Антенные системы на основе киральных метаматериалов с фрактальной геометрией излучателя для современных комплексов радиосвязи

Автор: Клюев Д.С., Нещерет А.М., Пестовский И.Н., Пестовский К.И., Потапов А.А., Соколова Ю.В.

Журнал: Физика волновых процессов и радиотехнические системы @journal-pwp

Статья в выпуске: 1 т.29, 2026 года.

Бесплатный доступ

Обоснование. В беспроводной подвижной связи зачастую имеют место ситуации, когда несколько радиопередающих устройств работают на единую антенную систему в нескольких частотных диапазонах, в связи с чем появляется потребность в создании эффективных многочастотных антенных систем, работающих в двух и более частотных диапазонах. Одним из подходов к созданию таких многочастотных антенных систем является использование фрактальных излучателей различной пространственной геометрии. Кроме того, использование киральных метаматериалов в конструкциях таких антенн позволяет увеличить спектральную эффективность всей системы в целом. Цель. Исследование возможностей повышения спектральной эффективности современных комплексов радиосвязи с использованием технологии MIMO путем применения антенных систем на основе киральных метаматериалов с фрактальной геометрией излучателя. Методы. Для расчета характеристик антенных систем с фрактальной геометрией излучателя используются методы электродинамического моделирования и программные комплексы на их основе. Результаты. Выполнен расчет характеристик антенных систем с фрактальной геометрией излучателя. Показано, что такие антенны обладают многочастотными свойствами. Определены частотные зависимости спектральной эффективности при использовании двухэлементных антенн с различными фрактальными излучателями. Установлено, что в большинстве случаев имеет место повышение спектральной эффективности. Заключение. Рассматриваемые излучающие структуры могут быть положены в основу создания антенных систем для современных комплексов радиосвязи с использованием технологии MIMO. Однако следует при этом отметить, что некоторые технические решения излучающих структур вряд ли могут найти применение в системах широкополосной радиосвязи, поскольку обладают относительно небольшими рабочими полосами частот.

Еще

Фрактальная антенна, киральный метаматериал, MIMO, спектральная эффективность, комплексы радиосвязи

Короткий адрес: https://sciup.org/140314277

IDR: 140314277   |   УДК: 621.396.6   |   DOI: 10.18469/1810-3189.2026.29.1.125-141

Antenna systems based on chiral metamaterials with fractal radiator geometry for radio communication systems

Background. In wireless mobile communications, there are often situations when several radio transmitting devices operate on a single antenna system in several frequency bands, and therefore there is a need to create efficient multi-frequency antenna systems operating in two or more frequency bands. One of the approaches to creating such multi-frequency antenna systems is the use of fractal radiators of various spatial geometries. In addition, the use of chiral metamaterials in the designs of such antennas makes it possible to increase the spectral efficiency of the entire system. Aim. Investigation of the possibilities of increasing the spectral efficiency of modern radio communication systems using MIMO technology by using antenna systems based on chiral metamaterials with fractal emitter geometry. Methods. For calculating the characteristics of antenna systems with fractal emitter geometry, electrodynamic modeling methods and software complexes based on them are used. Results. The characteristics of antenna systems with fractal emitter geometry are calculated. It is shown that such antennas have multi-frequency properties. Frequency dependences of spectral efficiency are determined when using two-element antennas with different fractal radiators. It has been established that in most cases there is an increase in spectral efficiency. Conclusion. The radiating structures under consideration can be used as the basis for creating antenna systems for modern radio communication systems using MIMO technology. However, it should be noted that some technical solutions of radiating structures are unlikely to find application in broadband radio communication systems, since they have relatively small operating frequency bands.

Еще