Modo fondamentale e modi superiori in una struttura guidante

[sPaCeMaN]

Salve, sto studiando le strutture guidanti e ho alcuni dubbi sull'eccitazione dei cosiddetti modi superiori.
Data una struttura guidante che supporti il solo modo fondamentale, perché in prossimità di un generatore o dell'interconnessione tra la struttura ed un'antenna si ha l'eccitazione di modi superiori? Qual è concretamente il meccanismo che porta alla loro sollecitazione?
Questo fenomeno riguarda solo le guide d'onda o è presente anche nelle linee di trasmissione?

Grazie anticipatamente.

[DirtyDeeds]

Data una struttura guidante che supporti il solo modo fondamentale,

Una struttura guidante supporta tutti i modi: ad una certa frequenza, però, alcuni modi saranno sotto taglio, cioè attenuati. Ciò che intendi, probabilmente, è una struttura guidante in cui tutti i modi tranne il fondamentale siano sotto taglio. Il fondamentale è quindi l'unico che si propaga.

perché in prossimità di un generatore o dell'interconnessione tra la struttura ed un'antenna si ha l'eccitazione di modi superiori?

Perché dove si hanno giunzioni, interconnessioni ecc. la struttura della guida non è più uniforme e bisogna soddisfare le condizioni al contorno per i campi. In prossimità di discontinuità, quindi, per poter soddisfare le condizioni al contorno per i campi si eccitano anche gli altri modi, non solo quello fondamentale. Se però questi modi sono sotto taglio, non si propagano, e il loro effetto si attenua velocemente allontanandosi dalla discontinuità.

[sPaCeMaN]

Perché dove si hanno giunzioni, interconnessioni ecc. la struttura della guida non è più uniforme e bisogna soddisfare le condizioni al contorno per i campi. In prossimità di discontinuità, quindi, per poter soddisfare le condizioni al contorno per i campi si eccitano anche gli altri modi, non solo quello fondamentale. Se però questi modi sono sotto taglio, non si propagano, e il loro effetto si attenua velocemente allontanandosi dalla discontinuità.

Ti ringrazio. Quello che non capisco è concretamente in che modo il cambiamento delle condizioni al contorno ecciti dei modi superiori, nel senso: non potrebbe, il modo fondamentale, soddisfare da solo le nuove condizioni al contorno, ad esempio con un nuovo opportuno valore delle funzioni scalari di modo?

[DirtyDeeds]

non potrebbe, il modo fondamentale, soddisfare da solo le nuove condizioni al contorno, ad esempio con un nuovo opportuno valore delle funzioni scalari di modo?

Possibile in taluni casi, ma improbabile: perché ciò possa accadere le autofunzioni modali prima e dopo la discontinuità dovrebbero essere le stesse. Un caso è quello di una guida metallica di sezione uniforme in cui, da un certo punto in poi, cambi il dielettrico. In tal caso, prima e dopo la discontinuità le autofunzioni modali sono le stesse: ciò che cambia è l'impedenza caratteristica del modo. In questo caso, per soddisfare le condizioni al contorno alla discontinuità si genera un'onda riflessa, un fenomeno che ti dovrebbe essere ben noto.

In generale, però, dove c'è una discontinuità le autofunzioni modali non sono le stesse e la generazione di un'onda riflessa nello stesso modo non è sufficiente per garantire le condizioni al contorno e si ha l'eccitazione di altri (possibilmente infiniti) modi.

[sPaCeMaN]

Perfetto, grazie!