Фигура 1 показва често срещана диаграма на шлицов вълновод, който има дълга и тясна структура на вълновода с прорез в средата. Този прорез може да се използва за предаване на електромагнитни вълни.

фигура 1. Геометрия на най-често срещаните антени с шлицови вълноводи.

Предната антена (Y = 0 отворена повърхност в равнината xz) се захранва. Далечният край обикновено е късо съединение (метален корпус). Вълноводът може да бъде възбуден от къс дипол (вижда се на гърба на антената с кухина) на страницата или от друг вълновод.

За да започнем анализа на антената от Фигура 1, нека разгледаме модела на веригата. Самият вълновод действа като предавателна линия, а прорезите във вълновода могат да се разглеждат като паралелни (паралелни) адмитанси. Вълноводът е късо съединен, така че приблизителният модел на веригата е показан на Фигура 1:

фигура 2. Модел на схема на антена с прорези и вълновод.

Последният слот е на разстояние "d" от края (който е късо съединен, както е показано на Фигура 2), а елементите на слота са разположени на разстояние "L" един от друг.

Размерът на жлеба ще даде ориентир за дължината на вълната. Дължината на водещата вълна е дължината на вълната във вълновода. Дължината на водещата вълна ( ) е функция от ширината на вълновода ("a") и дължината на вълната в свободното пространство. За доминиращия TE01 режим, водещите дължини на вълните са:

Разстоянието между последния слот и края "d" често се избира да е една четвърт от дължината на вълната. Теоретичното състояние на предавателната линия, линията с импеданс на късо съединение с четвърт дължина на вълната, предавана надолу, е отворена верига. Следователно, Фигура 2 се свежда до:

изображение 3. Модел на шлицова вълноводна верига, използващ трансформация на четвърт дължина на вълната.

Ако параметърът "L" е избран да бъде половин дължина на вълната, тогава входният ¼ омически импеданс се разглежда на разстояние половин дължина на вълната z ома. "L" е причината дизайнът да е около половин дължина на вълната. Ако шлицовата антена на вълновода е проектирана по този начин, тогава всички слотове могат да се считат за паралелни. Следователно, входната адмитанс и входният импеданс на шлицова решетка с "N" елемент могат бързо да се изчислят като:

Входният импеданс на вълновода е функция от импеданса на слота.

Моля, обърнете внимание, че горните конструктивни параметри са валидни само за една честота. С увеличаването на честотата оттам нататък, дизайнът на вълновода работи, и ще има влошаване на производителността на антената. Като пример за честотните характеристики на шлицов вълновод, измерванията на проба като функция на честотата ще бъдат показани на S11. Вълноводът е проектиран да работи на 10 GHz. Това се подава към коаксиалния захранващ кабел в долната част, както е показано на Фигура 4.

Фигура 4. Антената с прорези и вълновод се захранва от коаксиален захранващ кабел.

Получената графика на S-параметрите е показана по-долу.

ЗАБЕЛЕЖКА: Антената има много голям спад на S11 при около 10 GHz. Това показва, че по-голямата част от консумираната мощност се излъчва на тази честота. Широтата на честотната лента на антената (ако е дефинирана като S11, е по-малка от -6 dB) варира от около 9,7 GHz до 10,5 GHz, което дава относителен резонанс от 8%. Обърнете внимание, че има и резонанс около 6,7 и 9,2 GHz. Под 6,5 GHz, под граничната честота на вълновода, почти не се излъчва енергия. Графиката на S-параметрите, показана по-горе, дава добра представа за това каква е честотната характеристика на шлицовия вълновод.

Триизмерната диаграма на излъчване на шлицов вълновод е показана по-долу (това е изчислено с помощта на числен електромагнитен пакет, наречен FEKO). Коефициентът на усилване на тази антена е приблизително 17 dB.

Обърнете внимание, че в равнината XZ (H-равнина) ширината на лъча е много тясна (2-5 градуса). В равнината YZ (или E-равнина) ширината на лъча е много по-голяма.