Rysunek 1 przedstawia typowy schemat falowodu szczelinowego, który ma długą i wąską konstrukcję falowodu ze szczeliną pośrodku. Szczelina ta może być wykorzystywana do transmisji fal elektromagnetycznych.

rysunek 1. Geometria najpopularniejszych anten szczelinowych.

Antena czołowa (Y = 0 otwarta powierzchnia w płaszczyźnie xz) jest zasilana. Dalszy koniec to zwykle zwarcie (obudowa metalowa). Falowód może być wzbudzany przez krótki dipol (widoczny z tyłu anteny szczelinowej) na stronie lub przez inny falowód.

Aby rozpocząć analizę anteny z rysunku 1, spójrzmy na model obwodu. Sam falowód działa jak linia transmisyjna, a szczeliny w falowodzie można postrzegać jako równoległe (równoległe) wstępy. Falowód jest zwarty, dlatego przybliżony model obwodu pokazano na rysunku 1:

rysunek 2. Model obwodu anteny szczelinowej.

Ostatnia szczelina znajduje się w odległości „d” od końca (który jest zwarty, jak pokazano na rysunku 2), a elementy szczeliny są oddalone od siebie o odległość „L”.

Rozmiar rowka będzie wskazówką dotyczącą długości fali. Długość fali przewodnika to długość fali w falowodzie. Długość fali przewodnika ( ) jest funkcją szerokości falowodu („a”) i długości fali w wolnej przestrzeni. Dla dominującego trybu TE01 długości fali naprowadzania wynoszą:

Odległość między ostatnią szczeliną a końcem „d” jest często wybierana jako ćwierć długości fali. Teoretyczny stan linii przesyłowej, linia impedancji zwarcia o ćwierć długości fali przesyłana w dół, jest obwodem otwartym. Dlatego rysunek 2 sprowadza się do:

rysunek 3. Model obwodu falowodu szczelinowego wykorzystujący transformację ćwierćfalową.

Jeśli parametr „L” zostanie wybrany jako połowa długości fali, wówczas wejściowa impedancja wejściowa będzie oglądana w odległości połowy długości fali w omach. Litera „L” jest powodem, dla którego projekt ma długość około połowy długości fali. Jeśli antena szczelinowa falowodu jest zaprojektowana w ten sposób, wówczas wszystkie szczeliny można uznać za równoległe. Dlatego też dopuszczalność wejściową i impedancję wejściową układu szczelinowego z elementami „N” można szybko obliczyć jako:

Impedancja wejściowa falowodu jest funkcją impedancji szczeliny.

Należy pamiętać, że powyższe parametry projektowe obowiązują tylko dla jednej częstotliwości. W miarę jak częstotliwość będzie działać, konstrukcja falowodu zacznie działać, wydajność anteny ulegnie pogorszeniu. Jako przykład myślenia o charakterystykach częstotliwościowych falowodu szczelinowego, w S11 zostaną pokazane pomiary próbki w funkcji częstotliwości. Falowód jest zaprojektowany do pracy w paśmie 10 GHz. Jest on podawany do współosiowego zasilania na dole, jak pokazano na rysunku 4.

Rysunek 4. Antena falowodowa szczelinowa jest zasilana przez kabel koncentryczny.

Wynikowy wykres parametru S pokazano poniżej.

UWAGA: Antena charakteryzuje się bardzo dużym spadkiem sygnału w przypadku S11 przy częstotliwości około 10 GHz. To pokazuje, że większość zużycia energii jest wypromieniowywana przy tej częstotliwości. Szerokość pasma anteny (jeśli zdefiniowana jako S11 jest mniejsza niż -6 dB) waha się od około 9,7 GHz do 10,5 GHz, co daje ułamkową szerokość pasma wynoszącą 8%. Należy pamiętać, że rezonans występuje również w okolicach 6,7 i 9,2 GHz. Poniżej 6,5 GHz, poniżej częstotliwości odcięcia falowodu i prawie nie jest emitowana żadna energia. Wykres parametru S pokazany powyżej daje dobre pojęcie o tym, do czego podobne są charakterystyki częstotliwości falowodu szczelinowego o szerokości pasma.

Poniżej pokazano trójwymiarowy wzór promieniowania falowodu szczelinowego (obliczono go przy użyciu numerycznego pakietu elektromagnetycznego zwanego FEKO). Zysk tej anteny wynosi około 17 dB.

Należy pamiętać, że w płaszczyźnie XZ (płaszczyzna H) szerokość wiązki jest bardzo wąska (2-5 stopni). W płaszczyźnie YZ (lub płaszczyźnie E) szerokość wiązki jest znacznie większa.