En este documento, se propone un método analítico para la síntesis de matrices invariantes de frecuencia (FI) basado en la descomposición de valores singulares de matrices. Mediante la agrupación de los elementos de la matriz FI en unas pocas submatrices, se logra el patrón FI en todo el ancho de banda de frecuencia. Usando este algoritmo, se reduce el número de submatrices. Los resultados de la simulación muestran que el algoritmo propuesto puede sintetizar la matriz FI de banda ancha de 64 elementos en 0,52 s. Para la matriz lineal de 18 elementos, la anchura de haz de potencia media (HPBW) cambia menos de 0,6 grados en el ancho de banda. Además, el rango de variación de HPBW disminuye rápidamente junto con el aumento en el número de elementos. Además, la efectividad del algoritmo se verifica mediante la síntesis de matrices FI con bajo nivel de lóbulo lateral (SLL), escaneo de haz y requisitos de muesca. Los ejemplos en este documento muestran que el algoritmo propuesto puede lograr mejores características de patrón con menos elementos. Finalmente, se mejora una antena de banda ancha con un ancho de banda de 2:1, y se forman dos matrices FI de 23 elementos y 64 elementos utilizando la antena. El patrón activo del elemento de la matriz se introduce en el algoritmo propuesto, y se simulan dos matrices FI sintetizadas por el algoritmo mediante un software de onda completa.