В ЛП різного типу можуть поширюватися однорідні (ТЕМ) та неоднорідні (Н, Е, гібридні) типи хвиль. Для вивчення їх властивостей необхідно виявити, як залежать їх характеристики від геометрії ЛП, її заповнення (, ) та частоти.
Критична частота (довжина хвилі)
Вже отримано вираз для поздовжнього хвильового числа
.
Залежність від поздовжньої координати при цьому було обрано, як для рухомої хвилі - у вигляді (2).
Тоді, для того, щоб фазовий набіг мінявся лінійно при зміні координати z
(а це головна ознака рухомої хвилі), хвильове число повинно бути чисто дійсним числом, що можливо лише при виконанні умови
; (14)
якщо (14) не виконується, то - чисто уявна величина, тоді фаза вздовж z не
змінюється, а амплітуда буде зменшуватися по закону . При цьому з двох можливих значень взяли , бо значення не відповідає фізичній
суті: якщо взяти , то амплітуда буде збільшуватися по закону . Визначення: Частота, яка визначається з умови
(15)
зветься критичною частотою fкр розглядуваної ЛП. З умови (15) визначимо
критичну частоту fкр
. (16)
Для того, щоб знайти fкр, треба розв'язати рівняння типу (13) при тих граничних умовах, які справедливі для розглядуваної ЛП; звідси знайти те Ккр
(або ), яке відповідає критичному режиму, а потім скористатися виразом (16).
Знайдемо довжину хвилі , що відповідає частоті fкр.
,
де - фазова швидкість в вільному середовищі з параметрами , .
Ця величина (знайдена з (17)) зветься критичною довжиною хвилі.