A Figura 1 mostra um diagrama de guia de onda com fenda comum, que possui uma estrutura de guia de onda longa e estreita com uma fenda no meio.Este slot pode ser usado para transmitir ondas eletromagnéticas.

figura 1. Geometria das antenas de guia de onda com fenda mais comuns.

A antena frontal (Y = 0 face aberta no plano xz) é alimentada.A extremidade oposta geralmente é um curto-circuito (invólucro metálico).O guia de ondas pode ser excitado por um dipolo curto (visto na parte traseira da antena da cavidade da cavidade) na página ou por outro guia de ondas.

Para começar a analisar a antena da Figura 1, vejamos o modelo do circuito.O próprio guia de ondas atua como uma linha de transmissão, e as ranhuras no guia de ondas podem ser vistas como admitâncias paralelas (paralelas).O guia de ondas está em curto-circuito, então o modelo aproximado do circuito é mostrado na Figura 1:

figura 2. Modelo de circuito de antena guia de ondas com fenda.

O último slot está a uma distância “d” da extremidade (que está em curto-circuito, conforme mostrado na Figura 2), e os elementos do slot estão espaçados a uma distância “L” um do outro.

O tamanho da ranhura fornecerá uma orientação para o comprimento de onda.O comprimento de onda guia é o comprimento de onda dentro do guia de ondas.O comprimento de onda guia ( ) é uma função da largura do guia de ondas ("a") e do comprimento de onda do espaço livre.Para o modo TE01 dominante, os comprimentos de onda de orientação são:

A distância entre o último slot e o final "d" é frequentemente escolhida como um quarto do comprimento de onda.O estado teórico da linha de transmissão, a linha de impedância de curto-circuito de um quarto de comprimento de onda transmitida para baixo, é um circuito aberto.Portanto, a Figura 2 se reduz a:

imagem 3. Modelo de circuito de guia de onda com fenda usando transformação de um quarto de comprimento de onda.

Se o parâmetro "L" for selecionado para meio comprimento de onda, então a impedância de entrada ž ôhmica é vista a uma distância de meio comprimento de onda z ohms.O "L" é uma razão para o design ter cerca de meio comprimento de onda.Se a antena do slot do guia de ondas for projetada dessa maneira, todos os slots poderão ser considerados paralelos.Portanto, a admitância de entrada e a impedância de entrada de uma matriz com slot de elemento "N" podem ser calculadas rapidamente como:

A impedância de entrada do guia de ondas é uma função da impedância do slot.

Observe que os parâmetros de projeto acima são válidos apenas em uma única frequência.À medida que a frequência avança a partir daí, o projeto do guia de ondas funciona, haverá degradação no desempenho da antena.Como exemplo de pensamento sobre as características de frequência de um guia de ondas com fenda, as medições de uma amostra em função da frequência serão mostradas em S11.O guia de ondas foi projetado para operar a 10 GHz.Isso é alimentado na alimentação coaxial na parte inferior, conforme mostrado na Figura 4.

Figura 4. A antena guia de onda com fenda é alimentada por uma alimentação coaxial.

O gráfico do parâmetro S resultante é mostrado abaixo.

NOTA: A antena tem uma queda muito grande no S11 em cerca de 10 GHz.Isto mostra que a maior parte do consumo de energia é irradiada nesta frequência.A largura de banda da antena (se definida como S11 for inferior a -6 dB) vai de cerca de 9,7 GHz a 10,5 GHz, proporcionando uma largura de banda fracionária de 8%.Observe que também há ressonância em torno de 6,7 e 9,2 GHz.Abaixo de 6,5 GHz, abaixo da frequência de corte do guia de ondas e quase nenhuma energia é irradiada.O gráfico do parâmetro S mostrado acima dá uma boa ideia de quais são as características de frequência do guia de onda com fenda de largura de banda.

O padrão de radiação tridimensional de um guia de ondas com fenda é mostrado abaixo (isso foi calculado usando um pacote eletromagnético numérico chamado FEKO).O ganho desta antena é de aproximadamente 17 dB.