TE e TM distinguono le componenti longitudinali dei campi rispetto alla propagazione. Se l’asse è z, TE significa Ez = 0; TM significa Hz = 0. Non indicano materiali diversi né direttamente la polarizzazione di qualsiasi antenna.
1. Significato di TE
Transverse Electric indica assenza della componente elettrica longitudinale, mentre il campo magnetico ha una componente lungo z. La soluzione comprende anche componenti trasversali: non significa presenza del solo campo magnetico.
Nel modello rettangolare uniformemente riempito, uno degli indici di TEmn può essere zero, ma non entrambi. TE00 non è un modo propagante di questa struttura.
2. Significato di TM
Transverse Magnetic indica Hz = 0 con componente elettrica longitudinale. I due indici di TMmn devono essere almeno 1. TM10 e TM01 non sono modi del modello classico.
TM11 non richiede a = b. Può propagarsi anche in un rettangolo non quadrato quando frequenza ed eccitazione sono appropriate.
3. Indici e distribuzione dei campi
m e n descrivono la dipendenza trasversale nelle due coordinate. Non sono numero di segnali o livello di potenza. In una cavità chiusa può apparire un terzo indice per la distribuzione lungo z.
In coordinate 0 ≤ x ≤ a e 0 ≤ y ≤ b, la componente longitudinale di un TE ideale ha dipendenza Hz ∝ cos(mπx/a)cos(nπy/b). Per TM vale Ez ∝ sin(mπx/a)sin(nπy/b), con il fattore di propagazione lungo z appropriato.
Le altre componenti si ricavano dalle equazioni di Maxwell e dalle condizioni al contorno. La forma sinusoidale spiega perché un indice nullo renderebbe nulla la soluzione TM considerata.
4. Taglio e modo dominante
Per aria e geometria ideale: fc,mn = (c/2)√[(m/a)² + (n/b)²]. Usa dimensioni in metri. Per a > b, TE10 ha il taglio più basso, c/(2a).
| Modo | Taglio |
|---|---|
| TE10 | Circa 6,56 GHz. |
| TE20 | 13,11 GHz. |
| TE01 | 14,75 GHz. |
| TE11, TM11 | 16,15 GHz. |
Stesso taglio non significa stessa distribuzione. La banda usuale 8,2–12,4 GHz di WR-90 è sotto i tagli superiori indicati; non estenderla arbitrariamente fino a 24 GHz.
5. Lunghezza guidata e impedenza d’onda
Sopra il taglio nel modello senza perdite, λg = λ0/√[1 − (fc/f)²]. Si hanno ZTE = η/√[1 − (fc/f)²] e ZTM = η√[1 − (fc/f)²], con η impedenza intrinseca del mezzo.
Queste relazioni fra campi non sono semplicemente una resistenza di porta fissa di 50 Ω. Sotto il taglio si considerano campi evanescenti; prendere il valore assoluto sotto la radice non crea un modo propagante.
6. Differenza dal TEM
TEM ha entrambe le componenti longitudinali nulle. Una guida metallica cava uniforme con un solo contorno conduttore non supporta TEM. Una linea coassiale con conduttore interno ed esterno può supportarlo, pur avendo limiti reali e modi superiori ad alta frequenza.
Dal calcolo all’eccitazione
Un modo matematicamente possibile non viene necessariamente eccitato con l’ampiezza desiderata. Transizioni, curve e difetti possono causare riflessioni e conversioni. Controlla la struttura e la banda completa.
Le relazioni delle guide d’onda forniscono il riferimento. Seleziona i componenti Dolph Microwave con modi e interfacce espliciti.
