Una línea ideal de placas paralelas sí puede propagar un modo TEM. La afirmación de que TEM no puede existir entre dos placas conductoras es incorrecta. Distingue dos conductores con un medio homogéneo de una guía hueca cerrada con una sola pared conductora conectada.
1. TEM describe componentes del campo
Para propagación en z, TEM significa Ez = 0 y Hz = 0. Existen campos eléctrico y magnético, ambos transversales. La onda no se propaga por ello exclusivamente en dirección transversal a la línea.
TE impone Ez = 0 y TM impone Hz = 0, con la otra componente longitudinal presente. Campos transversales no prohíben una constante de propagación distinta de cero.
2. Dos placas permiten potenciales distintos
Coloca placas en y = 0 e y = d, inicialmente de ancho ilimitado. El campo TEM puede tener E en y y H en x. Con orientación relativa adecuada, la energía fluye por z.
E es perpendicular a las superficies conductoras y cumple la condición de componente tangencial nula. Los conductores transportan las corrientes correspondientes. La ausencia de conductor central coaxial no refuta TEM.
3. No hay corte inferior positivo
En el modelo homogéneo sin pérdidas, β = ω√(με) y v = 1/√(με). En aire la velocidad se aproxima a c. TEM no tiene una frecuencia de corte inferior positiva causada por la separación de placas.
Eso no contradice los cortes de modos TE/TM superiores. El comportamiento a DC o frecuencias muy bajas depende además de alimentación, terminación y dispositivo real.
4. Evaluar los modos superiores
Para las placas ideales, los modos superiores con variación entre placas cumplen fc,m = m/(2d√(με)), m = 1,2,… . Con aire y d = 10 mm, el primer corte es unos 15,0 GHz.
Una separación de 10 mm no impide por tanto TEM por encima de 1 GHz. Aunque otros modos puedan propagarse, su excitación real depende de la alimentación y las discontinuidades.
5. Impedancia de campo y de línea
La razón de campos transversales TEM es η = √(μ/ε). Para placas de ancho finito w mucho mayor que d, despreciando bordes, Z0 ≈ ηd/w.
Con aire, d = 1 mm y w = 20 mm resulta aproximadamente 18,8 Ω. Una razón E/H cercana a 377 Ω no significa que cualquier línea de placas tenga 377 Ω en sus terminales.
6. Ancho finito y medios no homogéneos
En la práctica evalúa campos de borde, pérdidas conductoras, alimentación, curvas y radiación. El ancho finito por sí solo no convierte automáticamente toda estructura de dos conductores en cuasi-TEM.
En microstrip con aire y sustrato se utiliza normalmente una descripción cuasi-TEM. El coaxial homogéneo es, en cambio, un ejemplo TEM. La ausencia de TEM ordinario en la guía rectangular hueca de un solo contorno no se traslada a dos placas.
Comprobar una simulación
Inspecciona conexiones entre conductores, medio, puerto, contornos y sección. Examina direcciones E/H, constante de propagación y modos superiores. Un número de modo del software no es por sí solo una clasificación física.
La explicación de placas paralelas incluye TEM expresamente. Compara sus condiciones con la matemática de guías huecas y documenta el modelo.
