TEM-волны (поперчено электромагнитные) - волны, у которых компоненты E и H перпендикулярны направлению распространения.
Рассмотрим предельный случай ТМ волны.
Если такие волны существуют, то это волны без дисперсии, то есть есть возможность передавать сигналы без искажений. Фазовые и групповые скорости будут такие же как и в свободном пространстве. То есть спектр на входе волновода равен спектру на выходе волновода.
Сделаем замену переменных:
Из уравнения Максвелла без источника:
Моды типа ТЕМ возможны только в таких системах, в которых возможно существование статических полей. В прямоугольном волноводе статические поля существовать не могут. Они могут существовать в коаксиальном волноводе.
также ТЕМ волны могут распространяются в следующих структурах:
У ТЕМ-волн критическая частота равна 0. Статические поля можно найти с помощью уравнений Максвелла в интегральной форме.
Рассмотрим вспомогательные задачи:
Исследуем коаксиальный волновод и найдем его погонную емкость и погонную индуктивность. При этом берем статические поля.
Получили выражения для погонной емкости и погонной индуктивности волновода через его геометрические размеры.