TE et TM distinguent les composantes longitudinales par rapport à la propagation. Si l’axe est z, TE signifie Ez = 0 et TM signifie Hz = 0. Ces noms ne désignent pas des matériaux ni directement la polarisation de toute antenne.
1. Signification de TE
Transverse électrique indique l’absence de composante électrique longitudinale, avec une composante magnétique selon z. Des composantes transverses existent aussi : il ne reste pas seulement un champ magnétique.
Dans le modèle rectangulaire uniformément rempli, un indice de TEmn peut être nul, mais pas les deux. TE00 n’est pas un mode propagatif de cette structure.
2. Signification de TM
Transverse magnétique indique Hz = 0 avec une composante électrique longitudinale. Les deux indices TM doivent être au moins 1. TM10 et TM01 ne sont pas des modes du modèle classique.
TM11 n’exige pas a = b. Il peut se propager dans un rectangle non carré si fréquence et excitation conviennent.
3. Indices et distribution
m et n décrivent les variations transverses dans deux coordonnées, pas un nombre de signaux ou un niveau de puissance. Une cavité fermée peut ajouter un troisième indice pour la variation selon z.
Avec 0 ≤ x ≤ a et 0 ≤ y ≤ b, un TE idéal possède Hz ∝ cos(mπx/a)cos(nπy/b). Pour TM, Ez ∝ sin(mπx/a)sin(nπy/b), avec le facteur de propagation approprié.
Les autres composantes proviennent des équations de Maxwell et des conditions aux limites. La forme en sinus explique pourquoi un indice nul annulerait la solution TM considérée.
4. Coupure et mode dominant
Pour l’air et une géométrie idéale, fc,mn = (c/2)√[(m/a)²+(n/b)²]. Utilisez des mètres. Pour a > b, TE10 a la coupure la plus basse, c/(2a).
| Mode | Coupure |
|---|---|
| TE10 | Environ 6,56 GHz. |
| TE20 | 13,11 GHz. |
| TE01 | 14,75 GHz. |
| TE11 et TM11 | 16,15 GHz. |
Même coupure ne signifie pas même champ. La bande usuelle 8,2–12,4 GHz se situe sous les coupures supérieures indiquées ; ne l’étendez pas arbitrairement à 24 GHz.
5. Longueur guidée et impédance
Au-dessus de la coupure, le modèle sans pertes donne λg = λ0/√[1−(fc/f)²], ZTE = η/√[1−(fc/f)²] et ZTM = η√[1−(fc/f)²]. η est l’impédance intrinsèque du milieu.
Ces rapports de champs ne sont pas une résistance de port fixe de 50 Ω. Sous la coupure, les champs sont évanescents ; remplacer le terme sous la racine par son module ne crée pas un mode propagatif.
6. Différence avec TEM
TEM a les deux composantes longitudinales nulles. Un guide métallique creux uniforme avec un seul contour conducteur ne supporte pas TEM. Un coaxial avec conducteur intérieur et extérieur peut le supporter, avec ses limites réelles et modes supérieurs à haute fréquence.
Du calcul à l’excitation
Un mode possible n’est pas nécessairement excité à l’amplitude désirée. Transitions, courbes et défauts causent réflexion ou conversion. Vérifiez structure et bande complète.
Les relations de propagation fournissent les bases. Sélectionnez les composants Dolph Microwave en précisant modes et interfaces.
