Modos
Las ondas electromagnéticas viajan a través de las
guías por medio de diversas configuraciones a las que llamamos modos de
propagación. Un modo es la manera en la que la energía se puede propagar a lo
largo de la guía de onda, cabe aclarar que todos estos modos deben satisfacer
ciertas condiciones de frontera para que se puedan dar. En teoría existen un
número infinito de modos de propagación y cada uno tiene su frecuencia de corte
a partir de la cual existe. En otras palabras a medida que se va aumentando la
frecuencia se irá incrementando el número de modos a partir de cada frecuencia
de corte de cada modo respectivamente. Específicamente una guía soporta tres
modos de propagación y los cuales son:
· Modo transverso eléctrico (TEmn) o modo H. En este caso las soluciones se derivan de la componente del campo magnético Hz, con la condición Ez = 0.
· Modo transverso eléctrico magnético (TEM), en el cual Ez = Hz = 0. Este modo tiene la característica de que no se puede propagar en una guía, debido a la estructura misma de ésta, puesto que no puede transmitir ondas electromagnéticas de baja frecuencia, la transmisión tiene lugar a un valor determinado de frecuencia que depende de las dimensiones de la guía. Sin embargo, es la representación por medio de campos electromagnéticos de una línea de transmisión de baja pérdida.
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| Esta imagen la hemos obtenido del siguiente enlace: https://radaruax.wordpress.com/2017/04/07/guia-de-ondas/ |
Esta imagen la hemos obtenido del siguiente enlace: http://www-fen.upc.es/wfib/virtualab/victor/web/Espanol/36modos.htm
La notación TMmn y TEmn implica guías de onda
rectangulares y TMmn, TEmn circulares. Los sub-índices m y n en rectangulares
designan números enteros que denotan el número de medias longitudes de onda de
intensidad de campo magnético para el TE y eléctrico para el TM, entre cada par
de paredes. El subíndice m se mide a lo
largo del eje x y el n sobre el eje y.
Las siglas TM tanto TE significan
que las líneas del campo magnético como el eléctrico son transversales en todos
los puntos, lo que quiere decir que todas las líneas son perpendiculares a las
paredes de la guía.
Dentro de una guía es posible la propagación de varios
modos de ondas electromagnéticas. Cada modo tiene una frecuencia de corte
asociada, de manera que si la frecuencia de la señal a transmitir es mayor que
la frecuencia de corte, la energía electromagnética se transmitirá a través de
la guía sin atenuación. En otro caso, si la frecuencia de la señal es menor que
la de corte, la energía se atenuará exponencialmente con la distancia, teniendo
un valor extremadamente bajo a una distancia muy corta (este caso se denomina
onda evanescente).
El modo dominante en una guía determinada es aquél que
tiene la frecuencia de corte más baja. Las dimensiones de la guía pueden
escogerse de modo que para una señal dada, sólo el modo principal pueda
transmitirse por ella.
Los modos de orden superior son todas aquellas formas
en que la energía se propaga por arriba de la frecuencia de corte del modo
dominante. Sin embargo no es recomendable operar en frecuencias donde éstos
tipos de modos se presenten, puesto que no acoplan bien a la carga, ocasionando
reflexiones y la aparición de ondas estacionarias.