Hình 1 cho thấy sơ đồ ống dẫn sóng có khe phổ biến, có cấu trúc ống dẫn sóng dài và hẹp với một khe ở giữa. Khe này có thể được sử dụng để truyền sóng điện từ.

hình 1. Hình dạng của các loại ăng-ten dẫn sóng có khe phổ biến nhất.

Ăng-ten đầu trước (mặt hở Y = 0 trong mặt phẳng xz) được cấp nguồn. Đầu xa thường là mạch ngắn (vỏ kim loại). Ống dẫn sóng có thể được kích thích bằng một lưỡng cực ngắn (nhìn thấy ở mặt sau của ăng-ten khe hốc) trên trang hoặc bằng một ống dẫn sóng khác.

Để bắt đầu phân tích ăng-ten Hình 1, chúng ta hãy xem mô hình mạch. Bản thân ống dẫn sóng hoạt động như một đường truyền và các khe trong ống dẫn sóng có thể được xem như các đường dẫn song song (song song). Ống dẫn sóng được nối tắt, do đó mô hình mạch gần đúng được hiển thị trong Hình 1:

hình 2. Mô hình mạch của anten dẫn sóng có khe.

Rãnh cuối cùng cách đầu một khoảng "d" (được nối tắt, như thể hiện trong Hình 2) và các phần tử rãnh được đặt cách nhau một khoảng "L".

Kích thước của rãnh sẽ cung cấp hướng dẫn cho bước sóng. Chiều dài bước sóng hướng dẫn là bước sóng trong ống dẫn sóng. Bước sóng hướng dẫn ( ) là hàm của chiều rộng của ống dẫn sóng ("a") và bước sóng không gian tự do. Đối với chế độ TE01 chiếm ưu thế, các bước sóng hướng dẫn là:

Khoảng cách giữa khe cuối cùng và "d" cuối thường được chọn là một phần tư bước sóng. Trạng thái lý thuyết của đường truyền, đường trở kháng ngắn mạch một phần tư bước sóng truyền xuống dưới là mạch hở. Do đó, Hình 2 được rút gọn thành:

hình ảnh 3. Mô hình mạch dẫn sóng có khe sử dụng phép biến đổi một phần tư bước sóng.

Nếu tham số "L" được chọn là nửa bước sóng, thì trở kháng ohmic đầu vào ž được xem ở khoảng cách nửa bước sóng z ohms. "L" là lý do để thiết kế ở khoảng nửa bước sóng. Nếu ăng-ten khe dẫn sóng được thiết kế theo cách này, thì tất cả các khe có thể được coi là song song. Do đó, độ dẫn đầu vào và trở kháng đầu vào của mảng khe "N" phần tử có thể được tính toán nhanh như sau:

Trở kháng đầu vào của ống dẫn sóng là một hàm của trở kháng khe.

Xin lưu ý rằng các thông số thiết kế trên chỉ có giá trị ở một tần số duy nhất. Khi tần số tiếp tục từ đó, thiết kế ống dẫn sóng hoạt động, sẽ có sự suy giảm về hiệu suất của ăng-ten. Là một ví dụ về việc suy nghĩ về các đặc điểm tần số của ống dẫn sóng có khe, các phép đo mẫu theo chức năng của tần số sẽ được hiển thị trong S11. Ống dẫn sóng được thiết kế để hoạt động ở tần số 10 GHz. Điều này được đưa vào nguồn cấp đồng trục ở phía dưới, như thể hiện trong Hình 4.

Hình 4. Ăng-ten ống dẫn sóng có khe được cấp nguồn bằng nguồn cấp đồng trục.

Biểu đồ tham số S kết quả được hiển thị bên dưới.

LƯU Ý: Ăng-ten có độ giảm rất lớn trên S11 ở khoảng 10 GHz. Điều này cho thấy hầu hết mức tiêu thụ điện năng được bức xạ ở tần số này. Băng thông ăng-ten (nếu được định nghĩa là S11 nhỏ hơn -6 dB) tăng từ khoảng 9,7 GHz đến 10,5 GHz, tạo ra băng thông phân đoạn là 8%. Lưu ý rằng cũng có cộng hưởng xung quanh 6,7 và 9,2 GHz. Dưới 6,5 GHz, dưới tần số ống dẫn sóng cắt và hầu như không có năng lượng nào được bức xạ. Biểu đồ tham số S được hiển thị ở trên cho biết ý tưởng hay về đặc điểm tần số ống dẫn sóng có khe băng thông giống với đặc điểm nào.

Mẫu bức xạ ba chiều của ống dẫn sóng có khe được hiển thị bên dưới (được tính toán bằng cách sử dụng một gói điện từ số gọi là FEKO). Độ khuếch đại của ăng-ten này là khoảng 17 dB.

Lưu ý rằng trong mặt phẳng XZ (mặt phẳng H), độ rộng chùm tia rất hẹp (2-5 độ). Trong mặt phẳng YZ (hoặc mặt phẳng E), độ rộng chùm tia lớn hơn nhiều.