RU2182392C1

RU2182392C1 - Antenna

Info

Publication number: RU2182392C1
Application number: RU2000132421A
Authority: RU
Inventors: А.Б. Орлов; К.А. Орлов
Original assignee: Орлов Александр Борисович; Орлов Кирилл Александрович
Priority date: 2000-12-25
Filing date: 2000-12-25
Publication date: 2002-05-10

Abstract

FIELD: superbroad-band microwave antennas; phased arrays for communication and radar systems, metrology. SUBSTANCE: antenna has first and second metal plates, first and second additional metal plates electrically connected to respective metal plates, and input transmission line section whose central and ground conductors are connected to side edges of first and second metal plates, respectively. First and second metal plates expand obeying nonlinear law described by exponential function from input transmission line section towards first and second side edges, respectively. Second additional metal plate has one notch on its bottom semi-plane surface in the form of truncated Cassini oval such as ellipse-shaped oval, and on its top semi-plane it is formed by joining truncated Cassini oval with nonlinear-surface side edge. First additional metal plate is made in the form of metal strip. Antenna provides for high matching level throughout entire operating frequency range often at high level of maximal power and low level of cross-polarized field component. EFFECT: enlarged operating frequency range. 6 cl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к сверхширокополосным антеннам СВЧ диапазона, и может найти применение как отдельная антенна, так и в составе фазированных антенных решеток для метрологии и систем связи. The invention relates to the field of radio engineering, in particular to ultra-wideband microwave antennas, and may find application both as a separate antenna and as part of phased array antennas for metrology and communication systems.

Известна антенна (патент Англии 1601441, кл. МКИ Н 01 Q 13/20, НКИ H1Q, 1981 г.), выполненная в виде печатной симметричной щелевой линии, экспоненциально расширяющейся от входной линии передачи к раскрыву. Переход с симметричной щелевой линии на коаксиальную линию осуществляется через микрополосковую линию, установленную ортогонально по отношению к симметричной щелевой линии и расположенную на другой стороне диэлектрической подложки. Для расширения полосы пропускания в боковых кромках экспоненциально расширяющейся поверхности симметричной щелевой линии выполняются прямоугольные вырезы. Недостатком такой антенны является значительная неравномерность характеристики согласования (КСВ) в рабочей полосе частот, значительный уровень кросполяризационной составляющей поля, низкий уровень предельной мощности. A known antenna (patent of England 1601441, class MKI H 01 Q 13/20, NCI H1Q, 1981), made in the form of a printed symmetrical slotted line exponentially expanding from the input transmission line to the opening. The transition from a symmetrical slot line to a coaxial line is through a microstrip line installed orthogonally with respect to the symmetric slot line and located on the other side of the dielectric substrate. To expand the passband, rectangular cuts are made in the lateral edges of the exponentially expanding surface of the symmetrical slit line. The disadvantage of this antenna is the significant non-uniformity of the matching characteristics (SWR) in the working frequency band, a significant level of cross-polarization component of the field, low level of ultimate power.

Наиболее близким техническим решением - прототипом является антенна (заявка ФРГ (DE) OS 3215323, кл. МКИ Н 01 Q 13/06, 13/02, 1983 г.), содержащая две пары одинаковых металлических пластин, расположенных одна над другой и выполненных экспоненциально расширяющимися от отрезка входной линии передачи к раскрыву. Боковые кромки каждой пары металлических пластин, со стороны подключения отрезка входной линии передачи, гальванически соединены между собой перемычками, при этом к одной паре подключен земляной проводник отрезка входной линии передачи, а к другой паре - центральный проводник. The closest technical solution - the prototype is an antenna (application Germany (DE) OS 3215323, class MKI N 01 Q 13/06, 13/02, 1983), containing two pairs of identical metal plates located one above the other and made exponentially expanding from a segment of the input transmission line to the opening. The lateral edges of each pair of metal plates, on the connection side of the input transmission line section, are galvanically connected by jumpers, while the ground conductor of the input transmission line section is connected to one pair, and the central conductor to the other pair.

Недостатками известного технического решения являются: высокая неравномерность характеристики согласования (КСВ) в рабочей полосе частот и особенно в области высоких частот, низкий уровень предельной мощности, значительный уровень кросполяризационной составляющей поля, несимметричная конструкция перехода от металлических пластин на отрезок входной линии передачи. The disadvantages of the known technical solutions are: high non-uniformity of the matching characteristics (SWR) in the working frequency band and especially in the high frequency region, low level of ultimate power, a significant level of cross-polarization component of the field, asymmetric design of the transition from metal plates to a segment of the input transmission line.

Технической задачей данного изобретения является создание антенны с расширенным диапазоном рабочих частот в область высоких частот, с высоким уровнем согласования во всем рабочем диапазоне частот, с высоким уровнем предельной мощности, с низким уровнем кросполяризационной составляющей поля, с сверхширокополосным переходом от антенны на отрезок входной линии передачи. The technical task of this invention is the creation of an antenna with an extended range of operating frequencies in the high frequency region, with a high level of coordination in the entire operating frequency range, with a high level of ultimate power, with a low level of cross-polarization field component, with an ultra-wideband transition from the antenna to a segment of the input transmission line .

Поставленная задача решается тем, что в антенне, содержащей первую и вторую металлические пластины одинаковых размеров, размещенные в прямоугольной системе координат, и отрезок входной линии передачи, при этом первая и вторая металлические пластины точками начала первых боковых кромок расположены на первой координатной плоскости, а поверхности первой и второй металлических пластин параллельны и размещены в верхней и нижней полуплоскостях относительно третьей координатной плоскости соответственно, при этом координатная линия, соответствующая пересечению второй и третьей координатных плоскостей, является продольной осью антенны, а поверхности первой и второй металлических пластин со стороны третьей координатной плоскости в направлении продольной оси антенны от первой координатной поверхности к первой координатной плоскости выполнены расширяющимися по нелинейному закону, описываемому показательной функцией, а точки начала боковой кромки поверхности расширения первой и второй металлических пластин совмещены с третьей координатной плоскостью, причем плоскость симметрии первой металлической пластины совмещена со второй координатной плоскостью, а вторая металлическая пластина установлена с зазором относительно первой металлической пластины, при этом в разрыв между вторыми боковыми кромками поверхностей первой и второй металлических пластин и центральным и земляным проводниками отрезка входной линии передачи соответственно гальванически включены введенные первая и вторая дополнительные металлические пластины соответственно, поверхности каждой из которых установлены параллельно и размещены относительно третьей координатной плоскости в верхней и нижней полуплоскостях второй, причем первые боковые кромки первой и второй дополнительных металлических пластин лежат на одной прямой с третьими боковыми кромками первой и второй металлических пластин, соответственно, дальними по отношению к третьей координатной плоскости, при этом в поверхности второй дополнительной металлической пластины, расположенной в нижней полуплоскости, выполнен вырез в форме усеченного овала Кассини, усечение которого образовано металлической полоской с параллельными боковыми кромками, внешней из которых является первая боковая кромка второй дополнительной металлической пластины, и один конец внутренней боковой кромки усечения расположен на первой координатной поверхности, а ось выреза перпендикулярна третьей координатной плоскости и расположена на второй координатной поверхности, параллельной первой координатной плоскости, при этом форма поверхности второй дополнительной металлической пластины, расположенной в верхней полуплоскости, образована боковой кромкой в форме части усеченного овала Кассини, являющейся зеркальным отображением относительно третьей координатной плоскости выреза на отрезке от другого конца внутренней боковой кромки поверхности усечения до второй координатной поверхности, и боковой кромкой нелинейной формы, соединенными между собой, при этом вторая дополнительная металлическая пластина подключена к земляному проводнику отрезка входной линии передачи, причем форма поверхности первой дополнительной металлической пластины на отрезке от первой координатной поверхности до второй координатной поверхности соответствует форме части второй дополнительной металлической пластины, являющейся зеркальным отображением относительно третьей координатной плоскости, которое спроецировано на вторую координатную плоскость, при этом первая дополнительная металлическая пластина на отрезке от второй координатной поверхности до боковой кромки, расположенной на третьей координатной поверхности, выполнена в виде металлической полоски, продольная ось симметрии которой совмещена с продольной осью антенны и к которой подключен центральный проводник отрезка входной линии передачи, при этом введены дополнительно четыре металлические полоски, выполненные одинаковой ширины, причем первая дополнительная металлическая полоска выполнена длиной, равной расстоянию от второй координатной поверхности до третьей координатной поверхности, и толщиной, равной толщине первой дополнительной металлической пластины, вторая дополнительная металлическая полоска выполнена длиной, равной расстоянию от второй координатной поверхности до первой координатной плоскости, и толщиной, равной толщине второй дополнительной металлической пластины, а третья и четвертая дополнительные металлические полоски выполнены длиной, равной расстоянию от первой координатной плоскости до третьей координатной поверхности, при этом толщина третьей дополнительной металлической полоски равна величине зазора между первой и второй металлическими пластинами плюс толщина первой металлической пластины, а толщина четвертой дополнительной металлической полоски равна величине зазора между первой и второй металлическими пластинами, при этом первая дополнительная металлическая полоска подсоединена гальванически и соосно, в плоскости второй координатной поверхности к торцевой боковой кромке усечения первой дополнительной металлической пластины, вторая дополнительная металлическая полоска подсоединена в плоскости второй координатной поверхности гальванически и соосно к торцевой боковой кромке усечения второй дополнительной металлической пластины, третья дополнительная металлическая полоска гальванически установлена на второй и второй дополнительной металлических пластинах между первой координатной плоскостью и третьей координатной поверхностью, причем боковые кромки третьей дополнительной металлической полоски совмещены с боковыми кромками усечения выреза, а четвертая дополнительная металлическая полоска установлена симметрично третьей дополнительной металлической полоске относительно третьей координатной плоскости и гальванически соединяет между собой по всей длине первую металлическую пластину, усечение первой дополнительной металлической пластины, первую дополнительную металлическую полоску с второй дополнительной металлической полоской, с усечением второй дополнительной металлической пластины и с частью второй дополнительной металлической пластины. The problem is solved in that in an antenna containing the first and second metal plates of the same size, placed in a rectangular coordinate system, and a segment of the input transmission line, while the first and second metal plates are located at the first coordinate plane with the points of origin of the first lateral edges, and the surface the first and second metal plates are parallel and placed in the upper and lower half-planes relative to the third coordinate plane, respectively, while the coordinate line, respectively the intersection of the second and third coordinate planes is the longitudinal axis of the antenna, and the surfaces of the first and second metal plates from the side of the third coordinate plane in the direction of the longitudinal axis of the antenna from the first coordinate surface to the first coordinate plane are made expanding according to the nonlinear law described by the exponential function, and the points the beginning of the lateral edge of the expansion surface of the first and second metal plates are aligned with the third coordinate plane, and the plane the symmetry of the first metal plate is aligned with the second coordinate plane, and the second metal plate is installed with a gap relative to the first metal plate, while the first one is introduced galvanically into the gap between the second side edges of the surfaces of the first and second metal plates and the central and earth conductors of a segment of the input transmission line and the second additional metal plates, respectively, the surfaces of each of which are installed in parallel and are relative to the third coordinate plane in the upper and lower half-planes of the second, the first side edges of the first and second additional metal plates lying on a straight line with the third side edges of the first and second metal plates, respectively, distant with respect to the third coordinate plane, while in the surface a second additional metal plate located in the lower half-plane, a cut is made in the form of a truncated Cassini oval, the truncation of which is formed by a metal a line with parallel side edges, the outer side of which is the first side edge of the second additional metal plate, and one end of the inner side edge of the truncation is located on the first coordinate surface, and the cut axis is perpendicular to the third coordinate plane and is located on the second coordinate surface parallel to the first coordinate plane, wherein the surface shape of the second additional metal plate located in the upper half-plane is formed by a side edge in the form parts of the truncated Cassini oval, which is a mirror image relative to the third coordinate plane of the cut in the segment from the other end of the inner lateral edge of the truncation surface to the second coordinate surface, and the lateral edge of a nonlinear shape, interconnected, while the second additional metal plate is connected to the ground conductor of the input transmission lines, and the surface shape of the first additional metal plate on the segment from the first coordinate surface to the second coordinate surface corresponds to the shape of the part of the second additional metal plate, which is a mirror image relative to the third coordinate plane, which is projected onto the second coordinate plane, while the first additional metal plate in the segment from the second coordinate surface to the side edge located on the third coordinate surface is made in in the form of a metal strip, the longitudinal axis of symmetry of which is aligned with the longitudinal axis of the antenna and to which I connect the central conductor of the input transmission line segment is introduced, in addition four additional metal strips made of the same width are introduced, the first additional metal strip being made with a length equal to the distance from the second coordinate surface to the third coordinate surface and a thickness equal to the thickness of the first additional metal plate, additional metal strip is made with a length equal to the distance from the second coordinate surface to the first coordinate plane, and t a thickness equal to the thickness of the second additional metal plate, and the third and fourth additional metal strips are made in length equal to the distance from the first coordinate plane to the third coordinate surface, while the thickness of the third additional metal strip is equal to the gap between the first and second metal plates plus the thickness of the first metal plate, and the thickness of the fourth additional metal strip is equal to the gap between the first and second metal plates ami, the first additional metal strip is connected galvanically and coaxially in the plane of the second coordinate surface to the end lateral edge of the truncation of the first additional metal plate, the second additional metal strip is connected in the plane of the second coordinate surface galvanically and coaxially to the end lateral edge of the truncation of the second additional metal plate , the third additional metal strip is galvanically mounted on the second and second additional me talichny plates between the first coordinate plane and the third coordinate surface, and the lateral edges of the third additional metal strip are aligned with the lateral edges of the truncation of the cut, and the fourth additional metal strip is installed symmetrically to the third additional metal strip relative to the third coordinate plane and galvanically connects the entire length of the first metal plate, truncation of the first additional metal plate, the first additional th metal strip with a second additional metal strip, with truncation second additional metal plate and part of the second additional metal plate.

Антенна структурно представляет собой две плоскопараллельные металлические пластины, разделенные зазором, которые со стороны внешних боковых кромок, параллельных продольной оси антенны, гальванически соединены между собой. Излучающая часть антенны представляет собой неоднородную, секторного типа, несимметричную щелевую линию (НЩЛ) без перекрытия, которая плавно сужается по нелинейному закону от раскрыва антенны до точки с нулевым перекрытием НЩЛ, когда боковые кромки металлических пластин, образующих НСЩ, находятся друг против друга. От точки с нулевым перекрытием НСЩ, соответствующей началу выполнения поверхностей первой и второй дополнительных металлических пластин в форме овала Кассини до оси овала Кассини происходит модо-импедансное преобразование НЩЛ в двухпроводную полосковую линию (ДПЛ), а от оси овала Кассини до его края происходит преобразование ДПЛ в несимметричную полосковую линию (НПЛ). Овал Кассини представляет собой плоскую кривую 4-го порядка и, например, может быть выполнен в форме эллипсообразного овала или в форме эллипсообразного овала с "талией" (Математическая энциклопедия: Гл. ред. И. М. Виноградов, т.2 Д - Коо. - М.: "Советская Энциклопедия", 1979, стр. 759). В НПЛ первая дополнительная металлическая пластина является полосковым токонесущим проводником, а вторая дополнительная металлическая пластина является земляным проводником, к которым подключается отрезок входной линии передачи (Гвоздев В.И., Нефедов Е.И. Объемные интегральные схемы СВЧ. - М.: Наука. 1985. - 256с.). Таким образом, антенна представляет собой последовательное согласованное, с плавным переходом, соединение трех разнотипных линий передачи: - НЩЛ, без перекрытия от максимального раскрыва до точки с нулевым перекрытием, переход в ДПЛ и затем переход в НПЛ. В переходах различных типов линий передачи происходит одновременно и трансформация импедансов и трансформация типов волн - волны волноводного типа Н₁₀ в НЩЛ в волну квази ТЕМ в ДПЛ и затем в волну квази ТЕМ в НПЛ. Такая конструкция перехода с НЩЛ на НПЛ и гальваническое соединение внешних боковых кромок, параллельных продольной оси антенны, плоскопараллельных первой и второй металлических пластин первой и второй дополнительных металлических пластин антенны дает возможность свести к минимуму условия для возбуждения высших типов волн и поверхностных волн в области, близкой к нулевому перекрытию в НЩЛ и соответственно в ДПЛ и НПЛ, а это позволяет расширить частотный диапазон антенны в область высоких частот с высоким уровнем согласования. Каждая в отдельности НЩЛ, ДПЛ и НПЛ имеет высокий уровень предельной мощности. Используемое последовательное плавное соединение этих типов линий передачи обеспечивает высокий уровень предельной мощности данной антенне. Проводники НЩЛ, ДПЛ и НПЛ могут быть выполнены конечной толщины из металлических пластин и расположены с воздушным заполнением, а также могут быть выполнены на диэлектрической подложке в печатном исполнении.The antenna structurally consists of two plane-parallel metal plates, separated by a gap, which are galvanically connected to each other from the side of the outer lateral edges parallel to the longitudinal axis of the antenna. The radiating part of the antenna is a non-uniform, sector-type, asymmetric slot line (NSC) without overlap, which gradually narrows non-linearly from the aperture of the antenna to a point with zero overlap of the NSC, when the side edges of the metal plates forming the NSC are opposite each other. From the point with zero overlap of the NSC, corresponding to the beginning of the execution of the surfaces of the first and second additional metal plates in the form of a Cassini oval to the axis of the Cassini oval, the mode-impedance conversion of the NSCH into a two-wire strip line (DPS) occurs, and from the Cassini oval axis to its edge there is a transformation of the DPS into an asymmetric strip line (NPL). The Cassini oval is a fourth-order flat curve and, for example, can be made in the form of an ellipsoidal oval or in the form of an ellipsoidal oval with a “waist” (Mathematical Encyclopedia: Ch. Ed. I.M. Vinogradov, vol. 2 D - Coo . - M .: "Soviet Encyclopedia", 1979, p. 759). In the NPL, the first additional metal plate is a strip current-carrying conductor, and the second additional metal plate is an earth conductor, to which a segment of the input transmission line is connected (Gvozdev V.I., Nefedov E.I. Volumetric integrated circuits microwave. - M.: Science. 1985 .-- 256s.). Thus, the antenna is a sequentially coordinated, with a smooth transition, connection of three different types of transmission lines: - NSCH, without overlapping from the maximum aperture to a point with zero overlap, transition to the DPS and then the transition to the NPL. In the transitions of various types of transmission lines, both the impedances are transformed and the types of waves are transformed - waves of the waveguide type H ₁₀ in the NSCL into the quasi-TEM wave in the DPS and then into the quasi TEM wave in the NPL. This design of the transition from the NSC to the NPL and the galvanic connection of the outer lateral edges parallel to the longitudinal axis of the antenna, plane-parallel to the first and second metal plates of the first and second additional metal plates of the antenna makes it possible to minimize the conditions for the excitation of higher types of waves and surface waves in the region close to to zero overlap in the NSCL and, respectively, in the DPS and NPL, and this allows you to expand the frequency range of the antenna in the high frequency region with a high level of coordination. Each individual NSCL, DPL, and NPL has a high level of ultimate power. Used serial smooth connection of these types of transmission lines provides a high level of ultimate power to this antenna. The conductors NSCHL, DPL and NPL can be made of finite thickness from metal plates and are air-filled, and can also be made on a dielectric substrate in a printed version.

Антенна может быть выполнена с введением третьей металлической пластины, идентичной второй металлической пластине и идентично соединенной с первой металлической пластиной посредством введенных двух дополнительных контактных металлических полосок, идентичных четвертой дополнительной металлической полоски. The antenna can be made by introducing a third metal plate identical to the second metal plate and identically connected to the first metal plate by means of two additional contact metal strips identical to the fourth additional metal stripe.

Введение третьей металлической пластины, идентичной второй и соединенной с ней второй дополнительной металлической пластиной, и симметрично ей расположенной относительно первой металлической пластины, соединенной гальванически боковыми кромками, параллельными продольной оси антенны, с первой металлической пластиной создает геометрическую и электрическую симметрию первой металлической пластине. Таким образом структурно антенна представляет собой три плоскопараллельные металлические пластины, разделенные зазором. Излучающая часть антенны представляет собой неоднородную, секторного типа, трехуровневую несимметричную щелевую линию (ТНЩЛ) без перекрытия, которая плавно сужается по нелинейному закону от максимального раскрыва до точки с нулевым перекрытием. От точки с нулевым перекрытием происходит преобразование ТНЩЛ в симметричную полосковую линию (СПЛ), где металлическая полоска первой дополнительной металлической пластины является полосковым токонесущим проводником, а металлические полосы второй дополнительной и третьей металлических пластин являются земляными проводниками СПЛ, которые гальванически соединены и к ним подключается отрезок входной линии передачи. Таким образом антенна представляет собой последовательный импедансно - модовый преобразователь двух разнотипных линий передачи - ТНЩЛ в СПЛ с одновременным преобразованием импедансов и типов волн - волны волноводного типа Н₁₀ в ТНЩЛ в волну ТЕМ в СПЛ. Симметричное расположение первой металлической пластины относительно второй и третьей металлических пластин излучающей части антенны и перехода с ТНЩЛ на СПЛ позволяет свести к минимуму возможность возбуждения высших типов волн и поверхностных волн в области, близкой к нулевому перекрытию в ТНЩЛ и соответственно в переходе на СПЛ, одновременно позволяет значительно уменьшить кроссполяризационную составляющую электрического поля, улучшить согласование в полосе рабочих частот антенны и значительно повысить предельный уровень мощности антенны. Проводники ТНЩЛ и СПЛ могут быть выполнены конечной толщины из металлических пластин и расположены с воздушным заполнением, а также могут быть выполнены на диэлектрических подложках в печатном исполнении.The introduction of a third metal plate, identical to the second and second additional metal plate connected to it, and symmetrically located relative to the first metal plate, galvanically connected by lateral edges parallel to the longitudinal axis of the antenna, with the first metal plate creates geometric and electrical symmetry of the first metal plate. Thus, structurally, the antenna consists of three plane-parallel metal plates separated by a gap. The radiating part of the antenna is a non-uniform, sector-type, three-level asymmetric slot line (TSCH) without overlap, which gradually narrows non-linearly from the maximum aperture to a point with zero overlap. From a point with zero overlap, the TNCFL is converted into a symmetrical strip line (SPL), where the metal strip of the first additional metal plate is a current-carrying strip and the metal strips of the second additional and third metal plates are ground conductors of the SPL, which are galvanically connected and a segment is connected to them input transmission line. Thus, the antenna is a serial impedance - mode converter of two different types of transmission lines - TNSCH to SPL with simultaneous conversion of impedances and wave types - waveguide type H ₁₀ in TNSCH to TEM wave in CPL. The symmetrical arrangement of the first metal plate relative to the second and third metal plates of the radiating part of the antenna and the transition from the TSCH to the SPL allows minimizing the possibility of excitation of higher types of waves and surface waves in the region close to zero overlap in the TSCH and, accordingly, in the transition to the SPL, simultaneously allows significantly reduce the cross-polarization component of the electric field, improve the matching in the operating frequency band of the antenna and significantly increase the limit level powerfully ti antenna. Conductors TNSCHL and SPL can be made of finite thickness from metal plates and are air-filled, and can also be made on dielectric substrates in a printed version.

Антенна из трех металлических пластин по сравнению с антенной из двух металлических пластин имеет значительно более низкий уровень кросполяризационной составляющей электрического поля. An antenna of three metal plates, compared to an antenna of two metal plates, has a significantly lower level of the cross-polarization component of the electric field.

На основе антенны можно создавать одномерные и двумерные сверхширокополосные антенные решетки (АР), как не сканирующие, так и с электромеханическим или электрическим сканированием. Based on the antenna, one-dimensional and two-dimensional ultrawideband antenna arrays (ARs) can be created, both non-scanning and electromechanical or electrical scanning.

Нелинейный закон расширения поверхности первой, второй и третьей металлических пластин может быть описан функцией y = ax^±m/n, где а - коэффициент, задается действительным числом; m, n - целые положительные простые числа, причем m ≠ n и n > m; x - координата, соответствующая продольной оси антенны (Математическая энциклопедия: Гл. ред. И.М. Виноградов, т.5. Слу - Я - M., "Советская Энциклопедия", 1984. стр.215). Данное уравнение описывает кривую параболического вида, ориентированную вдоль продольной оси антенны и имеет характер вогнутости.The nonlinear law of expansion of the surface of the first, second and third metal plates can be described by the function y = ax ^{± m / n} , where a is the coefficient, is given by a real number; m, n are positive integer primes, with m ≠ n and n>m; x is the coordinate corresponding to the longitudinal axis of the antenna (Mathematical Encyclopedia: Ch. ed. IM Vinogradov, vol. 5. Slu - I - M., "Soviet Encyclopedia", 1984. p. 215). This equation describes a parabolic curve oriented along the longitudinal axis of the antenna and has a concavity character.

Выполнение поверхности расширения пластин по параболическому закону позволяет выделять поддиапазон частот из диапазона рабочих частот антенны с незначительным изменением ширины ДН и с высоким уровнем согласования. The execution of the surface of the expansion of the plates according to a parabolic law makes it possible to distinguish a frequency subband from the range of operating frequencies of the antenna with a slight change in the width of the beam and with a high level of coordination.

Нелинейный закон расширения поверхноси первой, второй и третьей металлических пластин может быть описан функцией y = ae^bx+c^dx, где а, b, с, d - коэффициенты, задаются действительным числом; x - координата, соответствующая продольной оси антенны (Математическая энциклопедия: Гл. ред. И.М. Виноградов. - М.: Советская Энциклопедия, т.4. Ок - Сло. 1984. стр.390). Данное уравнение описывает кривую экспоненциального вида, ориентированную вдоль продольной оси антенны и имеющую характер выпуклости.The nonlinear law of expansion of the surface of the first, second, and third metal plates can be described by the function y = ae ^bx + c ^dx , where a, b, c, d are the coefficients, are given by a real number; x is the coordinate corresponding to the longitudinal axis of the antenna (Mathematical Encyclopedia: Ch. ed. IM Vinogradov. - M.: Soviet Encyclopedia, t. 4. Ok - Slo. 1984. p. 390). This equation describes an exponential curve oriented along the longitudinal axis of the antenna and having a convex character.

Выполнение поверхности расширения пластин по экспоненциальному закону обеспечивает плавное изменение ширины ДН, за счет плавного изменения размера апертуры, при высоком уровне согласования во всем рабочем диапазоне частот антенны. The execution of the surface of the expansion of the plates according to the exponential law provides a smooth change in the width of the beam due to a smooth change in the size of the aperture, with a high level of coordination in the entire operating frequency range of the antenna.

На фиг.1 изображена конструкция антенны, состоящая из двух металлических пластин в форме прямоугольника; на фиг.2 - конструкция антенны, состоящая из трех металлических пластин в форме прямоугольника; на фиг.3 - проекция второй металлической пластины на первую металлическую пластину, например, с экспоненциальным законом расширения первой и второй металлических пластин; на фиг. 4 - проекция второй металлической пластины на первую металлическую пластину с законом расширения первой и второй металлических пластин, например, вида y = x^2/3; на фиг.5 - проекция второй металлической пластины на первую металлическую пластину с законом расширения первой и второй металлических пластин, например, вида y = x^1/3; на фиг.6 - пример выполнения овала Кассини в форме усеченного эллипсообразного овала; на фиг.7 - пример выполнения овала Кассини в форме усеченного эллипсообразного овала с "талией"; на фиг. 8 - вид на антенну со стороны апертуры, состоящую из двух металлических пластин; на фиг. 9 - вид на антенну со стороны апертуры, состоящую из трех металлических пластин.Figure 1 shows the design of the antenna, consisting of two metal plates in the shape of a rectangle; figure 2 - antenna design, consisting of three metal plates in the shape of a rectangle; figure 3 is a projection of the second metal plate on the first metal plate, for example, with an exponential law of expansion of the first and second metal plates; in FIG. 4 - projection of the second metal plate onto the first metal plate with the law of expansion of the first and second metal plates, for example, of the form y = x ^2/3 ; figure 5 - projection of the second metal plate on the first metal plate with the law of expansion of the first and second metal plates, for example, of the form y = x ^1/3 ; Fig.6 is an example of a Cassini oval in the form of a truncated ellipsoidal oval; Fig.7 is an example of the execution of the oval Cassini in the form of a truncated ellipsoidal oval with a "waist"; in FIG. 8 is a view of the antenna from the side of the aperture, consisting of two metal plates; in FIG. 9 is a view of the antenna from the side of the aperture, consisting of three metal plates.

Антенна 1 (фиг.1) содержит первую и вторую металлические пластины 2 и 3 соответственно, одинаковых размеров, размещенные в прямоугольной системе координат, и отрезок входной линии передачи 4, при этом первая 2 и вторая 3 металлические пластины точками начала первых боковых кромок 5 и 6 соответственно расположены на первой координатной плоскости 7, а поверхности первой 2 и второй 3 металлических пластин параллельны и размещены в верхней и нижней полуплоскостях относительно третьей координатной плоскости 9 соответственно, при этом координатная линия, соответствующая пересечению второй 8 и третьей 9 координатных плоскостей, является продольной осью 10 антенны 1, а поверхности первой 2 и второй 3 металлических пластин со стороны третьей координатной плоскости 9 в направлении продольной оси 10 антенны 1 от первой координатной поверхности 13 к первой координатной плоскости 7 выполнены расширяющимися по нелинейному закону, описываемому показательной функцией, а точки начала боковой кромки поверхности расширения первой 2 и второй 3 металлических пластин совмещены с третьей координатной плоскостью 9, причем плоскость симметрии первой металлической пластины 2 совмещена со второй координатной плоскостью 8, а вторая металлическая пластина 3 установлена с зазором 16 относительно первой металлической пластины 2, при этом в разрыв между вторыми боковыми кромками 11 и 12 поверхностей первой 2 и второй 3 металлических пластин и центральным 14 и земляным 15 проводниками отрезка входной линии передачи 4 соответственно гальванически включены введенные первая 17 и вторая 18 дополнительные металлические пластины соответственно, поверхности каждой из которых установлены параллельно и размещены относительно третьей координатной плоскости 9 в верхней и нижней полуплоскостях, причем первые боковые кромки 19 и 20 соответственно первой 17 и второй 18 дополнительных металлических пластин лежат на одной прямой с третьими боковыми кромками 21 и 22 первой 2 и второй 3 металлических пластин, соответственно, дальними по отношению к третьей координатной плоскости 9, при этом в поверхности второй дополнительной металлической пластины 18, расположенной в нижней полуплоскости, выполнен вырез 23 в форме усеченного овала Кассини, например эллипсообразного овала, усечение 24 которого образовано металлической полоской с параллельными боковыми кромками, внешней из которых является первая боковая кромка 20 второй дополнительной металлической пластины 18, и один конец 25 внутренней боковой кромки 26 усечения 24 расположен на первой координатной поверхности 13, а ось 27 выреза 23 перпендикулярна третьей координатной плоскости 9 и расположена на второй координатной поверхности 28, параллельной первой координатной плоскости 7, при этом форма поверхности второй дополнительной металлической пластины 18, расположенной в верхней полуплоскости, образована боковой кромкой в форме части усеченного овала Кассини 29, являющейся зеркальным отображением относительно третьей координатной плоскости 9 выреза 23 на отрезке от другого конца 30 внутренней боковой кромки 26 поверхности усечения 24 до второй координатной поверхности 28, и боковой кромкой нелинейной формы, соединенными между собой, при этом вторая дополнительная металлическая пластина 18 подключена к земляному проводнику 15 отрезка входной линии передачи 4, причем форма поверхности первой дополнительной металлической пластины 17 на отрезке от первой координатной поверхности 13 до второй координатной поверхности 28 соответствует форме части второй дополнительной металлической пластины 18, являющейся зеркальным отображением относительно третьей координатной плоскости 9, которое спроецировано на вторую координатную плоскость 8, при этом первая дополнительная металлическая пластина 17 на отрезке от второй координатной поверхности 28 до боковой кромки 35, расположенной на третьей координатной поверхности 33, выполнена в виде металлической полоски 36, продольная ось симметрии которой совмещена с продольной осью 10 антенны 1 и к которой подключен центральный проводник 14 отрезка входной линии передачи 4, при этом введены дополнительно четыре металлические полоски 37, 38, 39 и 40, выполненные одинаковой ширины, причем первая дополнительная металлическая полоска 37 выполнена длиной, равной расстоянию от второй координатной поверхности 28 до третьей координатной поверхности 33, и толщиной, равной толщине первой дополнительной металлической пластины 17, вторая дополнительная металлическая полоска 38 выполнена длиной, равной расстоянию от второй координатной поверхности 28 до первой координатной плоскости 7, и толщиной, равной толщине второй дополнительной металлической пластины 18, а третья 39 и четвертая 40 дополнительные металлические полоски выполнены длиной, равной расстоянию от первой координатной плоскости 7 до третьей координатной поверхности 33, при этом толщина третьей дополнительной металлической полоски 39 равна величине зазора между первой 2 и второй 3 металлическими пластинами плюс толщина первой металлической пластины 2, а толщина четвертой дополнительной металлической полоски 40 равна величине зазора между первой 2 и второй 3 металлическими пластинами, при этом первая дополнительная металлическая полоска 37 подсоединена гальванически и соосно в плоскости второй координатной поверхности 28 к торцевой боковой кромке усечения 41 первой дополнительной металлической пластины 17, вторая дополнительная металлическая полоска 38 подсоединена в плоскости второй координатной поверхности 28 гальванически и соосно к торцевой боковой кромке усечения 24 второй дополнительной металлической пластины 18, третья дополнительная металлическая полоска 39 гальванически установлена на второй 3 и второй дополнительной 18 металлических пластинах между первой координатной плоскостью 7 и третьей координатной поверхностью 33, причем боковые кромки третьей дополнительной металлической полоски 39 совмещены с боковыми кромками усечения 24 выреза 23, а четвертая дополнительная металлическая полоска 40 установлена симметрично третьей дополнительной металлической полоске 39 относительно третьей координатной плоскости 9 и гальванически соединяет между собой по всей длине первую металлическую пластину 2, усечение 41 первой дополнительной металлической пластины 17, первую дополнительную металлическую полоску 37 с второй дополнительной металлической полоской 38, с усечением второй дополнительной металлической пластины 18 и с частью второй дополнительной металлической пластины 18. Antenna 1 (figure 1) contains the first and second metal plates 2 and 3, respectively, of the same size, placed in a rectangular coordinate system, and a segment of the input transmission line 4, while the first 2 and second 3 metal plates are the points of origin of the first side edges 5 and 6 are respectively located on the first coordinate plane 7, and the surfaces of the first 2 and second 3 metal plates are parallel and placed in the upper and lower half-planes relative to the third coordinate plane 9, respectively, while the line corresponding to the intersection of the second 8 and third 9 coordinate planes is the longitudinal axis 10 of antenna 1, and the surfaces of the first 2 and second 3 metal plates from the side of the third coordinate plane 9 in the direction of the longitudinal axis 10 of antenna 1 from the first coordinate surface 13 to the first coordinate plane 7 are made expanding according to a nonlinear law described by an exponential function, and the points of origin of the lateral edge of the expansion surface of the first 2 and second 3 metal plates are aligned with the third coordinate n oskost 9, and the plane of symmetry of the first metal plate 2 is aligned with the second coordinate plane 8, and the second metal plate 3 is installed with a gap 16 relative to the first metal plate 2, while in the gap between the second side edges 11 and 12 of the surfaces of the first 2 and second 3 metal plates and the central 14 and earth 15 conductors of the input transmission line section 4 respectively galvanically included introduced the first 17 and second 18 additional metal plates, respectively, of the surface each of which is installed in parallel and placed relative to the third coordinate plane 9 in the upper and lower half-planes, and the first side edges 19 and 20, respectively, of the first 17 and second 18 additional metal plates lie on a straight line with the third side edges 21 and 22 of the first 2 and second 3 metal plates, respectively, distant with respect to the third coordinate plane 9, while in the surface of the second additional metal plate 18 located in the lower half-plane, a cut 23 in the shape of a Cassini truncated oval, for example an ellipsoidal oval, the truncation 24 of which is formed by a metal strip with parallel side edges, the outer of which is the first side edge 20 of the second additional metal plate 18, and one end 25 of the inner side edge 26 of the truncation 24 is located on the first coordinate surface 13 , and the axis 27 of the cutout 23 is perpendicular to the third coordinate plane 9 and is located on the second coordinate surface 28 parallel to the first coordinate plane 7, while the shape of the the surface of the second additional metal plate 18 located in the upper half-plane is formed by a lateral edge in the form of a part of the truncated Cassini oval 29, which is a mirror image relative to the third coordinate plane 9 of the cutout 23 on the segment from the other end 30 of the inner side edge 26 of the truncation surface 24 to the second coordinate surface 28, and a lateral edge of non-linear shape, interconnected, while the second additional metal plate 18 is connected to the ground conductor 15 of the input the bottom of the transmission line 4, and the surface shape of the first additional metal plate 17 on the segment from the first coordinate surface 13 to the second coordinate surface 28 corresponds to the shape of the part of the second additional metal plate 18, which is a mirror image relative to the third coordinate plane 9, which is projected onto the second coordinate plane 8 while the first additional metal plate 17 on the segment from the second coordinate surface 28 to the lateral edge 35 located on t The network of the coordinate surface 33 is made in the form of a metal strip 36, the longitudinal axis of symmetry of which is aligned with the longitudinal axis 10 of the antenna 1 and to which the central conductor 14 of the segment of the input transmission line 4 is connected, while four additional metal strips 37, 38, 39 and 40 are introduced made of the same width, and the first additional metal strip 37 is made of a length equal to the distance from the second coordinate surface 28 to the third coordinate surface 33, and a thickness equal to the thickness of the first additional metal plate 17, the second additional metal strip 38 is made with a length equal to the distance from the second coordinate surface 28 to the first coordinate plane 7, and a thickness equal to the thickness of the second additional metal plate 18, and the third 39 and fourth 40 additional metal strips are made with a length equal to the distance from the first coordinate plane 7 to the third coordinate surface 33, while the thickness of the third additional metal strip 39 is equal to the gap between the first 2 and second oh 3 metal plates plus the thickness of the first metal plate 2, and the thickness of the fourth additional metal strip 40 is equal to the gap between the first 2 and second 3 metal plates, while the first additional metal strip 37 is galvanically and coaxially connected in the plane of the second coordinate surface 28 to the end side the truncation edge 41 of the first additional metal plate 17, the second additional metal strip 38 is connected in the plane of the second coordinate surface 28 galvanically and coaxially with the end lateral edge of the truncation 24 of the second additional metal plate 18, the third additional metal strip 39 is galvanically mounted on the second 3 and second additional 18 metal plates between the first coordinate plane 7 and the third coordinate surface 33, and the side edges of the third additional metal strip 39 aligned with the lateral edges of the truncation 24 of the cutout 23, and the fourth additional metal strip 40 is installed symmetrically to the third additional th metal strip 39 relative to the third coordinate plane 9 and galvanically connects along the entire length of the first metal plate 2, truncation 41 of the first additional metal plate 17, the first additional metal strip 37 with a second additional metal strip 38, with a truncation of the second additional metal plate 18 and with a part of the second additional metal plate 18.

Антенна 1 может быть выполнена с третьей металлической пластиной 42 (фиг. 2), идентичной второй 3 металлической пластине и идентично соединена с первой металлической пластиной 2 посредством введенных двух дополнительных контактных металлических полосок 43 и 44, идентичных четвертой дополнительной металлической полоске 40. Antenna 1 can be made with a third metal plate 42 (Fig. 2), identical to the second metal plate 3 and identically connected to the first metal plate 2 through the introduction of two additional contact metal strips 43 and 44, identical to the fourth additional metal strip 40.

Антенна 1 (по фиг.1 и фиг.2) может быть выполнена с расширением поверхности металлических пластин по нелинейному закону, описываемому функцией y = ax^±m/n (фиг. 4 и 5), где a - числовой коэффициент, задаваемый рациональным числом; m, n - целые положительные простые числа.Antenna 1 (Fig. 1 and Fig. 2) can be made with the expansion of the surface of metal plates according to a nonlinear law described by the function y = ax ^{± m / n} (Figs. 4 and 5), where a is a numerical coefficient specified by a rational number ; m, n are positive integers.

Антенна 1 (по фиг. 1 и фиг.2) может быть выполнена с расширением поверхности металлических пластин по нелинейному закону, описываемому функцией y = ae^bx+ce^dx (фиг. 3) где а, b, с, d, - числовые коэффициенты, задаваемые рациональным числом.Antenna 1 (in Fig. 1 and Fig. 2) can be performed with the expansion of the surface of metal plates according to the nonlinear law described by the function y = ae ^bx + ce ^dx (Fig. 3) where a, b, c, d, are numerical coefficients defined by a rational number.

Антенна работает следующим образом. The antenna works as follows.

Антенна 1 (фиг. 1) представляет собой неоднородную секторного типа НЩЛ без перекрытия, образованную металлическими пластинами 2 и 3, которые плавно расширяются по нелинейному закону от первой координатной поверхности 13 (точки с нулевым перекрытием) до первой координатной плоскости 7. Antenna 1 (Fig. 1) is a non-uniform sector type of non-overlapping non-overlapping type NSL formed by metal plates 2 and 3, which expand non-linearly from the first coordinate surface 13 (points with zero overlap) to the first coordinate plane 7.

В режиме излучения входной СВЧ сигнал через отрезок входной линии передачи 4, например коаксиального типа, поступает в НПЛ, в которой металлическая полоска 36 является полосковым токонесущим проводником, а металлическая полоска 34 является земляным проводником НПЛ соответственно. В НПЛ возбуждается и распространяется квази - ТЕМ волна на отрезке от третьей 33 до второй 28 координатной поверхности. На отрезке от второй 28 до первой 13 координатной поверхности происходит плавный переход от НПЛ в ДПЛ, которая в данной конструкции идентична НЩЛ с перекрытием, с последовательной модо - импедансной трансформацией: квази-ТЕМ волны НПЛ--> в квази -ТЕМ волну ДПЛ--> в волну Н₁₀ НЩЛ. На плавно расширяющемся отрезке НЩЛ, секторного типа, в направлении от первой координатной поверхности 13 до первой координатной плоскости 7 распространяется волна Н₁₀, как описано, например (Janaswamy R, Snaubert D. H. , Radio Science, vol. 21, 5, Sept-Oct 1986, pp. 797-804). Раскрыв сектора НЩЛ на первой координатной плоскости 7 является раскрывом антенны 1, который согласован со свободным пространством. Размер раскрыва определяет максимальную длину волны λ_max рабочего диапазона длин волн антенны 1 и выбирается из условия порядка λ_max/2. Антенна 1 излучает электромагнитные волны линейной поляризации с ориентацией вектора напряженности электрического поля, параллельного первой 2 и второй 3 металлическим пластинам. Минимальная длина волны λ_min рабочего диапазона длин волн антенны 1 определяется сечением НЩЛ, с которого начинается возбуждение паразитных поверхностных волн в области, близкой к точке с нулевым перекрытием НЩЛ.In the radiation mode, the input microwave signal through a piece of the input transmission line 4, for example, of the coaxial type, enters the NPL, in which the metal strip 36 is a strip current-carrying conductor, and the metal strip 34 is the ground conductor of the NPL, respectively. In the NPL, a quasi - TEM wave is excited and propagates in the segment from the third 33 to the second 28 coordinate surface. In the interval from the second 28 to the first 13 coordinate surface, a smooth transition occurs from the NPL to the DPS, which in this design is identical to the NSC with overlapping, with sequential mode - impedance transformation: quasi-TEM waves NPL -> into quasi-TEM waves DPL-- > into the wave of H ₁₀ NSCH. An H ₁₀ wave propagates on a smoothly expanding segment of the NSHL, sector type, in the direction from the first coordinate surface 13 to the first coordinate plane 7, as described, for example (Janaswamy R, Snaubert DH, Radio Science, vol. 21, 5, Sept-Oct 1986 , pp. 797-804). The opening of the NSCL sector on the first coordinate plane 7 is the opening of the antenna 1, which is consistent with the free space. The size of the aperture determines the maximum wavelength λ _max of the operating wavelength range of the antenna 1 and is selected from a condition of the order of λ _max / 2. Antenna 1 emits electromagnetic waves of linear polarization with the orientation of the electric field vector, parallel to the first 2 and second 3 metal plates. The minimum wavelength λ _{min of the} operating range of the wavelengths of antenna 1 is determined by the NSL section, from which the excitation of spurious surface waves begins in the region close to the point with zero overlap of the NSL.

Один вырез 23 в поверхности второй дополнительной металлической пластины 18 выполняется в форме усеченного овала Кассини, который представляет собой плоскую кривую 4-го порядка и, например, может быть выполнен в форме эллипсообразного овала (фиг.6). Один вырез 23 может быть выполнен также в форме эллипсообразного овала с "талией" (фиг.7) (Математическая энциклопедия: Гл. ред. И. М. Виноградов, т.2 Д - Коо. - М.: "Советская Энциклопедия", 1979, стр. 759). One cutout 23 in the surface of the second additional metal plate 18 is made in the form of a truncated Cassini oval, which is a fourth-order flat curve and, for example, can be made in the form of an ellipsoidal oval (Fig.6). One cutout 23 can also be made in the form of an ellipsoidal oval with a “waist” (Fig. 7) (Mathematical Encyclopedia: Ch. Ed. I. M. Vinogradov, vol. 2 D - Koo. - M.: “Soviet Encyclopedia”, 1979, p. 759).

Длина третьей боковой кромки 21 и 22 соответственно первой 2 и второй 3 металлических пластин определяет диапазонные свойства антенны 1, характеристики диаграммы направленности в диапазоне частот и характеристики согласования в низкочастотной области. Форма овала Кассини и геометрические размеры его поверхности усечения 24 определяют характеристики согласования антенны 1 в коротковолновой области диапазона частот. The length of the third lateral edge 21 and 22, respectively, of the first 2 and second 3 metal plates determines the band properties of the antenna 1, the characteristics of the radiation pattern in the frequency range and the matching characteristics in the low-frequency region. The shape of the Cassini oval and the geometric dimensions of its truncation surface 24 determine the matching characteristics of the antenna 1 in the short-wave region of the frequency range.

Введение в антенну 1 (фиг.2) третьей металлической пластины 42, идентичной второй 3 и соединенной с ней второй дополнительной 18 металлическими пластинами, установленной симметрично относительно первой металлической пластины 2, образует полную геометрическую и электрическую симметрию для первой металлической пластины 2, обеспечивает только один модо-импедансный трансформатор с СПЛ с волной ТЕМ --> в ТНЩЛ с волной Н₁₀. Такая конструкция антенны 1 позволяет уменьшить кросполяризационную составляющую электрического поля волны, распространяющейся в ТНЩЛ, и соответственно волны, излучающейся в свободное пространство.The introduction into the antenna 1 (Fig. 2) of a third metal plate 42, identical to the second 3 and connected to it by a second additional 18 metal plates, mounted symmetrically with respect to the first metal plate 2, forms complete geometric and electrical symmetry for the first metal plate 2, provides only one mode-impedance transformer with CPF with the TEM wave -> in TSCHL with the wave H ₁₀ . This design of the antenna 1 allows you to reduce the cross-polarization component of the electric field of the wave propagating in the TNL and, accordingly, the wave radiating into free space.

Антенна 1 (фиг.1 и фиг.2) может быть выполнена с нелинейным законом расширения поверхности первой, второй и третьей металлических пластин, описываемым функцией вида y = ax^±m/n, например, при: а=1, m=2, n=3 (фиг.4) или, например, при: а= 1, m=1, n=2 (фиг.5), что соответствует кривым параболического вида, ориентированным вдоль продольной оси 10 антенны 1, и имеют вогнутый характер.Antenna 1 (figure 1 and figure 2) can be performed with a nonlinear law of expansion of the surface of the first, second and third metal plates, described by a function of the form y = ax ^{± m / n} , for example, when: a = 1, m = 2, n = 3 (Fig. 4), or, for example, with: a = 1, m = 1, n = 2 (Fig. 5), which corresponds to parabolic curves oriented along the longitudinal axis 10 of antenna 1 and are concave.

Антенна 1 (фиг.1 и 2) может быть выполнена с нелинейным законом расширения поверхности первой, второй и третьей металлических пластин, описываемым функцией вида y = ae^bx+ce^dx (фиг.3) например, при: а=0,019, b=0,118, c= 0, d=0 (патент США 5036335, НКИ 343-767, МКИ Н 01 Q 1/38) или, например, а= 0,125, b= 0,052, c= 0, d= 0 (патент Англия 16014416, НКИ H1Q, МКИ Н 01 Q 13/20), что соответствует экспоненциальным кривым, ориентированным вдоль продольной оси 10 антенны 1 и имеющим выпуклый характер.Antenna 1 (Figs. 1 and 2) can be performed with a nonlinear law of expansion of the surface of the first, second and third metal plates, described by a function of the form y = ae ^bx + ce ^dx (Fig. 3), for example, with: a = 0.019, b = 0.118, c = 0, d = 0 (US patent 5036335, NKI 343-767, MKI H 01 Q 1/38) or, for example, a = 0.125, b = 0.052, c = 0, d = 0 (England patent 16014416 , NKI H1Q, MKI N 01 Q 13/20), which corresponds to exponential curves oriented along the longitudinal axis 10 of antenna 1 and having a convex character.

Claims

1. An antenna containing the first and second metal plates of the same size, placed in a rectangular coordinate system, and a segment of the input transmission line, while the first and second metal plates are located at the first coordinate plane with the points of the beginning of the first side edges, and the surfaces of the first and second metal plates parallel and placed in the upper and lower half-planes relative to the third coordinate plane, respectively, while the coordinate line corresponding to the intersection of the second and third th coordinate plane, is the longitudinal axis of the antenna, and the surfaces of the first and second metal plates from the side of the third coordinate plane in the direction of the longitudinal axis of the antenna from the first coordinate surface to the first coordinate plane are made expanding non-linearly, characterized in that the plane of symmetry of the first metal plate is aligned with the second coordinate plane, and the second metal plate is installed with a gap relative to the first metal plate, while n the expansion of the surface of the first and second metal plates is described by an exponential function, and the points of origin of the lateral edge of the expansion surface of the first and second metal plates are aligned with the third coordinate plane, while in the gap between the second side edges of the surfaces of the first and second metal plates and the central and earth conductors of the segment the input transmission line respectively galvanically included introduced the first and second additional metal plates, respectively, surface each of which is installed in parallel and placed relative to the third coordinate plane in the upper and lower half-planes, with the first side edges of the first and second additional metal plates lying on a straight line with the third side edges of the first and second metal plates, respectively, distant with respect to the third coordinate plane while in the surface of the second additional metal plate located in the lower half-plane, a cut is made in the form of a truncated oval Cassini, the cross section of which is formed by a metal strip with parallel lateral edges, the outer of which is the first lateral edge of the second additional metal plate, and one end of the inner lateral edge of the truncation is located on the first coordinate surface, and the cut axis is perpendicular to the third coordinate plane and is located on the second coordinate surface parallel to the first coordinate plane, while the surface shape of the second additional metal plate located in the upper half the bones are formed by a lateral edge in the form of a part of the truncated Cassini oval, which is a mirror image relative to the third coordinate plane of the cut in the segment from the other end of the inner lateral edge of the truncation surface to the second coordinate surface, and a lateral edge of a nonlinear shape interconnected, while the second additional metal the plate is connected to the earth conductor of a segment of the input transmission line, and the surface shape of the first additional metal plate per cut e from the first coordinate surface to the second coordinate surface corresponds to the shape of the part of the second additional metal plate, which is a mirror image relative to the third coordinate plane, which is projected onto the second coordinate plane, while the first additional metal plate is in a segment from the second coordinate surface to the side edge located on the third coordinate surface, made in the form of a metal strip, the longitudinal axis of symmetry of which is aligned and with the longitudinal axis of the antenna, and to which the central conductor of the input transmission line segment is connected, four additional metal strips made of the same width are introduced, and the first additional metal strip is made long, equal to the distance from the second coordinate surface to the third coordinate surface, and thickness equal to the thickness of the first additional metal plate, the second additional metal strip is made with a length equal to the distance from the second coordinate surface to the first coordinate plane, and a thickness equal to the thickness of the second additional metal plate, and the third and fourth additional metal strips are made with a length equal to the distance from the first coordinate plane to the third coordinate surface, while the thickness of the third additional metal strip is equal to the gap between the first and the second metal plates plus the thickness of the first metal plate, and the thickness of the fourth additional metal strip is equal to the gap and between the first and second metal plates, wherein the first additional metal strip is connected galvanically and coaxially in the plane of the second coordinate surface to the end lateral edge of the truncation of the first additional metal plate, the second additional metal strip is connected in the plane of the second coordinate surface galvanically and coaxially to the end side edge truncation of the second additional metal plate, the third additional metal strip galvanically is mounted on the second and second additional metal plates between the first coordinate plane and the third coordinate surface, with the side edges of the third additional metal strip aligned with the side edges of the cut-out, and the fourth additional metal strip installed symmetrically to the third additional metal strip relative to the third coordinate plane and galvanically connects between along the entire length of the first metal plate, truncation of the first th metal plate, a first additional metal strip with a second additional metal strip, with a truncation of the second additional metal plate and with a part of the second additional metal plate.

2. The antenna according to claim 1, characterized in that a third metal plate is introduced, identical to the second metal plate and identically connected to the first metal plate by means of two additional contact metal strips identical to the fourth additional metal strip.

3. The antenna according to claim 1 or 2, characterized in that the non-linear law of expansion of the surfaces of the first and second metal plates is described by the function y = ax ^{± m / n} , where a is the coefficient, is given by a real number; m, n are positive integer primes; x is the coordinate corresponding to the longitudinal axis of the antenna.

4. The antenna according to claim 1 or 2, characterized in that the nonlinear law of expansion of the surface of the first and second metal plates is described by the function y = ae ^bx + ce ^dx , where a, b, c, d are coefficients, are given by real numbers; x is the coordinate corresponding to the longitudinal axis of the antenna.

5. The antenna according to claim 1 or 2, characterized in that one cutout is made in the form of a truncated ellipsoidal oval.

6. The antenna according to claim 1 or 2, characterized in that one cutout is made in the form of a truncated ellipsoidal oval with a "waist".