La Figura 1 mostra un diagramma comune di guida d'onda a fessura, che presenta una struttura a guida d'onda lunga e stretta con una fessura al centro. Questa fessura può essere utilizzata per trasmettere onde elettromagnetiche.

figura 1. Geometria delle antenne a guida d'onda fessurata più comuni.

L'antenna frontale (Y = 0, faccia aperta nel piano xz) viene alimentata. L'estremità lontana è solitamente un cortocircuito (involucro metallico). La guida d'onda può essere eccitata da un corto dipolo (visibile sul retro dell'antenna a fessura) nella pagina, o da un'altra guida d'onda.

Per iniziare ad analizzare l'antenna di Figura 1, diamo un'occhiata al modello del circuito. La guida d'onda stessa funge da linea di trasmissione e le fessure nella guida d'onda possono essere viste come ammettenze parallele. La guida d'onda è in cortocircuito, quindi il modello approssimativo del circuito è mostrato in Figura 1:

figura 2. Modello circuitale dell'antenna a guida d'onda fessurata.

L'ultimo slot si trova a una distanza "d" dall'estremità (che è in cortocircuito, come mostrato nella Figura 2) e gli elementi dello slot sono distanziati l'uno dall'altro di una distanza "L".

La dimensione della scanalatura fornirà una guida per la lunghezza d'onda. La lunghezza d'onda della guida è la lunghezza d'onda all'interno della guida. La lunghezza d'onda della guida ( ) è una funzione della larghezza della guida ("a") e della lunghezza d'onda nello spazio libero. Per la modalità TE01 dominante, le lunghezze d'onda della guida sono:

La distanza tra l'ultima fessura e l'estremità "d" viene spesso scelta pari a un quarto di lunghezza d'onda. Lo stato teorico della linea di trasmissione, ovvero la linea con impedenza di cortocircuito a un quarto di lunghezza d'onda trasmessa verso il basso, è un circuito aperto. Pertanto, la Figura 2 si riduce a:

Immagine 3. Modello di circuito a guida d'onda scanalata mediante trasformazione a un quarto di lunghezza d'onda.

Se il parametro "L" viene impostato su mezza lunghezza d'onda, l'impedenza ohmica di ingresso ¾ viene visualizzata a una distanza di mezza lunghezza d'onda pari a z ohm. La "L" è la ragione per cui il progetto deve essere di circa mezza lunghezza d'onda. Se l'antenna a slot in guida d'onda è progettata in questo modo, tutti gli slot possono essere considerati paralleli. Pertanto, l'ammettenza e l'impedenza di ingresso di un array a slot "N" elementi possono essere calcolate rapidamente come:

L'impedenza di ingresso della guida d'onda è una funzione dell'impedenza dello slot.

Si noti che i parametri di progettazione sopra indicati sono validi solo a una singola frequenza. Man mano che la frequenza aumenta, il progetto della guida d'onda subisce un degrado, ma le prestazioni dell'antenna subiranno un peggioramento. Come esempio di riflessione sulle caratteristiche di frequenza di una guida d'onda a fessura, in Figura 11 verranno illustrate le misurazioni di un campione in funzione della frequenza. La guida d'onda è progettata per funzionare a 10 GHz. Questa frequenza viene alimentata tramite il cavo coassiale in basso, come mostrato in Figura 4.

Figura 4. L'antenna a guida d'onda scanalata è alimentata da un cavo coassiale.

Di seguito è riportato il grafico risultante dei parametri S.

NOTA: L'antenna presenta un drop-off molto ampio sull'S11 a circa 10 GHz. Ciò dimostra che la maggior parte del consumo energetico viene irradiato a questa frequenza. La larghezza di banda dell'antenna (se definita come S11 è inferiore a -6 dB) va da circa 9,7 GHz a 10,5 GHz, con una larghezza di banda frazionaria dell'8%. Si noti che si verifica anche una risonanza intorno a 6,7 e 9,2 GHz. Al di sotto di 6,5 GHz, al di sotto della frequenza di taglio della guida d'onda, non viene irradiata quasi nessuna energia. Il grafico del parametro S mostrato sopra fornisce una buona idea di a quale larghezza di banda sono simili le caratteristiche di frequenza della guida d'onda a slot.

Di seguito è mostrato il diagramma di radiazione tridimensionale di una guida d'onda a fessura (calcolato utilizzando un pacchetto elettromagnetico numerico chiamato FEKO). Il guadagno di questa antenna è di circa 17 dB.

Si noti che nel piano XZ (piano H) la larghezza del fascio è molto stretta (2-5 gradi). Nel piano YZ (o piano E) la larghezza del fascio è molto maggiore.