La energía electromagnética puede viajar a través de una guía de ondas de diferentes modos , es decir, de diferentes formas para que las ondas estacionarias eléctricas y magnéticas encajen dentro de la cavidad de confinamiento. Normalmente la propagación en coaxial es en el modo fundamental TEM 00 , lo que significa que no hay ondas estacionarias perpendiculares a la dirección de propagación. Sin embargo, si la longitud de onda utilizada es lo suficientemente pequeña en comparación con el diámetro del cable coaxial o del conector, otros modos también podrán propagarse. En general, esto es algo malo, ya que los diferentes modos tendrán diferentes velocidades de propagación, lo que provocará interferencias y pérdidas entre símbolos. Podría decirse que un mejor término sería "modo único" en lugar de "sin modo", pero supongo que las personas en el mundo coaxial no están
En cualquier caso, el límite libre de modo es la frecuencia por debajo de la cual una cantidad insignificante de energía se acopla a los modos superiores, por lo que no causan ningún problema.
En una guía de ondas que consta de un tubo hueco delgado, hay una frecuencia de corte por debajo de la cual no funcionará, no propagará energía. Por encima de esa frecuencia, se pueden propagar varios patrones diferentes de campo E y H, y cada patrón se denomina modo.
Si pasa un cable por el medio del tubo, agrega un modo adicional, el modo coaxial o TEM, que convenientemente va directamente a CC. Agregar este cable adicional cambia los modos de guía de ondas de frecuencia más alta en detalle, pero aún existen.
Siempre que opere su cable coaxial por debajo de la frecuencia de corte de la guía de ondas sin el cable central, solo se propaga el modo TEM y tendrá un rendimiento muy predecible, incluso si dobla el cable.
Si opera por encima de esta frecuencia de corte, las discontinuidades en la guía de ondas, como las que ocurren en los conectores o las curvas, pueden mover la energía del modo TEM a otros modos de guía de ondas que se propagan y regresar nuevamente al modo TEM. Como estos otros modos tienen velocidades de propagación diferentes al modo TEM, esto hará que el rendimiento de su coaxial sea impredecible, cambiando cada vez que lo doble.
Los modos de guía de ondas dependen de la dirección del campo E y H en relación con la corriente.
La mayoría de los campos de CC, CA y RF son direcciones de campo de electroimán transversales o TEM que son ortogonales a la dirección de la corriente.
Se llama modo libre en microondas por la ausencia de direcciones anormales para los campos E & H. (según las condiciones de contorno de Maxwell para longitudes de onda)
Son posibles frecuencias de transmisión superiores a las libres de modo con una operación de cavidad resonante con productos armónicos que cambian la dirección del campo E o H.
Modos híbridos = campos E y H distintos de cero en la dirección de propagación.
Tim Wescott