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Modes de propagation

Il existe plusieurs modes de propagation des ondes électromagnétiques. Chaque mode comporte une fréquence de coupure qui est reliée aux dimensions du guide d’onde. Lorsque la fréquence du signal est au-dessus de la fréquence de coupure pour un mode particulier l’énergie du signal se déplacera dans le guide avec une atténuation minimale. Par contre, si sa fréquence est inférieure, le signal disparaîtra après un très court trajet.

Figure 1 : Densité et intensité instantanées selon la dimension « a » du champ E dans un guide d’onde rectangulaire selon trois différents modes.

Figure 1 : Densité et intensité instantanées selon la dimension « a » du champ E dans un guide d’onde rectangulaire selon trois différents modes.

Figure 1 : Densité et intensité instantanées selon la dimension « a » du champ E dans un guide d’onde rectangulaire selon trois différents modes.

Le mode dominant dans un guide d’onde est celui qui a la fréquence de coupure minimale. Pour un guide rectangulaire, il s’agit du mode TE10, où TE signifie champ électrique transverse ce qui implique que le champ E est totalement perpendiculaire au déplacement de l’onde. Le champ magnétique est lui dans la direction de propagation et le mode pourrait être décrit par H10. Par extension, les modes peuvent être décrit par TEmn ou Hmn mais en général les ingénieurs préfèrent la notation TE.

La figure 1 montre ainsi la variation de l’intensité et de la densité du champ électrique instantané dans une vue en coupe transversale du guide d’onde pour les modes TE10 TE20 et TE30 modes, ou leur équivalent en H. Le premier indexe (1, 2 ou 3) signifie le nombre de demi-cycles du sinus qui décrit la densité du champ électrique le long de la dimension transversale du guide. Le second indexe (0) donne le nombre de variation en sinus selon la dimension perpendiculaire, dans ce cas zéro.

„Guide d’onde à « deux moulures »

Figure 2 : Guide d’onde à « deux moulures ».

Il est préférable de choisir les dimensions du guide d’onde pour que le seul le mode dominant du signal soit transmis. Par exemple, si les dimensions du guide d’onde sont trop grandes à une fréquence particulière et permettent la propagation du mode TE20, cela causera de nombreux problèmes. Le mode TE20 est une harmonique de la fréquence de coupure du mode TE10 et cette relation, en plus de l’atténuation différentielle des modes lors de la propagation, qui définie les conditions optimales d’opération des guides d’onde rectangulaires.

Un autre type commun de guide d’onde est celui appelé « à deux moulures » (terme venant du Ministère des PTT, Centre national d'études des télécommunications). La portion plus mince de ce guide d’onde augmente la bande passante utilisable aux dépends d’une plus grande atténuation et d’une limite sur la puissance d’entrée qui sera plus basse.