Guias de onda

Modos de propagaci en guías de ondas circulares propagación
Las guías de onda operan (propagan ondas) dentro de los l limites de un rango de frecuencias go determinado por sus dimensiones Para que la propagación tenga lugar en la guía de ondas, dimensiones. gu la configuración de campos el eléctricos y magnéticos de las ondas debe satisfacer ciertas condiciones. Hay muchas posiblesconfiguraciones, llamadas modos. Los modos se designan según las direcciones que los campos eléctrico y magnético de la onda electromagnética asumen respecto de la dirección de propagación. Así tenemos modos specto "transversal-electromagnéticos (TEM) donde tanto el campo eléctrico como el magnético ticos" son perpendiculares a la direcci de propagación de la onda, modos "transversales dirección eléctricos"(TE) donde solo el campo eléctrico de la onda es perpendicular a la dirección de propagación, y modos "transversales magnéticos" (TM) donde el campo magnético es magn perpendicular a la dirección de propagación. El componente no transversal de campo eléctrico o magnético esta asociado a fenómenos de pérdidas inherentes a la interacci de la onda con materiales no ideales. interacción Pero puedenocurrir varios modos TEM, TE, y TM diferentes en una guía de ondas circular, según las veces que el campo eléctrico varié a lo largo de la circunferencia de la guía de ondas, o a lo largo de un radio de la misma. Los diagramas siguientes ilustran algunas configuraciones de campo (modos) en guías de configuraciones onda circulares y la correspondiente designación. Lo que se observa son configuracionesde . ondas estacionarias dentro de la guía de ondas, con las líneas de puntos representando las líneas de fuerza del campo magn magnético, y las líneas continuas al campo eléctrico Observar ctrico. que las líneas de fuerza del campo magnético y del eléctrico son perpendiculares entre si en s cualquier punto de la guía de ondas, y que se cumplen las condiciones de contorno del campo eléctrico ymagnético. .

Figura 1: Algunos modos de propagación.

Frecuencia de corte
La propagación puede ocurrir con muy baja pérdida si las longitudes de onda operativas son mas cortas que un cierto valor crítico llamado cuttoff (limite o corte) de longitud de onda. s mite Si la longitud de onda es mas larga, o la correspondiente frecuencia de operación es mas s operaci baja que el valor de corte,ocurrir perdidas extremadamente altas. En las curvas que ocurrirán siguen la frecuencia de corte se manifiesta por la brusca subida del trazo hacia la izquierda.

Figura 2: Atenuación de guías de onda circular en función de la frecuencia. Para cada modo de propagació , hay una frecuencia o longitud de onda de corte diferente. ón, En la guía de ondas circular (antena tarrito, latita, o como lallamen), el l mite esta limite est determinado por el diámetro interno de la guía de ondas. El modo con la frecuencia de corte m baja que se propagara en la guía de ondas circular mas es el modo "transversal eléctrico 1,1" (o como le llamaremos de aquí en mas TE1,1) y es por ctrico s ello llamado el "modo dominante" dominante". Aquí esta la comparación de las frecuencias y longitudes de onda de corte enguías de onda gu circulares para distintos modos de propagación, en función del diámetro de la guía de onda. Longitud de onda Frecuencia de corte de corte

Modo

TE1,1 (dominante) λc=1,71 × D

TM0,1

λc=1,31 × D

TE2,1

λc=1,03 × D

Tabla 1: Longitudes de onda y frecuencias de corte en función del diámetro. Notas: 1. D es el diámetro de la guía de ondas. 2. El verdadero valor de λcpara el modo TE1,1 es 1,7065 × D pero lo he redondeado. Es mejor elegir un diámetro de guía de ondas tal que la frecuencia de operación deseada se encuentre entre la frecuencia de corte de los modos TE1,1 y TM0,1, minimizando el diámetro. La frecuencia de operación deben quedar siempre debajo de la frecuencia de corte del modo TE2,1. De esta forma, solo el modo dominante se propaga con muy poca...