ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. eISSN 1684-1719. 2026. №5

УДК: 621.396.67

ШИРОКОПОЛОСНАЯ МИКРОПОЛОСКОВАЯ АНТЕННА
НА ОСНОВЕ ПРЯМОУГОЛЬНОГО ИЗЛУЧАТЕЛЯ
С П-ОБРАЗНОЙ ЩЕЛЬЮ

Н.А. Гилев, Д.А. Мясников, Ю.Н. Паршин, О.И. Бирюков

Научно-производственное объединение «Алмаз» имени академика А.А. Расплетина,
125190, Москва, Ленинградский проспект, д. 80, корп. 16

Статья поступила в редакцию 27 апреля 2026 г.

Аннотация. В статье рассматривается разработка и исследование одиночной широкополосной микрополосковой антенны X-диапазона. Цель работы заключается в создании печатной излучающей структуры, обеспечивающей широкую полосу рабочих частот при сохранении приемлемых характеристик излучения. Для достижения поставленной цели базовая топология прямоугольного патча была модифицирована путем введения П-образной щели и усеченного экрана, а геометрические размеры нормированы к центральному значению длины волны. Анализ электродинамических характеристик выполнялся с применением методов трехмерного моделирования, параметрической оптимизации и эквивалентных схем. Оценка предельных возможностей согласования проводилась с привлечением интегрального критерия Боде-Фано. Результаты моделирования демонстрируют, что предложенная конфигурация позволяет расширить относительную рабочую полосу частот в 4,7 раза по сравнению с базовым прямоугольным излучателем (с 8,7 % до 41,0 % по уровню коэффициента стоячей волны по напряжению не более 1,7). Абсолютная рабочая полоса модифицированной антенны по указанному уровню составила 7,94-12,02 ГГц. Показано, что предложенная структура обладает в 1,8 раза большим интегральным ресурсом согласования и эффективно перераспределяет его внутри рабочей полосы частот, реализуя 62 % доступного потенциала против 27 % у прототипа. Для подавления паразитных модовых составляющих и предотвращения деградации диаграммы направленности на верхних частотах диапазона в конструкцию введены два металлизированных сквозных отверстия. Такое решение позволило сохранить направление максимума излучения близким к нормали и обеспечить коэффициент усиления в пределах 2,74-6,33 дБ при преимущественно линейной поляризации. Разработанная и оптимизированная топология с нормированными размерами может рассматриваться как удобная базовая конфигурация для последующего проектирования аналогичных излучающих структур в других частотных диапазонах.

Ключевые слова: микрополосковая антенна, прямоугольный излучатель, П-образная щель, широкополосная антенна, многослойная подложка, металлизированные сквозные отверстия, критерий Боде-Фано.

Автор для переписки: Гилев Никита Андреевич, nikitagiliyov@gmail.com

Литература

1. Huynh T., Lee K. F. Single-layer single-patch wideband microstrip antenna // Electronics Letters. – 1995. – Vol. 31. – №. 16. – P. 1310–1312. https://doi.org/10.1049/el:19950950

2. Tong K. F., Luk K. M., Lee K. F., Lee R. Q. A broad-band U-slot rectangular patch antenna on a microwave substrate // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. – 2000. – Vol. 48. – №. 6. – P. 954–960. https://doi.org/10.1109/8.865229

3. Weigand S., Huff G. H., Pan K. H., Bernhard J. T. Analysis and design of broad-band single-layer rectangular U-slot microstrip patch antennas // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. – 2003. – Vol. 51. – №. 3. – P. 457–468. https://doi.org/10.1109/TAP.2003.809836

4. Lee K. F., Yang S. L. S., Kishk A. A., Luk K. M. The versatile U-slot patch antenna // IEEE Antennas and Propagation Magazine. – 2010. – Vol. 52. – №. 1. – P. 71–88. https://doi.org/10.1109/MAP.2010.5466402

5. Коаксиально-микрополосковый переход ПКГм-50-001-01-3,30-19-В [Электронный ресурс] // Каталог ИРЗ: [сайт]. URL: https://irzirk.ru/catalog/element/perekhod_pkgm_50_001_01_3_30_19_v_fimd_430421_003tu/ (дата обращения: 05.04.2026).

6. Balanis C. A. Antenna theory: analysis and design. – 4th ed. – John Wiley & Sons, 2016. – 1104 p.

7. Sharma M., Singh V. K. Wideband Designs of Offset U-slot and Dual U-slot cut Rectangular Microstrip Antennas // 2021 4th Biennial International Conference on Nascent Technologies in Engineering (ICNTE). – IEEE, 2021. – P. 1–6. https://doi.org/10.1109/ICNTE51185.2021.9487584

8. Lin X. et al. Wideband Patch Antenna with Shorting Vias // International Journal of Antennas and Propagation. – 2022. – Vol. 2022. – P. 1–8. https://doi.org/10.1155/2022/4609462

9. RO4000 Series High Frequency Circuit Materials [Electronic resource] // Rogers Corporation: [сайт]. URL: https://www.rogerscorp.com/advanced-electronics-solutions/ro4000-series-laminates (дата обращения: 05.04.2026).

10. Pozar D. M. Microwave engineering. – 4th ed. – John Wiley & Sons, 2011. – 732 p.

Для цитирования:

Гилев Н.А., Мясников Д.А., Паршин Ю.Н., Бирюков О.И. Широкополосная микрополосковая антенна на основе прямоугольного излучателя с П-образной щелью. // Журнал Радиоэлектроники. – 2026. – №. 5. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2026.5.13