El principio de funcionamiento de una antena de ranura gira en torno al concepto de propagación de ondas electromagnéticas a través de una abertura o ranura en una superficie conductora. Cuando se introduce una ranura en el material conductor (como el metal) de la estructura de la antena, se crea una abertura a través de la cual las ondas electromagnéticas pueden irradiar o recibir señales. Las dimensiones y la forma de la ranura determinan la frecuencia de funcionamiento y las características de radiación de la antena. Las ondas electromagnéticas se acoplan dentro o fuera de la ranura, y la ranura actúa como una abertura a través de la cual se propagan estas ondas, contribuyendo al patrón de radiación y a la eficiencia de la antena.
El principio de funcionamiento de cualquier antena es convertir señales eléctricas en ondas electromagnéticas (transmisión por antena) o viceversa (recepción por antena). Las antenas funcionan según principios electromagnéticos fundamentales regidos por las ecuaciones de Maxwell. Cuando una corriente alterna pasa a través de la estructura de la antena, genera un campo electromagnético que se propaga fuera de la antena en forma de ondas electromagnéticas. La estructura física y la geometría de la antena, así como sus propiedades eléctricas, determinan la longitud de onda y la direccionalidad de las ondas radiadas o recibidas. Las antenas están diseñadas para optimizar la eficiencia, la ganancia, el ancho de banda y las características del patrón de radiación para aplicaciones específicas como comunicaciones, radar, radiodifusión y detección.
El principio de una ranura en el diseño de la antena se refiere a su función de apertura que permite que las ondas electromagnéticas se propaguen a través de una superficie conductora. Las ranuras generalmente se cortan en superficies o estructuras metálicas utilizadas como parte de la antena. Las dimensiones, forma y ubicación de la ranura afectan la frecuencia de resonancia, el patrón de radiación, la polarización y las características de impedancia de la antena. Al controlar estos parámetros, los ingenieros pueden adaptar el rendimiento de la antena para cumplir con requisitos específicos de banda de frecuencia, direccionalidad y eficiencia.
Una antena de lente funciona según el principio de concentrar ondas electromagnéticas utilizando una estructura de lente dieléctrica o metálica. La lente cambia la fase directa de las ondas electromagnéticas, haciendo que converjan o diverjan para lograr las características de radiación deseadas. Las lentes dieléctricas se pueden fabricar a partir de materiales con valores de permitividad específicos para controlar las propiedades refractivas de la antena. Las lentes metálicas utilizan reflectores o superficies curvas para enfocar ondas electromagnéticas. Las antenas de lentes se utilizan para mejorar la ganancia de la antena, mejorar la directividad y lograr anchos de haz estrechos en aplicaciones como comunicaciones por satélite, sistemas de radar y enlaces de microondas.
Una antena de apertura funciona irradiando o recibiendo ondas electromagnéticas a través de una apertura o abertura en una superficie conductora. La apertura actúa como elemento radiante y su tamaño y forma determinan la frecuencia de funcionamiento, el ancho de banda y el patrón de radiación de la antena. Las antenas de apertura incluyen diseños como antenas de bocina, antenas de guía de ondas y antenas de ranura. Se utilizan ampliamente en aplicaciones de microondas y ondas milimétricas donde se requiere alta ganancia, baja pérdida y control preciso del haz. El principio de funcionamiento implica un acoplamiento efectivo de ondas electromagnéticas dentro o fuera de la apertura, lo que define las características de rendimiento de la antena.