Д.В. Морозов1, В.П. Кубанов2, Д.А. Копылов3, Н.А. Носов4

1,2 ФГБОУ ВО ПГУТИ (г. Самара, Россия)

3,4 АО «СИП РС» (г. Самара, Россия)

1,2 kubanov@mail.ru; 3 kda@siprs.ru; 4 nna@siprs.ru

Постановка проблемы. Для обеспечения надежной связи с низкоорбитальными спутниками в портативных носимых терминалах необходима антенна с воронкообразной диаграммой направленности (ДН), в которой максимум излучения сосредоточен в секторе малых и средних углов места, а прием из зенита подавлен. Такая форма ДН компенсирует изменение потерь на трассе при переменном угле положения спутника и ослабляет влияние помех от местных источников. В связи с этим создание достаточно компактного, легкого и технологичного антенного элемента с указанными свойствами в УВЧ-диапазоне остается актуальной задачей, так как существующие классические решения или громоздки, или не гарантируют требуемых характеристик.

Цель. Представить электродинамические модели различных портативных турникетных антенн с воронкообразными ДН, предназначенные для связи с низкоорбитальными спутниками в UHF-диапазоне, и выполнить расчет их характеристик.

Результаты. Разработаны электродинамические модели турникетных антенн на основе диполей Татаринова и Надененко, а также на основе диполей типа «бабочка». Для каждого из предложенных решений получена устойчивая воронкообразная ДН с шириной рабочего сектора по углу места 20-60°. Выполнено согласование исследуемых антенн по уровню КСВН≤2,5: антенны Татаринова в диапазоне 440…500 МГц; антенн «бабочка» и Надененко в диапазоне частот 400…520 МГц по уровню КСВН≤2,5. Установлено, что коэффициент усиления в указанном секторе составляет не менее 4 дБи во всем рабочем диапазоне для каждой из представленных антенн. Проведен сравнительный анализ ДН и коэффициента стоячей волны по напряжению предложенных решений.

Практическая значимость. Исследуемые антенны могут применяться в носимых терминалах спутниковой связи, аварийно-спасательных радиомаяках и персональных трекерах, работающих с низкоорбитальными спутниковыми группировками в
УВЧ-диапазоне. Умеренные габаритные размеры и масса позволяют разместить антенну как внешний элемент или интегрировать ее в корпус портативного устройства, а воронкообразная ДН дает возможность увеличить дальность связи.

Морозов Д.В., Кубанов В.П., Копылов Д.А., Носов Н.А. Характеристики портативных антенн с воронкообразной диаграммой направленности для систем связи с низкоорбитальными спутниками // Радиотехника. 2026. Т. 90. № 6. С. 143−149. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202606-16

1. Алешин В.С., Титовец П.А., Сухорукова И.Ю., Анисимов М.А., Догаев С.Г. Исследование возможностей сетей спутниковой связи на базе высокоэллиптических околоземных орбит для решения задач народного хозяйства России // Отчет о НИР. № 2/2020-Б от 09.01.2020. М.: Изд-во МТУСИ. 2020.
2. Байгутлина И.А., Григорошев А.В., Григорьев Е.О. и др. Оптимизация создания и применения спутниковых систем связи. коллективная монография. М.: ООО «Сам Полиграфист». 2021. 200 с.
3. Ефимов А.Г., Корнеев С.А., Матвеев В.С., Чистюхин В.В. Проектирование многолучевой приемопередающей апертуры низкоорбитальной космической системы связи // Известия вузов. Сер. Электроника. 2021. Т. 26. № 1. С. 64-73.
4. Поляков В.Т., Попченко О.В., Чепурная А.В. Математическое моделирование турникетной антенны // Сб. трудов XXII Междунар. науч. конф. «Цивилизация знаний: российские реалии». Киров. 2021. С. 221-225.
5. Давыдов А., Курушин А., Матвеев С. Моделирование антенны «бабочка» с помощью программы FEKO // Компоненты и технологии. 2016. № 9(182). С. 124-126.
6. Курушин А.А. Моделирование антенны «бабочка» в схематическом и электродинамическом представлении // Вестник Донецкого национального университета. Серия Г. Технические науки. 2022. № 2. С. 3-11.
7. Авторское свидетельство SU 105186 A1, 01.01.1957.7. Антенна типа «диполь Надененко» / Айзенберг Г.З., Кузнецов В.Д. Заявка № 427199 от 24.11.1950.
8. Костычов Ю.А., Кривальцевич С.В., Майненгер К.А., Бучельников А.В., Боков А.В. Исследование влияния способа возбуждения приземной четырехзаходной стелющейся спиральной антенны ДКМВ-диапазона на ее характеристики // Радиотехника. 2024. Т. 88. № 1. С. 149-157. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202401-14.
9. Бурцев В.Д., Прохоров С.Ю., Никулин А.В. и др. Фазированная антенная решетка для низкоорбитальных спутниковых группировок // Наноиндустрия. 2025. Т. 18. № S11-3(135). С. 902-905.
10. Копылов Д.А., Минкин М.А., Нещерет А.М. Многоэлементная полосковая антенная решетка для абонентских терминалов систем спутниковой связи // Радиотехника. 2025. Т. 89. № 6. С. 170−178. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202506-18.