Das Funktionsprinzip einer Schlitzantenne basiert auf dem Konzept der Ausbreitung elektromagnetischer Wellen durch eine Öffnung oder einen Schlitz in einer leitenden Oberfläche. Wenn in das leitfähige Material (z. B. Metall) der Antennenstruktur ein Schlitz eingebracht wird, entsteht eine Öffnung, durch die elektromagnetische Wellen Signale abstrahlen oder empfangen können. Die Abmessungen und die Form des Schlitzes bestimmen die Betriebsfrequenz und die Strahlungseigenschaften der Antenne. Elektromagnetische Wellen werden in den Schlitz hinein oder aus ihm heraus eingekoppelt, und der Schlitz fungiert als Öffnung, durch die sich diese Wellen ausbreiten, und trägt so zum Strahlungsmuster und zur Effizienz der Antenne bei.
Das Funktionsprinzip jeder Antenne besteht darin, elektrische Signale in elektromagnetische Wellen umzuwandeln (Antennenübertragung) oder umgekehrt (Antennenempfang). Antennen basieren auf grundlegenden elektromagnetischen Prinzipien, die durch die Maxwell-Gleichungen bestimmt werden. Wenn ein Wechselstrom durch die Antennenstruktur fließt, erzeugt er ein elektromagnetisches Feld, das sich in Form elektromagnetischer Wellen von der Antenne weg ausbreitet. Der physikalische Aufbau und die Geometrie der Antenne sowie ihre elektrischen Eigenschaften bestimmen die Wellenlänge und Richtungsrichtung der abgestrahlten oder empfangenen Wellen. Antennen sind darauf ausgelegt, Effizienz, Gewinn, Bandbreite und Strahlungsmustereigenschaften für bestimmte Anwendungen wie Kommunikation, Radar, Rundfunk und Sensorik zu optimieren.
Das Prinzip eines Schlitzes im Antennendesign bezieht sich auf seine Öffnungsfunktion, die es elektromagnetischen Wellen ermöglicht, sich durch eine leitende Oberfläche auszubreiten. Schlitze werden normalerweise in Metalloberflächen oder -strukturen geschnitten, die als Teil der Antenne verwendet werden. Die Abmessungen, Form und Platzierung des Schlitzes beeinflussen die Resonanzfrequenz, das Strahlungsmuster, die Polarisation und die Impedanzeigenschaften der Antenne. Durch die Steuerung dieser Parameter können Ingenieure die Antennenleistung so anpassen, dass sie spezifische Anforderungen an Frequenzband, Richtwirkung und Effizienz erfüllt.
Eine Linsenantenne basiert auf dem Prinzip der Konzentration elektromagnetischer Wellen mithilfe einer dielektrischen oder metallischen Linsenstruktur. Die Linse verändert die Vorwärtsphase der elektromagnetischen Wellen und bewirkt, dass diese konvergieren oder divergieren, um die gewünschten Strahlungseigenschaften zu erreichen. Dielektrische Linsen können aus Materialien mit spezifischen Permittivitätswerten hergestellt werden, um die Brechungseigenschaften der Antenne zu steuern. Metalllinsen verwenden gekrümmte Reflektoren oder Oberflächen, um elektromagnetische Wellen zu fokussieren. Linsenantennen werden verwendet, um den Antennengewinn zu verbessern, die Richtwirkung zu verbessern und schmale Strahlbreiten in Anwendungen wie Satellitenkommunikation, Radarsystemen und Mikrowellenverbindungen zu erreichen.
Eine Aperturantenne sendet oder empfängt elektromagnetische Wellen durch eine Apertur oder Öffnung in einer leitenden Oberfläche. Die Apertur fungiert als Strahlungselement und ihre Größe und Form bestimmen die Betriebsfrequenz, Bandbreite und das Strahlungsmuster der Antenne. Zu den Aperturantennen zählen Bauformen wie Hornantennen, Hohlleiterantennen und Schlitzantennen. Sie werden häufig in Mikrowellen- und Millimeterwellenanwendungen eingesetzt, bei denen hohe Verstärkung, geringer Verlust und präzise Strahlsteuerung erforderlich sind. Das Funktionsprinzip besteht darin, elektromagnetische Wellen effektiv in die Apertur hinein oder aus ihr heraus einzukoppeln, was die Leistungsmerkmale der Antenne definiert.