ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН English Войти Подать статью
Журнал радиоэлектроники Электронный научный журнал · eISSN 1684-1719
2026, № 7 · РАДИОТЕХНИКА

Антенны мобильного автономного измерительного модуля на базе БПЛА для калибровки локальных РНС СВ-диапазона

В.С. Панько1, А.А. Ерохин1, А.Г. Андреев1

1 Сибирский федеральный университет, Красноярск, Россия
Полный текст DOI: 10.30898/1684-1719.2026.7.12 УДК 621.396.673 EDN GGWVWM

Аннотация

В работе рассматривается актуальная задача повышения точности и безопасности морской навигации путем совершенствования методов контроля локальных радионавигационных систем средневолнового диапазона. В работе проведен сравнительный анализ эффективности электрически малых антенн электрического и магнитного типов в условиях ближней зоны излучения. Антенны предназначены для работы в составе мобильного автономного измерительного модуля, размещаемого на беспилотном летательном аппарате. Исследование выполнено для сигнала на частоте два мегагерца, что соответствует длине волны сто пятьдесят метров, при длине приёмной антенны один метр. В качестве основных характеристик рассматривались сопротивление излучения, коэффициент полезного действия, эффективная длина и мощность, выделяемая в нагрузке при заданных условиях распространения сигнала. Коэффициент полезного действия в свободном пространстве не отражает реальную эффективность антенн в режиме приема вблизи передатчика. Установлено, что у электрических антенн (диполь, нагруженный диполь, биконическая) сопротивление излучения составляет тысячные доли Ома, что при сопоставимых омических потерях обеспечивает коэффициент полезного действия на уровне десятков процентов. У магнитных антенн (рамка, спираль) сопротивление излучения на несколько порядков меньше, вследствие чего их коэффициент полезного действия стремится к нулю. Однако при выборе чисто активной нагрузки, равной по модулю полному входному сопротивлению, магнитные антенны могут обеспечивать мощность в нагрузке, сопоставимую с электрическими. Наиболее высокие показатели мощности в нагрузке при минимальных массогабаритных параметрах демонстрирует нагруженный диполь с эффективной длиной около одного метра и коэффициентом полезного действия около тридцати семи процентов.

  • электрически малая антенна
  • электрическая антенна
  • магнитная антенна
  • СВ-диапазон
  • локальная радионавигационная система
  • радионавигация
Abstract (in English)

Antennas for a UAV-based mobile autonomous measurement module for calibration of MF-band local radio navigation systems

The paper addresses the urgent task of improving the accuracy and safety of marine navigation by enhancing methods for monitoring local medium-wave (MF) radio navigation systems. A comparative analysis of the efficiency of electrically small antennas of electric and magnetic types under near-field radiation conditions is carried out. The antennas are intended for operation as part of a mobile autonomous measuring module mounted on an unmanned aerial vehicle. The study was performed at a frequency of two megahertz, corresponding to a wavelength of one hundred and fifty meters, with a receiving antenna height of one meter. The main parameters considered were radiation resistance, efficiency, effective length, and power delivered to the load under given signal propagation conditions. Efficiency in free space does not reflect the actual effectiveness of antennas in receiving mode near a transmitter. It is established that for electric antennas (dipole, loaded dipole, biconical), the radiation resistance is on the order of thousandths of an ohm, which, with comparable ohmic losses, provides an efficiency of tens of percent. For magnetic antennas (loop, spiral), the radiation resistance is several orders of magnitude smaller, as a result of which their efficiency approaches zero. However, when a purely active load is chosen, equal in magnitude to the total input impedance, magnetic antennas can provide load power comparable to that of electric antennas. The highest load power values with minimal size and weight are demonstrated by the loaded dipole, with an effective length of about one meter and an efficiency of about thirty-seven percent.

Для цитирования

Панько В.С., Ерохин А.А., Андреев А.Г. Антенны мобильного автономного измерительного модуля на базе БПЛА для калибровки локальных РНС СВ-диапазона // Журнал радиоэлектроники. – 2026. – № 7. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2026.7.12

Литература

  1. Правила по оборудованию морских судов. Часть V Навигационное оборудование: НД № 2-020101-144. Санкт-Петербург: ФАУ "Российский морской регистр судоходства", 2021.
  2. Селиверстов А. С. Высокоточная радионавигационная система "Спрут-Н1" //Записки по гидрографии. - 2019. - №. 308. - С. 54-64.
  3. Куликовский И. В., Адамович О. Р., Бербенев Д. В. Направления совершенствования системы навигационно-гидрографического обеспечения Военно-Морского Флота //Военная мысль. - 2023. - №. 12. - С. 50-58.
  4. Panko V. S. et al. Medium Wave Terrestrial Radio Navigation Systems Antenna Radiation Pattern Distortions Due to Multipath Propagation //2024 Systems of Signals Generating and Processing in the Field of on Board Communications. - IEEE, 2024. - С. 1-5.
  5. Panko V. S. et al. The Influence of Reradiation on the Phase Pattern of a Medium Wave Radio Navigation System Antenna //2024 Antennas Design and Measurement International Conference (ADMInC). - IEEE, 2024. - С. 52-54.
  6. Панько В.С., Ерохин А.А., Андреев А.Г., Саломатов Ю.П., Косолапов А.В., Нелипа С.Б. Влияние антенных согласующих цепей на погрешность измерения радионавигационных параметров в системах средневолнового диапазона при многолучевом распространении сигналов // Журнал радиоэлектроники - 2025. - №9. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2025.9.13
  7. Князева К.В., Панько В.С., Ерохин А.А., Андреев А.Г., Косолапов А.В., Нелипа С.Б. Искажения фазовой диаграммы направленности антенны СВ-диапазона при ее размещении на носителе. // Журнал радиоэлектроники. - 2024. - №7. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2024.7.6
  8. Herbette Q. et al. HF Radar antenna near field assessment using a UAV //2019 International Radar Conference (RADAR). - IEEE, 2019. - С. 1-4.
  9. Steiner H. J. et al. UAV-based near-field antenna measurements at 20 MHz of a reference ground-plane antenna //2021 IEEE Conference on Antenna Measurements & Applications (CAMA). - IEEE, 2021. - С. 48-50.
  10. Князева К.В., Панько В.С., Ерохин А.А., Андреев А.Г., Косолапов А.В., Нелипа С.Б. Выбор сопротивления нагрузки приемной электрически малой антенны по критерию минимальной неравномерности группового времени запаздывания принятого сигнала. // Журнал радиоэлектроники. - 2024. - №10. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2024.10.5
  11. Панько В.С., Ерохин А.А., Андреев А.Г., Князева К.В., Косолапов А.В., Нелипа С.Б. Моделирование электрически малых антенн средневолнового диапазона // Журнал радиоэлектроники. - 2025. - № 8. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2025.8.11
  12. How to obtain radiation efficiency of an antenna in FEKO?: [сайт]. [2023]. URL: https://community.altair.com/discussion/24618/how-to-obtain-radiation-efficiency-of-an-antenna-in-feko?tab=all. Дата обращения: 01.06.2026.
  13. Драбкин А.Л., Зузенко В.Л., Кислов А.Г. Антенно-фидерные устройства. М.: Сов. радио, 1974. 536 с
  14. Айзенберг Г.З., Белоусов С.П., Журбенко Э.М., Клигер Г.А., Курашов А.Г. Коротковолновые антенны. М.: Радио и связь, 1985. 536 с.