Las condiciones de propagación del modo temn en guía de onda rectangular son las siguientes

Una guía de ondas rectangular tiene un solo conductor, por lo que no puede propagar TEM. Si existen ondas TEM en una guía de ondas rectangular, se requiere que el campo magnético esté completamente dentro de la sección transversal de la guía de ondas y sea una curva cerrada. Según la primera ecuación de Maxwell, la integral del campo magnético en una curva cerrada debería ser igual a la corriente en la cadena de curvas que se cruzan. Como no hay corriente de conducción en la dirección axial, debe haber una corriente de desplazamiento en la dirección de propagación.

Según la definición de corriente de desplazamiento: Jd=dD/dt (integral), esta requiere la existencia de un campo eléctrico en la dirección de propagación. Obviamente, esta conclusión contradice la definición de ondas TEM (no hay campo eléctrico ni campo magnético en la dirección de propagación), por lo que las guías de ondas rectangulares no pueden propagar ondas TEM. Sólo puede propagar ondas te (campo eléctrico transversal) o TM (campo magnético transversal).

Las ondas electromagnéticas en la guía de ondas son varias combinaciones lineales de modo TMmn y modo TEmn,

m y n son subíndices.

El significado físico de m, n: m es el número de medios períodos que cambian en la dirección x,

n es el número de medios períodos que cambian en la dirección y.

Se puede observar que m y n son ambos números enteros. A partir de las ecuaciones de Maxwell y las condiciones de contorno de las ondas electromagnéticas en guías de ondas

Las guías de ondas rectangulares pueden admitir un número infinito de modos de onda TM y modos de onda te, y cada modo corresponde a un número entero m, n

Sin embargo, las guías de ondas son filtros de paso alto. Cada modo de onda puede propagarse en la guía de ondas solo si su frecuencia de operación es mayor que la frecuencia de corte. En otras palabras, la longitud de onda del modo debe ser menor que la longitud de onda de corte para la propagación del modo.

Las ondas de diferentes modos (diferentes m, n) tienen diferentes longitudes de onda de corte.

La longitud de onda de corte correspondiente a diferentes m y n de la guía de ondas rectangular es:

λc = 2/{[(m/a)^2+(n/b) ^2] ^(1/2)}

Donde a es el ancho de la guía de ondas rectangular y b es la altura de la guía de ondas rectangular.

Por ejemplo, cuando las longitudes de onda de corte de dos modos TMmn y TEmn son iguales, significa que es igualmente probable que los dos modos aparezcan en una guía de ondas rectangular. Este fenómeno se llama degeneración.

Se puede observar que para guías de ondas rectangulares, siempre que M y N de TMmn y TNmn sean iguales, sus longitudes de onda de corte (o frecuencias de corte) son iguales. En este momento, los dos módulos TM y TN son módulos degradados. ?