TE y TM distinguen componentes del campo respecto a la propagación. Tomando z como eje longitudinal, TE tiene Ez = 0 y TM tiene Hz = 0. No significan respectivamente baja y alta frecuencia. La sección y los índices determinan las frecuencias de propagación.
1. TE: campo eléctrico transversal
TE significa Transverse Electric. El campo eléctrico es perpendicular a la propagación, mientras que el magnético tiene componente longitudinal. En la guía rectangular habitual, TE10 es el modo dominante cuando a es mayor que b.
Su distribución cambia sobre la anchura a. El componente eléctrico transversal no es uniforme en toda la sección: en la representación ideal presenta un máximo central en esa dirección y se anula donde corresponde por las condiciones de contorno.
2. TM: campo magnético transversal
TM significa Transverse Magnetic. El campo magnético carece de componente longitudinal y el eléctrico sí la tiene. TM11 puede existir con a distinto de b; no requiere una sección cuadrada.
En la guía ideal, Ez para TM11 sigue un producto de senos en las coordenadas transversales. Se anula en las paredes y tiene un máximo de magnitud en el centro, no en las esquinas.
3. Qué indican los índices
| Propiedad | TEmn | TMmn |
|---|---|---|
| Campo eléctrico longitudinal | Cero. | En general presente. |
| Campo magnético longitudinal | En general presente. | Cero. |
| Índices | No negativos; no ambos cero. | Ambos iguales o mayores que uno. |
| Ejemplos | TE10, TE20, TE01. | TM11, TM21. |
No existen TM10 ni TM01 en la guía rectangular hueca convencional. Usar un cero en el producto sinusoidal da una solución de campo nula, no un modo propagante adicional.
Estas restricciones corresponden a esta sección y definición; no prohíben el TM01 de una guía circular.
4. Calcular la frecuencia de corte
Para el modelo ideal lleno de aire, fc,mn = (c/2)√[(m/a)²+(n/b)²]. Si existen TE y TM con los mismos índices, tienen el mismo corte ideal aunque diferentes distribuciones de campo.
En WR-90, a = 22,86 mm y b = 10,16 mm, los valores aproximados son:
| Modo | Corte |
|---|---|
| TE10 | 6,56 GHz. |
| TE20 | 13,11 GHz. |
| TE01 | 14,75 GHz. |
| TE11 y TM11 | 16,15 GHz. |
La banda habitual de WR-90, 8,2–12,4 GHz, mantiene margen respecto al corte fundamental y al siguiente. Superar ligeramente un corte no basta para demostrar un funcionamiento práctico adecuado.
Por debajo del corte, el modo es evanescente en una sección uniforme ideal. En una sección finita puede haber acoplamiento entre extremos; no es equivalente a propagación normal ni a una atenuación fija universal.
5. Diferenciar TEM
En TEM ambos campos son transversales. Una guía hueca cerrada con una sola frontera conductora y medio homogéneo no admite TEM ordinario. Una línea coaxial homogénea o dos conductores apropiados sí pueden soportarlo.
La diferencia deriva de geometría y condiciones de frontera. Un coaxial no deja de ser utilizable automáticamente a 18 GHz: su límite depende de dimensiones, dieléctrico, conectores y modos.
6. Controlar excitación y conversión modal
Cuando un modo superior puede propagarse, su excitación depende de alimentación y discontinuidades. Curvas, escalones, desalineación y asimetrías pueden producir reflexión o modos indeseados.
- Confirmar banda y modo previsto de cada pieza.
- Situar sondas o transiciones según los campos.
- Medir reflexión, transmisión y pureza modal cuando corresponda.
- Evaluar potencia con campos, presión, refrigeración e impulsos.
TM no tiene siempre el doble de pérdida que TE, ni TE garantiza cualquier cifra de kW. Usa condiciones comparables de dimensión, material y frecuencia.
Consulta las relaciones de corte y propagación y los componentes de guía Dolph Microwave con sus interfaces reales.
