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, № 3 · RADIO ENGINEERING

Ultra-wideband fractal cube antenna

A.A. Shchekaturin1, V.M. Iskiv1, E.E. Vasin1

1 Sevastopol State University, Sevastopol, Russia
Full text DOI: 10.30898/1684-1719.2025.3.12 UDC 621.396.677.55 EDN KTPEAL

Abstract

The article presents the results of a research of an ultra-wideband fractal cube antenna. The fractal configuration of each edge complements the overall antenna structure in order to achieve ultra-wideband characteristics. Electrodynamic modeling of the antenna radiation characteristics has been conducted. A prototype of the antenna was made of a styrofoam. A copper film of a fractal structure with a thickness of 0.3 mm was applied on it. The total gain of the antenna varies between 2.4 - 7.6 dBi within the operating frequency band of 0.48 - 10.0 GHz. The antenna radiates an elliptically polarized field over the entire operating frequency range.

  • fractal antenna
  • spiral antenna
  • elliptical polarization
Аннотация (на русском)

Сверхширокополоская кубическая фрактальная антенна

В статье представлены результаты исследования сверхширокополосной кубической фрактальной антенны. С целью достижения сверхширокополосных характеристик фрактальная конфигурация каждой грани дополняет общую структуру антенны. Проведено электродинамическое моделирование характеристик излучения антенны. Выполнен макет антенны, изготовленный из стирапора, на который наклеена медная пленка фрактальной структуры толщиной 0,3 мм. Общий коэффициент усиления антенны варьируется в пределах 2,4 - 7,6 дБи в рабочей полосе частот 0,48 - 10 ГГц. Антенна излучает поле эллиптической поляризации во всем рабочем диапазоне частот.

For citation

Shchekaturin A.A., Iskiv V.M., Vasin E.E. Ultra-wideband fractal cube antenna // Journal of Radio Electronics. – 2025. – No. 3. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2025.3.12

References

  1. Зеленкевич Д.Ю., Манько А.С., Головин В.В. Печатный излучатель антенной решетки базовой станции 5G диапазона n79 // Современные проблемы радиоэлектроники и телекоммуникаций: сб. науч. тр. - Севастополь: 2022. - № 5. - 224 с. - С. 109.
  2. Hannan M., Ghosh S. Design and Analysis of Enhanced Bandwidth Slotted Logarithmic Spiral Patch Antenna for 5G Communication // NIELIT's International Conference on Communication, Electronics and Digital Technologies. - Singapore: Springer Nature Singapore, 2024. - С. 159-171.
  3. Kosta S., Baudh R.K., Kumar V.D. Logarithmic-spiral magneto-electric dipole antenna for 5G communication // AEU-International Journal of Electronics and Communications. - 2023. - Т. 171. - С. 154875.
  4. Bezgin A.A., Savochkin A.A. Patch Antennas Characteristics Design Using RWG Functions // 2021 Antennas Design and Measurement International Conference (ADMInC). - IEEE, 2021. - С. 51-53.
  5. Bezgin A.A., Savochkin A.A. The Patch Circular Polarization Antenna for Autonomous Marine Platforms // 2021 Ural Symposium on Biomedical Engineering, Radioelectronics and Information Technology (USBEREIT). - IEEE, 2021. - С. 0289-0292.
  6. Lele K., Bartone C. Circularly Periodic Progressive Multi-Band High Impedance Surface Integrated with a Wideband Spiral Antenna for GNSS Applications // Proceedings of the 2024 International Technical Meeting of The Institute of Navigation. - 2024. - С. 987-997.
  7. Meirambekuly N. et al. A High Gain Deployable L/S Band Conical Helix Antenna Integrated with Optical System for Earth Observation CubeSats // IEEE Access. - 2023. - Т. 11. - С. 23097-23106.
  8. Kwon O.H. et al. 3D-printed super-wideband spidron fractal cube antenna with laminated copper // Applied Sciences. - 2017. - Т. 7. - №. 10. - С. 979.