。若将任一方向上两天线的电势相加，在图的上半部，由于两天线电势极性相同，合成电势为两电势之和；在图的下半部，各方向上两电势极性相反，合成电势为两电势之差，这就获得实线所示的心脏形方向图。若直立天线电势为负值，仍可获得同样的图形，只不过反转180°。
从心脏形方向图看出，复合天线旋转一周，只有一个方向（θ=270°）声音最小，也只有一个方向（θ=90°）声音最大，因而具有单方向性。(冯昶)