Modos de guía de ondas

Explora modos TE de una guía rectangular ideal en vacío con paredes perfectamente conductoras. Introduce a=1–5 cm, b=0,5–3 cm, frecuencia1–20 GHz e índices enteros m,n=0–4, excepto TE₀₀. Las dimensiones iniciales2,286×1,016 cm son el ejemplo WR-90 y se conservan exactamente. Elige un modo o introduce índices. Calcular dibuja el campo estático; Reproducir lo anima. Tras el primer cálculo, los parámetros o modos válidos actualizan el resultado al instante, pausado en fase cero; las entradas no válidas borran el resultado anterior. Restablecer vuelve a WR-90, TE10, 10 GHz y la vista inicial. Al recargar solo se conservan las entradas exactas y las opciones de color/flechas; los campos y la reproducción se generan de nuevo. Color, vectores y fase examinan el mismo modo calculado.

Con c=299792458 m/s y dimensiones en metros: f꜀=(c/2)√((m/a)²+(n/b)²). Por encima: β=(2πf/c)√(1−(f꜀/f)²), λg=2π/β, vg/c=√(1−(f꜀/f)²), vp/c=1/(vg/c). La velocidad de fase mayor que c no es velocidad de señal. Por debajo: α=(2π/c)√(f꜀²−f²), amplitud e⁻ᵅᶻ y longitud1/e de1/α; sin longitud guiada o velocidad de grupo real. En el corte β=α=0, λg→∞ y vg/c→0 son límites, no un modo propagante que transporte potencia. Una proximidad relativa de ocho epsilon binary64 se considera frontera numérica.

De H_z∝cos(mπx/a)cos(nπy/b) se obtienen Eₓ∝(n/b)cos(mπx/a)sin(nπy/b), Eᵧ∝−(m/a)sin(mπx/a)cos(nπy/b), E_z=0. Ambas componentes se dividen por max(m/a,n/b), dando máximo espacial de módulo1. El campo eléctrico tangencial es cero en las paredes. TE₀₁ tiene Eₓ horizontal y TE₁₀ Eᵧ vertical. El color muestra la componente elegida o el módulo; los vectores muestran el campo transversal completo. Rojo negativo y azul positivo en componentes con signo. Se conserva la relación física a/b.

El gráfico inferior muestra E/E₀ según z: cos(φ−βz) en dos longitudes guiadas por encima; e⁻ᵅᶻcosφ en cuatro longitudes de decaimiento por debajo; cosφ uniforme en el límite. La sección está en z=0. Cada ciclo dura dos segundos de pantalla, no tiempo GHz real ni potencia medida. La fase manual (en grados) pausa la animación. Las vistas ocultas o inactivas pausan sin recuperar tiempo. Sin pérdidas conductoras/dieléctricas, relleno material, acoplamiento, excitación multimodo ni modos TM simulados.

Ellingson, Electromagnetics II: TE modes · Propagation characteristics