Modes de guide d’ondes

Explorer les modes TE d’un guide rectangulaire idéal rempli de vide, à parois parfaitement conductrices. Saisir a=1–5 cm, b=0,5–3 cm, fréquence1–20 GHz et indices entiers m,n=0–4, sauf TE₀₀. Les dimensions initiales2,286×1,016 cm correspondent à WR-90 et restent exactes. Choisir un mode ou saisir les indices. Calculer trace un champ statique, Lire l’anime. Après le premier calcul, les paramètres ou modes valides actualisent immédiatement le résultat, en pause à phase nulle ; les saisies invalides effacent l’ancien résultat. Réinitialiser rétablit WR-90, TE10, 10 GHz et l’affichage initial. Seules les saisies exactes et les choix de couleur/flèches sont conservés au rechargement ; champs et lecture sont régénérés. Couleur, flèches et phase examinent le même mode calculé.

Avec c=299792458 m/s et les dimensions en mètres, f꜀=(c/2)√((m/a)²+(n/b)²). Au-dessus: β=(2πf/c)√(1−(f꜀/f)²), λg=2π/β, vg/c=√(1−(f꜀/f)²), vp/c=1/(vg/c). Une vitesse de phase supérieure à c n’est pas une vitesse de signal. Au-dessous: α=(2π/c)√(f꜀²−f²), amplitude e⁻ᵅᶻ et longueur1/e de1/α; pas de longueur guidée ou vitesse de groupe réelle. À la coupure β=α=0, λg→∞ et vg/c→0 sont des limites, pas un mode propagatif transportant de la puissance. Une proximité relative de huit epsilon binary64 est classée à la frontière numérique.

De H_z∝cos(mπx/a)cos(nπy/b) viennent Eₓ∝(n/b)cos(mπx/a)sin(nπy/b), Eᵧ∝−(m/a)sin(mπx/a)cos(nπy/b), E_z=0. Les deux composantes sont divisées par max(m/a,n/b), donnant un maximum spatial de module1. Le champ électrique tangentiel s’annule aux parois. TE₀₁ a donc Eₓ horizontal et TE₁₀ Eᵧ vertical. Couleurs: composante choisie ou module; flèches: vecteur transverse complet. Rouge négatif et bleu positif pour les composantes signées. Le rapport physique a/b est conservé.

Le graphe inférieur représente E/E₀ selon z: cos(φ−βz) sur deux longueurs guidées au-dessus; e⁻ᵅᶻcosφ sur quatre longueurs de décroissance au-dessous; cosφ uniforme à la limite. La section est à z=0. Chaque cycle dure deux secondes d’affichage, pas un temps GHz réel ni une puissance mesurée. Le réglage de phase (en degrés) met en pause. Les vues cachées ou inactives restent en pause sans rattrapage. Pas de pertes conductrices/diélectriques, matériau de remplissage, couplage de source, excitation multimode ou modes TM simulés.

Ellingson, Electromagnetics II: TE modes · Propagation characteristics