Влияние СВЧ-поглотителя на коэффициент усиления малогабаритных двухмодовых щелевых полосковых антенн ГЛОНАСС, GPS, Galileo, BeiDou

В.Н. Шепов; В.А. Борисов

doi:10.18127/j03209601-202605-03

Влияние СВЧ-поглотителя на коэффициент усиления малогабаритных двухмодовых щелевых полосковых антенн ГЛОНАСС, GPS, Galileo, BeiDou

научная статья УДК 621.396.6 Страницы: 33-42 doi.org/10.18127/j03209601-202605-03

^1,2 Федеральный исследовательский центр Красноярский научный центр СО РАН (г. Красноярск, Россия)

Ключевые слова: Щелевая полосковая антенна коэффициент усиления антенны стабильность фазового центра высокоточное позиционирование по сигналам ГЛОНАСС GPS Galileo BeiDou

Аннотация

Постановка проблемы. В малогабаритных щелевых полосковых антеннах вытекающей волны, предназначенных для высокоточного позиционирования по сигналам глобальных навигационных спутниковых систем, в отсутствие громоздких экранов одну из ключевых ролей играет СВЧ-поглотитель. Он подавляет левую круговую поляризацию, что повышает стойкость данных антенн к многолучевости. Однако снижается и коэффициент усиления навигационных сигналов с правой круговой поляризацией. В отличие от классических щелевых полосковых антенн исследуемые антенны разработаны таким образом, что в каждом диапазоне рабочих частот антенны (1559…1610 МГц и 1164…1300 МГц) работают все щели излучателя антенны. При этом в одном диапазоне частот работает одна мода колебаний Н-волны всех щелей, в другом – другая.

Цель. Исследовать влияние СВЧ-поглотителя на коэффициент усиления двух двухмодовых малогабаритных щелевых полосковых антенн вытекающей волны с правой круговой поляризацией.

Результаты. Разработаны и исследованы 3D-модели двухмодовых антенн: одна антенна выполнена на первой и второй модах, вторая – на второй и третьей модах колебаний Н-волны щелей. Установлено, что при одинаковой ширине СВЧ-поглотителя в двухмодовой антенне на второй и третьей модах коэффициент усиления выше, чем в антенне на первой и второй модах колебаний Н-волны щелей. При этом коэффициент эллиптичности, уровень кроссполяризационной развязки и стабильность фазового центра в антенне на второй и третьей модах не хуже, чем в антенне на первой и второй модах колебаний Н-волны щелей.

Практическая значимость. Разработанные двухмодовые малогабаритные щелевые полосковые антенны вытекающей волны могут быть применены в составе высокоточных приемников навигационных сигналов ГЛОНАСС, GPS, Galileo, BeiDou.

Поступила: 20.07.2026
Одобрена: 03.08.2026
Принята: 26.08.2026

Для цитирования

Шепов В.Н., Борисов В.А. Влияние СВЧ-поглотителя на коэффициент усиления малогабаритных двухмодовых щелевых полосковых антенн ГЛОНАСС, GPS, Galileo, BeiDou // Антенны. 2026. № 5. С. 33−42. DOI: https://doi.org/10.18127/j03209601-202605-03

Список источников

Spilker Jr J.J. et al. Global positioning system: theory and applications. V. I. American Institute of Aeronautics and Astronautics. 1996.
Liu X. et al. Mitigating GNSS multipath in landslide areas: A novel approach considering mutation points at different stages // Landslides. 2023. V. 20. № 11. P. 2497–2510.
Pan Y., Möller G., Soja B. Machine learning-based multipath modeling in spatial domain applied to GNSS short baseline processing // GPS Solutions. 2024. V. 28. № 1. P. 9.
Lee Y., Park B. Nonlinear regression-based GNSS multipath modelling in deep urban area // Mathematics. 2022. V. 10. № 3. P. 412.
Guillard A., Thevenon P., Milner C. Using convolutional neural networks to detect GNSS multipath // Frontiers in Robotics and AI. 2023. V. 10. P. 1106439.
Lu R. et al. Multipath mitigation in GNSS precise point positioning based on trend-surface analysis and multipath hemispherical map // GPS Solutions. 2021. V. 25. № 3. P. 119.
Pereira P.M.C., da Silva H.D.M., Lima C.M.G.S. Advancements in multipath mitigation for GNSS receivers: Review of channel estimation techniques // Space: Science & Technology. 2025. V. 5. P. 0278.
Scire-Scappuzzo F., Makarov S.N. A low-multipath wideband GPS antenna with cutoff or non-cutoff corrugated ground plane // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 2009. V. 57. № 1. P. 33–46.
Rao B.R., Kunysz W., Fante R. et al. GPS/GNSS Antennas (GNSS Technology and Applications). Artech House. 2012.
Rykała Ł. et al. Research on the positioning performance of GNSS with a low-cost choke ring antenna // Applied Sciences. 2023. V. 13. № 2. P. 1007.
Tripathi V., Elmarissi W., Caizzone S. Space-efficient vertical choke rings for geodetic-grade multipath mitigation in GNSS antennas // GPS Solutions. 2025. V. 29. № 4. P. 187.
Lin D., Wang E., Wang J. New choke ring design for eliminating multipath effects in the GNSS system // International Journal of Antennas and Propagation. 2022. V. 2022. № 1. P. 1527674.
Ляпунов Р.М. и др. Полноразмерная антенна choke ring для gps-glonass с рабочей полосой частот от 1.55 ГГц до 1.62 ГГц // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2025. Т. 21. № 2. С. 182–186.
Patent WO 2007/009216 A1. Leaky wave antenna with radiating structure including fractal loops / W. Kunysz, E. Badger, D. Plamondon. 2007.
Kunysz W. Antenna phase center effects and measurements in GNSS ranging applications // Proc. of 14th International Symposium on Antenna Technology and Applied Electromagnetics & the American Electromagnetics Conference (ANTEM-AMEREM). Canada, Ottawa. 2010. P. 1–4.
Владимиров В.М., Кондратьев А.С., Крылов Ю.В. и др. Щелевая полосковая антенна вытекающей волны с дополнительными щелями с малой электрической длиной // Антенны. 2012. № 11. С. 12–17.
Владимиров В.М., Марков В.В., Фатеев Ю.Л. и др. Исследования точностных характеристик активных щелевых полосковых антенн высокоточного позиционирования по сигналам ГЛОНАСС/GPS с плоскими проводящими экранами // Радиотехника. 2013. № 6. С. 5–11.
Шепов В.Н., Владимиров В.М., Марков В.В. Щелевые полосковые антенны с круговой поляризацией для малоэлементной антенной решетки высокоточного приемника сигналов глобальных навигационных спутниковых систем // Радиотехника и электроника. 2017. № 7. С. 662–671.
Патент № 2580869 РФ. Щелевая полосковая антенна вытекающей волны с круговой поляризацией со скачком ширины щелевых излучателей / В.Н. Шепов, В.В. Марков. Опубл. 10.04.2016.
Zhong Z.P., Zhang X. A travelling-wave-fed slot spiral antenna with wide axial ratio bandwidth and beamwidth for GNSS applications // IEEE Open Journal of Antennas and Propagation. 2021. V. 2. P. 578–584.
Шепов В.Н., Борисов В.А. Увеличение диапазона рабочих частот малогабаритных щелевых полосковых антенн вытекающей волны для высокоточного позиционирования по сигналам ГЛОНАСС, GPS, Galileo, Beidou // Письма в ЖТФ. 2025. Т. 51. Вып. 8. С. 50–53.
Патент № 2821218 РФ. Двухмодовая малогабаритная щелевая полосковая антенна для высокоточного позиционирования по сигналам ГЛОНАСС, GPS, GALILEO, BEIDOU / В.Н. Шепов, В.А. Борисов. Опубл. 18.06.2024.
Патент № 2619846 РФ. Широкополосная щелевая полосковая антенна ГНСС / В.Н. Шепов, В.В. Марков. Опубл. 18.05.2017.

[1] Spilker Jr J.J. et al. Global positioning system: theory and applications. V. I. American Institute of Aeronautics and Astronautics. 1996.

[2] Liu X. et al. Mitigating GNSS multipath in landslide areas: A novel approach considering mutation points at different stages // Landslides. 2023. V. 20. № 11. P. 2497–2510.

[3] Pan Y., Möller G., Soja B. Machine learning-based multipath modeling in spatial domain applied to GNSS short baseline processing // GPS Solutions. 2024. V. 28. № 1. P. 9.

[4] Lee Y., Park B. Nonlinear regression-based GNSS multipath modelling in deep urban area // Mathematics. 2022. V. 10. № 3. P. 412.

[5] Guillard A., Thevenon P., Milner C. Using convolutional neural networks to detect GNSS multipath // Frontiers in Robotics and AI. 2023. V. 10. P. 1106439.

[6] Lu R. et al. Multipath mitigation in GNSS precise point positioning based on trend-surface analysis and multipath hemispherical map // GPS Solutions. 2021. V. 25. № 3. P. 119.

[7] Pereira P.M.C., da Silva H.D.M., Lima C.M.G.S. Advancements in multipath mitigation for GNSS receivers: Review of channel estimation techniques // Space: Science & Technology. 2025. V. 5. P. 0278.

[8] Scire-Scappuzzo F., Makarov S.N. A low-multipath wideband GPS antenna with cutoff or non-cutoff corrugated ground plane // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 2009. V. 57. № 1. P. 33–46.

[9] Rao B.R., Kunysz W., Fante R. et al. GPS/GNSS Antennas (GNSS Technology and Applications). Artech House. 2012.

[10] Rykała Ł. et al. Research on the positioning performance of GNSS with a low-cost choke ring antenna // Applied Sciences. 2023. V. 13. № 2. P. 1007.

[11] Tripathi V., Elmarissi W., Caizzone S. Space-efficient vertical choke rings for geodetic-grade multipath mitigation in GNSS antennas // GPS Solutions. 2025. V. 29. № 4. P. 187.

[12] Lin D., Wang E., Wang J. New choke ring design for eliminating multipath effects in the GNSS system // International Journal of Antennas and Propagation. 2022. V. 2022. № 1. P. 1527674.

[13] Ляпунов Р.М. и др. Полноразмерная антенна choke ring для gps-glonass с рабочей полосой частот от 1.55 ГГц до 1.62 ГГц // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2025. Т. 21. № 2. С. 182–186.

[14] Patent WO 2007/009216 A1. Leaky wave antenna with radiating structure including fractal loops / W. Kunysz, E. Badger, D. Plamondon. 2007.

[15] Kunysz W. Antenna phase center effects and measurements in GNSS ranging applications // Proc. of 14th International Symposium on Antenna Technology and Applied Electromagnetics & the American Electromagnetics Conference (ANTEM-AMEREM). Canada, Ottawa. 2010. P. 1–4.

[16] Владимиров В.М., Кондратьев А.С., Крылов Ю.В. и др. Щелевая полосковая антенна вытекающей волны с дополнительными щелями с малой электрической длиной // Антенны. 2012. № 11. С. 12–17.

[17] Владимиров В.М., Марков В.В., Фатеев Ю.Л. и др. Исследования точностных характеристик активных щелевых полосковых антенн высокоточного позиционирования по сигналам ГЛОНАСС/GPS с плоскими проводящими экранами // Радиотехника. 2013. № 6. С. 5–11.

[18] Шепов В.Н., Владимиров В.М., Марков В.В. Щелевые полосковые антенны с круговой поляризацией для малоэлементной антенной решетки высокоточного приемника сигналов глобальных навигационных спутниковых систем // Радиотехника и электроника. 2017. № 7. С. 662–671.

[19] Патент № 2580869 РФ. Щелевая полосковая антенна вытекающей волны с круговой поляризацией со скачком ширины щелевых излучателей / В.Н. Шепов, В.В. Марков. Опубл. 10.04.2016.

[20] Zhong Z.P., Zhang X. A travelling-wave-fed slot spiral antenna with wide axial ratio bandwidth and beamwidth for GNSS applications // IEEE Open Journal of Antennas and Propagation. 2021. V. 2. P. 578–584.

[21] Шепов В.Н., Борисов В.А. Увеличение диапазона рабочих частот малогабаритных щелевых полосковых антенн вытекающей волны для высокоточного позиционирования по сигналам ГЛОНАСС, GPS, Galileo, Beidou // Письма в ЖТФ. 2025. Т. 51. Вып. 8. С. 50–53.

[22] Патент № 2821218 РФ. Двухмодовая малогабаритная щелевая полосковая антенна для высокоточного позиционирования по сигналам ГЛОНАСС, GPS, GALILEO, BEIDOU / В.Н. Шепов, В.А. Борисов. Опубл. 18.06.2024.

[23] Патент № 2619846 РФ. Широкополосная щелевая полосковая антенна ГНСС / В.Н. Шепов, В.В. Марков. Опубл. 18.05.2017.

Аннотация

Для цитирования

Похожие статьи