Hình 1 cho thấy sơ đồ ống dẫn sóng có rãnh thông thường, 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 một 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 hở) trên trang, hoặc bằng một ống dẫn sóng khác.

Để bắt đầu phân tích ăng-ten Hình 1, hãy xem xét 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 dẫn nạp song song (song song). Ống dẫn sóng được nối tắt, do đó mô hình mạch gần đúng được thể hiện trong Hình 1:

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

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

Kích thước của rãnh sẽ cung cấp hướng dẫn về bước sóng. Độ dài bước sóng hướng dẫn là bước sóng bên trong ống dẫn sóng. Bước sóng hướng dẫn ( ) là hàm số của chiều rộng 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 điểm cuối "d" thường được chọn bằng một phần tư bước sóng. Về mặt lý thuyết, đường truyền dẫn có trở kháng ngắn mạch một phần tư bước sóng truyền xuống dưới là hở mạch. 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 xét ở khoảng cách nửa bước sóng z ohms. "L" là lý do tại sao thiết kế được 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 nạp đầu vào và trở kháng đầu vào của mảng khe "N" phần tử có thể được tính toán nhanh chóng 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 hiệu lực ở một tần số duy nhất. Khi tần số tăng dần từ đó, thiết kế ống dẫn sóng sẽ hoạt động, dẫn đến sự suy giảm hiệu suất của ăng-ten. Để xem xét các đặc tính tần số của ống dẫn sóng có khe, các phép đo mẫu theo tần số sẽ được trình bày trong Hình 11. Ống dẫn sóng được thiết kế để hoạt động ở tần số 10 GHz. Tần số này được đưa vào bộ cấp nguồn đồng trục ở phía dưới, như minh họa 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 suy giảm rất lớn trên S11 ở khoảng 10 GHz. Điều này cho thấy phần lớn công suất tiêu thụ được bức xạ ở tần số này. Băng thông ăng-ten (nếu được định nghĩa là S11 nhỏ hơn -6 dB) dao động từ khoảng 9,7 GHz đến 10,5 GHz, cho 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 bức xạ. Biểu đồ tham số S được hiển thị ở trên cho thấy rõ đặc điểm tương đồng của tần số ống dẫn sóng có khe băng thông.

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