그림 1은 일반적인 슬롯형 도파관의 구조를 보여줍니다. 슬롯형 도파관은 길고 좁은 도파관 구조에 가운데 슬롯이 있는 형태입니다. 이 슬롯을 통해 전자기파를 전송할 수 있습니다.

그림 1. 가장 일반적인 슬롯형 도파관 안테나의 기하학적 구조.

프런트 엔드(xz 평면에서 Y = 0인 개방면) 안테나에 급전이 이루어집니다. 원거리 끝단은 일반적으로 단락 회로(금속 인클로저)입니다. 도파관은 이 페이지의 캐비티 슬롯 안테나 뒷면에 보이는 짧은 다이폴이나 다른 도파관에 의해 여기될 수 있습니다.

그림 1의 안테나를 분석하기 위해 회로 모델을 살펴보겠습니다. 도파관 자체는 전송선로 역할을 하며, 도파관의 슬롯은 병렬 어드미턴스로 볼 수 있습니다. 도파관은 단락되어 있으므로 근사 회로 모델은 그림 1과 같습니다.

그림 2. 슬롯형 도파관 안테나의 회로 모델.

마지막 슬롯은 끝단(그림 2에 표시된 것처럼 단락됨)에서 거리 "d"만큼 떨어져 있고, 슬롯 요소들은 서로 거리 "L"만큼 간격을 두고 배치되어 있습니다.

홈의 크기는 파장을 안내하는 역할을 합니다. 안내 파장은 도파관 내부의 파장입니다. 안내 파장( )은 도파관의 폭("a")과 자유 공간 파장의 함수입니다. 주요 TE01 모드의 경우, 안내 파장은 다음과 같습니다.

마지막 슬롯과 끝 "d" 사이의 거리는 종종 1/4 파장으로 선택됩니다. 전송선의 이론적인 상태, 즉 1/4 파장 단락 임피던스를 갖는 선로는 하향 전송 시 개방 회로가 됩니다. 따라서 그림 2는 다음과 같이 간소화됩니다.

그림 3. 4분의 1 파장 변환을 이용한 슬롯형 도파관 회로 모델.

파라미터 "L"을 반파장으로 선택하면 입력 ž 옴 임피던스는 반파장 거리 z 옴에서 고려됩니다. "L"은 설계가 대략 반파장 정도를 기준으로 하는 이유입니다. 도파관 슬롯 안테나를 이러한 방식으로 설계하면 모든 슬롯이 병렬로 연결된 것으로 간주할 수 있습니다. 따라서 "N"개 소자로 구성된 슬롯 배열의 입력 어드미턴스와 입력 임피던스는 다음과 같이 빠르게 계산할 수 있습니다.

도파관의 입력 임피던스는 슬롯 임피던스의 함수입니다.

위의 설계 매개변수는 단일 주파수에서만 유효하다는 점에 유의하십시오. 주파수가 해당 값을 벗어나면 도파관 설계는 작동하지만 안테나 성능은 저하됩니다. 슬롯형 도파관의 주파수 특성을 이해하기 쉽게 설명하기 위해, 샘플의 주파수별 측정 결과는 S11에 제시되어 있습니다. 이 도파관은 10GHz에서 동작하도록 설계되었으며, 그림 4와 같이 하단의 동축 급전부에 연결됩니다.

그림 4. 슬롯형 도파관 안테나는 동축 케이블로 급전됩니다.

그 결과로 얻어진 S-파라미터 플롯은 아래와 같습니다.

참고: 안테나의 S11 값은 약 10GHz 부근에서 급격히 감소합니다. 이는 전력 소모의 대부분이 이 주파수 대역에서 방사됨을 보여줍니다. 안테나 대역폭(S11이 -6dB 미만으로 정의할 경우)은 약 9.7GHz에서 10.5GHz까지이며, 분수 대역폭은 8%입니다. 또한 6.7GHz와 9.2GHz 부근에서 공진이 발생합니다. 6.5GHz 이하, 즉 도파관 차단 주파수 이하에서는 거의 에너지가 방사되지 않습니다. 위의 S-파라미터 그래프는 슬롯형 도파관의 주파수 특성이 어떤 대역폭과 유사한지 잘 보여줍니다.

아래 그림은 슬롯형 도파관의 3차원 방사 패턴을 보여줍니다(FEKO라는 수치 전자기 해석 프로그램을 사용하여 계산했습니다). 이 안테나의 이득은 약 17dB입니다.