Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics of RAS Русский Sign in Submit a paper
Journal of Radio Electronics Online scientific journal · eISSN 1684-1719
2025, № 1 · RADIO ENGINEERING

Planar three-band antenna for marine emergency beacon

L.I. Kalyuzhny1, A.A. Savochkin2, V.V. Golovin2, Y.N. Tyschuk2

1 LLC «Uranis», Sevastopol, Russia
2 Sevastopol State University, Sevastopol, Russia
Full text DOI: 10.30898/1684-1719.2025.1.10 UDC 621.396.674 EDN USTWID

Abstract

In the article the results of the development of two modifications of planar antennas for marine emergency beacons are presented. The operating frequencies of the antennas are 121.5 MHz, 162 MHz and 406 MHz. The antennas dimensions are corresponding to the seat in the case of a commercially available radio beacon. High-quality matching with the use of LC filters is implemented at three operating frequencies. The implemented matching assures the possibility of using the radio beacon in various environments - in water and free space. Local resonances of the antennas input resistances are obtained at low frequencies. This made it possible to expand the matching bands and at the relevant operating frequencies. It also made it possible to increase the gain at these frequencies. According to the radiation characteristics, the developed antennas fully meet the requirements for emergency beacon antennas. The advantages of the antenna include the following. The antennas have a planar structure. Compared to existing analogues, the antennas have an increased gain at lower operating frequencies. The dimensions of the developed antennas are 202×34×1.5 mm. The radiating flat line of the Z-01 antenna model is made in the form of a meander (Z-shaped). To increase the electrical length of the Z-01 antenna, metallization was added on the back of the substrate, covering the area of horizontal segments of the radiating line. As a result, the horizontal sections of the radiating line are segments of non-radiating asymmetric microstrip lines. These waveguides are periodic inhomogeneities for the antenna radiating structure itself. The presence of such inhomogeneities causes the appearance of additional resonances of the antenna input impedance, which makes it possible to improve the antenna matching characteristics at lower operating frequencies. The design of the Z-02 model differs from the Z-01 in that distributed capacitive loads are introduced on the horizontal microstrip sections of the Z-shaped line to increase its electrical length. These equivalent capacities are implemented as a distributed counter-comb structure.

  • radio beacon antenna
  • emergency radio beacon
  • three-band planar antenna
  • matching filter
Аннотация (на русском)

Планарная трехдиапазонная антенна морского аварийного радиобуя

В статье представлены результаты разработки двух модификаций планарных антенн для морских аварийных радиобуев. Рабочие частоты антенн: 121,5 МГц, 162 МГц и 406 МГц. Антенны имеют габариты, соответствующие возможности размещения в корпусе серийно выпускаемого радиобуя. На трех частотах реализовано качественное согласование с применением LC-фильтров. Реализованное согласование обеспечивает возможность использования радиобуя в различных средах - в воде и свободном пространстве. На нижних частотах получены локальные резонансы сопротивлений, позволившие расширить полосы согласования и увеличить коэффициент усиления антенн на соответствующих рабочих частотах. По характеристикам излучения разработанные антенны полностью отвечают требованиям, предъявляемым к антеннам аварийных радиобуев. К достоинствам предлагаемых вариантов антенн относится: планарная структура, повышенный коэффициент усиления на нижних рабочих частотах - по сравнению с существующими аналогами.

For citation

Kalyuzhny L.I., Savochkin A.A., Golovin V.V., Tyschuk Y.N. Planar three-band antenna for marine emergency beacon // Journal of Radio Electronics. – 2025. – No. 1. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2025.1.10

References

  1. MSC I.M.O. Performance Standards For Float-Free Emergency Position Indicating Radio Beacons (EPIRBs) Operating On 406 MHz // MSC471 (101), Annex. - 2019. - Т. 24. - С. 3-7.
  2. Базаров Ю.И., Комраков Е.В. Универсальная автоматическая идентификационная система // VII Санкт-Петербургская международная конференция по интегрированным навигационным системам. - 2000. - С. 133-146.
  3. Dudnikov S.Y. et al. Remote control system for the unmanned floating platform // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. - IOP Publishing, 2021. - Т. 1047. - №. 1. - С. 012130. http://dx.doi.org/10.1088/1757-899X/1047/1/012130
  4. RescueME EPIRB3. - Текст: электронный // SVB: [https://www.svb24.com/]. - URL: https://www.svb24.com/en/ocean-signal-rescueme-epirb3-with-ais-and-rls-function.html
  5. Аварийный радиобуй АРБМ-406Н. - Текст: электронный // Связь и Радионавигация: [https://cirspb.ru/]. - URL: https://cirspb.ru/equipment-and-service/epirb/arbm-406n
  6. Аварийный радиобуй SAILOR 4065 EPIRB. - Текст: электронный // Связь и Радионавигация: [https://cirspb.ru/]. - URL: https://cirspb.ru/equipment-and-service/epirb/sailor_4065
  7. GlobalFix™ V5 AIS EPIRB with Return Link Service and Mobile App. - Текст: электронный // ACR: [https://www.acrartex.com]. - URL: https://www.acrartex.com/products/globalfix-v5-ais-epirb
  8. SmartFind G8/E8 EPIRB. - Текст: электронный // Marko Ltd: [https://markogroup.com]. - URL: https://markogroup.com/en/ship-supply/smartfind-g8-epirb-
  9. AIS EPIRB (COSPAS-SARSAT) NEB-2000. User manual. - Текст: электронный // MED Co. Ltd: [marineqdis.com]. - URL: https://marineqdis.com/wp-content/uploads/2023/08/NEB-2000-AIS-Manual-ENG.pdf
  10. Аварийный радиобуй Jotron Tron 40S Mk II. - Текст: электронный // Связь и Радионавигация: [https://cirspb.ru/]. - URL: https://cirspb.ru/equipment-and-service/epirb/jotron_tron_40s_mk_ii
  11. Фуско В. СВЧ цепи: Анализ и автоматизированное проектирование: Пер. с англ. - Радио и связь, 1990.