elektromagnetik alanlara giriş

ELEKTROMAGNETİK DALGALARA GİRİŞ 1999

( Nabla ) Operatörü : bilinen anlamda bir vektör değildir. Ancak bir vektör gibi davranır. Vektörlerle yapılan tüm işlemler ile de yapılabilir. operatörü işlemlerde büyük kolaylık sağlar.

ile tanımlanır.

Gradyant :

Burada operatörü ile V fonksiyonu çarpılıyor demek değildir. Fonksiyonun nasıl türevi alınacağını gösterir. Kısaca operatörü V üzerine etkir, onunla çarpılmaz.
Gradyant, bir skaler fonksiyona bağlı olan vektörel bir fonsiyondur.

Diverjans : Diverjans ingilizcede ıraksama anlamına gelir. ile gösterilir. , bir noktadaki vektör çizgilerinin ne kadar ıraksadığının bir ölçüsüdür.

ise ;

olur.

Diverjans, vektörel bir fonksiyona bağlı olan skaler bir fonksiyondur. Bir skalerin diverjansından söz edilemez.

Rotasyonel : Rotasyonel ile gösterilir ve vektörünün bir nokta etrafında dolanış miktarının ölçüsüdür.

Rotasyonel vektörel bir fonksiyona bağlı olan vektörel bir fonksiyondur.

ile hesaplanır.
Diverjans Teoremi ( Gauss Teoremi ) : Diverjansın hacim integrali, bu hacmi saran yüzeyde aldığı değere eşitir.

Stokes Teoremi : Rotasyonel’in bir yüzey parçası üzerindeki integrali, bu yüzeyi çevreleyen eğri üzerinde aldığı değere eşittir.

Gauss Yasası : Bir yüzey parçası üzerindeki alanının akısı ( yani ) , o yüzeyi kesen çizgilerin sayısıyla orantılıdır. Bir yükü çevreleyen kapalı bir yüzeyden geçen akı olur.

elde edilir.
Burada q yükü kapalı yüzey içinde kalan yüklerin toplamıdır. Bu yüzeyin dışında kalan bir yükün akıya katkısı sıfır olur çünkü, bu yüklerin alan çizgileri yüzeyin bir yerinden girip, başka bir yerinden çıkar.

’nin Diverjansı : Gauss kanununda verilen ifadesine diverjans teoremi uygulanırsa ;

olur. Burada olduğundan

bulunur.

’nin Rotasyoneli : Elektrik alanın bir a noktasından diğer bir b noktasına giden yol boyunca eğrisel integral integrali alınırsa ;

ve sırasıyla a ve b noktalarının orjinden uzaklıklarıdır. Burada önemli olan nokta, eğrisel integralin yoldan bağımsız oluşudur. Sonuç sadece uç noktalarının koordinatlarına bağlı çıkar.
Kapalı bir eğri boyunca integral alınırsa ( yani = olduğu durum ) ;

olur.

Stokes teoremine göre ;

bulunur.

Manyetik Alan : Durgun bir yük sadece elektrik alanı oluşturur. Hareketli yük ise elektrik alana ek olarak bir de manyetik alanı oluşturur. Elektromagnetik teorinin temel problemi kaynak yüklerinin, bir Q test yükü üzerindeki etkisini hesaplamaktır.

Süperpozisyon ilkesine göre, sadece iki yük arasındaki kuvvet ifadesini bilmek yeterlidir. Toplam kuvvet herbir yükün Q üzerine uyguladığı kuvvetlerin vektörel toplamı olur.

Akım geçen bir telin etrafında bir manyetik alan oluştuğu pusula ile gözlenebilir. İçinden zıt yönde akım geçen iki tel birbirini iter. Ancak akım geçerken tellere dışarıdan bir test yükü yaklaştırılırsa hiçbir kuvvet ölçülmez. Yani teller nötr durumdadır.

Manyetik Kuvvet ( Lorentz Kuvveti ) : Bir manyetik alanı içinde, hızıyla hareket eden bir Q test yüküne etkiyen manyetik kuvvet ;

ile verilir.

Elektriksel kuvvet olduğundan, Q test yükü üzerindeki toplam elektromagnetik kuvvet ;

olur. Buna Lorentz kuvveti denir.

Akım ve Manyetik Kuvvet : Bir telin kesitinden birim zamanda geçen yük miktarına akım denir. İletken içinde hareket eden negatif yüklü elektronlardır, yani akıma zıt yönde giderler.

= ile hesaplanır.

Akım Yoğunluğu ve Süreklilik Denklemi : Akım yoğunluğu ile gösterilir.

olur. Diverjans teoremine göre ;
elde edilir.
olduğundan ;

bulunur.

Süreklilik denklemi denilen bu ifade, yük korunumunun matematiksel bağıntısıdır.

Manyetik Alanın Diverjans ve Rotasyoneli : Ampere kanununa göre ;

’dır. olduğundan , Stokes teoremine göre ;
olur. Buradan ;

elde edilir. Ayrıca ’dır.

Magnetostatik ve Elektrostatik’in Karşılaştırılması : Elektrostatik alanın diverjansı ve rotasyoneline göre ;

ve dır.

Magnetostatik alanın diverjans ve rotasyoneline göre ;

ve dir.

Bu bağıntılar, elektrostatik ve magnetostatiğin Maxwell denklemleridir. Bu denklemler ile elektrik alan ve manyetik alan bulunabilir.

Elektrik alan çizgileri pozitif yükten ıraksar ; manyetik alan çizgileri akım çevresinde dolanır. Elektrik alan çizgileri pozitif yükten başlar, negatif yükte biter. Manyetik alan çizgileri hiçbir yerden başlamaz veya bitmez. Ya kapalı bir eğri oluşturur ya da sonsuza giderler.
alanının tersine alanı için noktasal bir kaynak yoktur. Yani elektrik yükün manyetik karşılığı yoktur. ifadesinin fiziksel anlamı da budur.
Faraday Yasası : Sabit bir manyetik alan içinde iletken bir çerçeve hareket ettirilirse oluşan emk ;

ile verilir.

Çerçeve sabit tutulup mıknatıs hareket ettirilirse yine aynı emk oluşur.Eğer çerçeve hareket ediyorsa emk, manyetik kuvvet tarafından oluşturulur. Fakat çerçeve durgunken mıknatıs hareket ediyorsa, kuvvet manyetik kökenli olamaz. Çünkü durgun yükler üzerinde manyetik kuvvet oluşmaz.

Bu durumda duran yüklere kuvvet uygulayan alan elektrik alandır. Fakat bu alan elektrostatik türden değildir. Çünkü elektrostatik alan emk oluşturamaz. ( )

Bu yeni tür elektrik alan mıknatısın hareket ediyor olmasından, yani manyetik alanın değişiyor olmasından kaynaklanmaktadır. O halde değişen bir manyetik alan bir elektrik alan oluşturur.

olur. Bu, Faraday yasasının integral ifadesidir. Bunun diferansiyel ifadesi stokes teoremi ile bulunur.

Stokes teoremine göre;

olur. Manyetik alan sabitse olur.

Maxwell Denklemleri : Elektrik ve manyetik alanların diverjans ve rotasyonelleri için bulunan ifadeler

olur.

dir.
Rotasyonelin diverjansı 0 olduğu için ; olmalıdır.

Ancak bu eşitliğin sağlanması için sağ tarafa eklenmelidir.

elde edilir.

Değişken manyetik alan indüksiyon elektrik alanı oluşturuyorsa ; değişken elektrik alanı da indüksiyon manyetik alanı oluşturur.

Böylece Maxwell denklemleri son halini almış olur.

( Gauss ) ( Faraday )

( Ampere )

Boşlukta yük yoğunluğu ve J akım yoğunluğu sıfırdır. Öyleyse maxwell denklemleri şu hali alır.

olur.
Madde içinde Maxwell Denklemleri : Yukarıda elde edilen maxwell denklemleri kendi içinde kapalı ve tutarlıdır.
Fakat içinde elektrik polarizasyon veya magnetizasyon bulunan madde ortamlarında çalışırken bu denklemler kullanışlı hale getirilmelidir.

polarizasyonu sonucu bağlı yük yoğunluğu ;

olur.
magnetizasyonu sonucu bağlı akım yoğunluğu ;

Serbest yük ve akımlar cinsinden Maxwell denklemleri ;

olur.

Burada ;

dır.

ELEKTROMANYETİZMA BİLİMİNİN KURUCULARI

Michael Faraday ( 1791 –1867 ) : 1791 yılında doğan Faraday , 19.yüzyılın en büyük bilim adamlarından biridir. Elektromanyetik indüklemeyi, elektrik motorunu ve dinamoyu keşfetmiştir.
Faraday’ın deneysel ve kuramsal bulguları James Clerk Maxwell’in ortaya koyduğu elektromanyetizma kuramına temel oluşturmuştur.
1821 yılında elektromanyetik konusunda ilk deneylerini yapan Faraday’ın amacı manyetik kuvvetleri, elektrik gücüne dönüştürmekti. Yaptığı ilk 4 deneyde başarısızlığa uğrayan Faraday bir sonraki deneyinde başarılı oldu. İletken bir teli manyetik alana dik olarak hareket ettirdiğinde, iletkene bir kuvvet etkidiğini gösterdi. Böylece elektrik motoru ve dinamonun ilk temeli atılmış oldu.
İnsanlık, bugünkü elektrik ışığı, elektrik gücü, telefon, telgraf, telsiz ve daha binlerce cihazı, Faraday’ın ortaya koyduğu buluşlara borçludur.
James Clerk Maxwell ( 1831 – 1879 ) : 1831 yılında doğan Maxwell, elektromanyetizma kuramını geliştiren İskoçyalı fizikçidir. 20.yüzyıl fiziğini etkileyen fizikçilerin, en büyüğü olan Maxwell, bilime katkılarının önemi açısından Newton ve Einstein ile eşdüzeyde kabul edilmektedir.
Pek çok üniversitede öğretim üyesi olarak görev yapan Maxwell, daha sonra doğa felsefesi profesörü oldu. Bilimsel araştırmaya daha çok zaman ayırabilmek amacıyla 1865 ’te görevinden ayrılarak İskoçya ’ya döndü ve 6 yıl boyunca elektromanyetizma kuramı üzerinde çalışarak ünlü yapıtını hazırladı.
1873 yılında yayınladığı “ Elektrik ve Manyetizma Üzerine İncelemeler ” adlı eserinde, o güne kadar bulunmuş olan elektrik ve manyetizma yasalarını sistemli bir bütünlük içinde matematiksel bir yapıya kavuşturmuştur.
Değişken elektrik ve manyetik alanların birbirlerinden ayrı olarak var olamayacağını göstermiş, elektromanyetik alan ve dalga kavramlarını geliştirmiştir. Işığın da bir elektromanyetik dalga olduğunu belirleyerek, elektromanyetik dalgaların ışık hızında yayıldığı sonucuna varmıştır.
Maxwell’in varlığını öngördüğü elektromanyetik dalgalar, onun ölümünden 8 yıl sonra Heinrich Hertz tarafından laboratuvar koşullarında elde edilmiştir.

Heinrich Hertz ( 1857 – 1894 ) : 1857 yılında doğan Hertz , radyo dalgalarını üreterek bunları yayınlamayı ve almayı ilk kez başaran Alman fizikçidir.
Hertz , 1883 yılında , Maxwell’in elektromanyetizma kuramı üzerinde çalışmaya başladı. 1885 –1889 yılları arasında profesör olduğu sırada , elektromanyetik dalgaları laboratuvarda üretmeyi ve dalgaların boylarını ve hızını ölçmeyi başardı.
Hertz’in , laboratuvarda deneysel olarak saptadığı elektromanyetik dalgaların , tekniğe uygulanması telsiz- haberleşme alanı açmıştır. Telsiz telgraf , radyo , televizyon, radyo-link , radar ve uydu haberleşmesi gibi sahalar hızla gelişmiştir.

ELEKTROMANYETİK DALGALAR

Durgun bir yük sadece E elektrik alanı oluştururken, hareketli bir yük elektrik alana ek olarak bir de manyetik alan oluşturur. Eğer zamanla değişim yoksa , elektrik alan ve manyetik alan birbirlerinden bağımsız olarak bulunabilirler. Yani durgun bir yük veya düzgün doğrusal hareket yapan bir yük , elektromanyetik dalga yayınlamaz.
Elektromanyetik dalga oluşması için yükün ivmelenmesi gerekir. Zamanla değişim gösteren durumlarda , elektrik alan ve manyetik alan birbirine tamamen bağlıdır. Yani elektrik alan değişimi , manyetik alan oluşturur ; manyetik alan değişimi de elektrik alan oluşturur.
Değişken bir manyetik alan oluşturmak için , iletkenden alternatif akım geçmesi yeterlidir. Yani alternatif akım geçen bir iletkenin çevresinde hem elektrik alan hem de manyetik alan oluşur. Bu da çevreye elektromanyetik dalga yayıldığını gösterir.

V gerilimiyle şarj edilen kondansatörün uçları, anahtar sağa çevrilerek indüktans’ın uçlarına bağlanırsa , devreden sönümlü bir alternatif akım akar. Böylece sönümlü bir elektromanyetik dalga yayınlanır. Bu dalgalar rastladıkları herhangi bir iletkende veya bir LC devresinde aynı frekanslı indüksiyon akımları meydana getirirler.

Elektromanyetik dalgayı oluşturan elektrik alan ve manyetik alan birbirlerine diktir. Elektromanyetik dalganın ilerleme yönü her iki alana da dik doğrultudadır.
Elektromanyetik dalgalar boşlukta ışık hızıyla yayılır ve Maxwell denklemleriyle tanımlanır.
Elektromanyetik spektrum geniş bir frekans aralığını kapsar. Bütün elektromanyetik dalgalar , spektrumun hangi bölgesinde olursa olsun daima ışık hızında hareket eder.

Elektromanyetik dalgaların farklılığı dalga boylarının farklı olmasından kaynaklanır. Gama ışınları, X ışınları , morötesi ışınlar , mikrodalga , radyo dalgaları , televizyon ve radar dalgaları gibi çeşitleri vardır. Bu da 100 Hz ile Hz arasında geniş bir frekans bandı demektir.

MAXWELL DENKLEMLERİNİN ELDE EDİLMESİ :
1.Maxwell Denklemi :

Gauss Yasası : Bir yüzey parçası üzerindeki alanının akısı ( yani ) , o yüzeyi kesen çizgilerin sayısıyla orantılıdır. Bir yükü çevreleyen kapalı bir yüzeyden geçen akı olur.

elde edilir.

Burada q yükü kapalı yüzey içinde kalan yüklerin toplamıdır. Bu yüzeyin dışında kalan bir yükün akıya katkısı sıfır olur çünkü, bu yüklerin alan çizgileri yüzeyin bir yerinden girip, başka bir yerinden çıkar.

’nin Diverjansı : Gauss kanununda verilen ifadesine diverjans teoremi uygulanırsa ;

olur. Burada olduğundan

bulunur.

2. Maxwell Denklemi : Manyetizma için Gauss kanunu , doğada izole edilmiş manyetik kutupların var olamayacağını ifade eder. Yani herhangi bir kapalı yüzey boyunca manyetik akı sıfırdır.

Bu ifade için diverjans teoremi alınırsa olur.

3. Maxwell Denklemi : Faraday kanununa göre, sabit bir manyetik alan içinde hareket ettirilen iletken çerçevede indüklenen gerilim ile verilir.
, faraday kanununun integral ifadesidir.
Stokes teoremine göre;

olur. Buna göre manyetik alan değişimi elektrik alan meydana getirir.

4. Maxwell Denklemi : Amper kanununa göre

’dır. olduğundan , Stokes teoremine göre ;

olur. Buradan ;

elde edilir. Buna göre ya elektrik alanının değişimi ya da akımın varlığı manyetik alan oluşturur.

Böylece 4 Maxwell denklemi elde edilmiş olur.

( Gauss ) ( Faraday )

(Ampere)

Boşlukta yük yoğunluğu ve J akım yoğunluğu sıfırdır. Öyleyse Maxwell denklemleri şu hali alır.

olur.

DALGA DENKLEMLERİNİN ÇIKARTILMASI :

Maxwell denklemlerindeki ve ifadelerinin rotasyoneli alınırsa ;

olur. Burada sağ taraftaki kısım, kaynağı oluşturur.

olur.

Bu ifadelerde kaynak terimleri yoksa, yani ve J= 0 ise ;

elde edilir.

Bu denklemler gibi bir klasik dalga denklemi olup, hızıyla ilerleyen bir dalganın hareketini belirler.

E ve B için ayrı ayrı elde edilen dalga denklemlerinde hızının değeri ;
m/sn. olur.

Bu hız, ışık hızına eşittir ve elektromagnetik dalganın ışık hızında yayıldığını gösterir. Öyleyse, ışık da bir elektromagnetik dalgadır.
Eğer kaynak terimleri yoksa, yani madde içinde serbest yük ve serbest akım yoğunluğu bulunmuyorsa ;

olur. Burada dalga hızı olur.

ve olduğundan, elektromagnetik dalganın yayılma hızı, maddenin elektrik ve manyetik özelliklerine bağlıdır. Ve bu hız elektromagnetik dalganın boşluktaki hızı olan ışık hızından daha küçüktür.

Düzgün Düzlemsel Elektromagnetik Dalgalar : Alan bileşenleri, yayılma doğrultusuna dik bir düzlem içinde bulunan dalgalara düzlem dalgalar denir.
z yönünde ilerleyen bir sinüsoidal dalga ele alalım. Bu dalga lineer polarize edilmiş düzlemsel dalga olsun. O halde;

olur.

Burada ve elektrik ve manyetik alanların genlikleridir. Zamandan ve koordinat sisteminden bağımsızdırlar.

Yukarıdaki denklemlerde k , dalga numarasıdır.

: Faz hızı , : Dalga boyu

Eğer E ve H düzlemsel dalgaları için , yazılırsa;

ifadesinde ;

z yönünde ilerleyen bir dalga x ve y ’ ye bağımlı olmadığı için ve sıfır olur. ifadesi ise –j.k olarak elde edilir. O halde operatörü yerine kullanılır.
olur.

Boşlukta dır. ise olur.

yerine konulursa ;

elde edilir.

olur.

olur.

Buradan görüldüğü gibi E ve H alanları, birbirlerine ve dalganın ilerleme yönüne diktir.

Karakteristik Empedans : oranına , karakteristik empedans denir. Z ile gösterilir.

elde edilir. Boşlukta dalga hızı olduğundan , olur.

Boşluğun karakteristik empedansı ;

olur.

Dalga Numarası :

ifadesinde ;

olur. Buradaki terimi, zayıflama katsayısıdır. Joule kayıplarını verir. Yüksek frekanslarda bu terim ihmal edilebilir.

Boşlukta Düzgün Düzlemsel Dalgalar : Boşlukta , ve ’ dır. sıfır olduğu için, elektromagnetik dalga ilerlerken genliğinde bir değişiklik olmaz. Yani, boşlukta zayıflama sıfırdır.

J akım yoğunluğu ve yük yoğunluğunun olmadığı bölgede ;

Buradan ;

ve olur.

ifadesinde , yazılırsa

olur. Bu dalga denklemine Helmholtz denklemi denir.

olursa elde edilir.
Bu denklemin basit bir çözümü , ise;
olur.

Buradan, boşlukta yayılan düzgün düzlemsel dalganın genliğinin değişmediği anlaşılmaktadır.

Yalıtkan Ortamda Düzgün Düzlemsel Dalgalar :

ve ’ dir. ( )

olur. Burada denilirse ;

elde edilir.

Bu denklemin çözümü ’dir.

olur.
Burada faz sabitidir. ’dir.

elde edilir.

Yani, tamamen yalıtkan ortamda yayılan elektromagnetik dalganın hızı, maddenin elektrik ve manyetik özelliklerine bağlıdır. Bu hız ışık hızından daha düşüktür.

İletken Ortamda Düzgün Düzlemsel Dalgalar : İletken ortamlarda ’dır. Dolayısıyla ,

olur.

olur.

denilirse,

elde edilir. Bu denklemin çözümü ;

olur. ise

olur.

Buna göre, iletken malzemelerde alan şiddeti, exponansiyel olarak azalır.

ifadesinde dir. İyi iletkenlerde olur.

Genliğin ilk değerinin ’sine düştüğü uzunluğa deri kalınlığı denir. ile gösterilir.

Deri kalınlığı , elektromagnetik dalganın iletken içine ne kadar nüfuz edebildiğinin bir ölçüsüdür.

İletken malzemede ilerleyen dalganın dalga boyu ;

olur.

İyi iletkenler malzemeler yüksek iletkenlikli olup , büyük iletim akımına sahiptirler. Bu tip malzemelerde omik kayıplar sürekli mevcut olması dolayısıyla dalga ilerledikçe enerjisini kaybeder.

Bu nedenle elektromagnetik enerji , iletken içinde iletilmeyip , iletken hat dalgaya klavuzluk yaparak , enerji dalga klavuzu çevresindeki bölgede iletilir.

DALGA KLAVUZLARI

Çok iyi iletken bir ortamın deri kalınlığı ile bulunur. Yüksek frekanslarda çok küçüktür. Örneğin bakır için 1 MHz ’de 0.07 mm ’ dir. Çok yüksek frekanslı bir işaret iletken yardımıyla taşınırken , iletkeninin ortasını boş yapmak hatta iletken yerine boru kullanmak daha uygundur.

Öyleyse dalga klavuzu , çok yüksek frekanslı elektromagnetik dalgaları taşımak için düzenlenmiş metal bir borudur. Dalga klavuzu sinyal iletme açısından iletkene benzer. Ancak iletken , elektrik akımını ; dalga klavuzu ise dalgaları iletir. Ayrıca iletkenden akımın geçebilmesi için kapalı bir elektrik devresi gerekirken dalga klavuzunda buna gerek yoktur.
Radyo vericisinden yayınlanan dalgalarla , dalga klavuzundan iletilen dalgalar arasında fark vardır. Vericiden enine elektromagnetik dalgalar yayınlanırken , dalga klavuzunda böyle olmaz. Bu farklılaşmaya dalga klavuzunun çeperleri neden olur.

Dalga klavuzu ile enerji iletimi , enerjinin elektromagnetik dalgalar halinde , boru biçimli yapının içine bir verici anten yerleştirilmesiyle sağlanır. Dalga klavuzu içinde yayılan enerjide herhangi bir kayıp olmadığı varsayılırsa , borunun diğer ucundan benzer bir anten aynı enerjiyi alacaktır.

Bir dalga klavuzu içinde uyarılmış olan dalgalar , pratik olarak sadece boru içinde yayılırlar ve boru dışındaki ortama enerji vermezler. Yani boru , dalgalara klavuzluk ederek enerjinin hangi yönde taşınacağını gösterir. Bu nedenle böyle dalgalara klavuzlanmış dalgalar denir.

Dalga klavuzunun kendisi , ilettiği elektromagnetik dalganın enerjisini çevreye yaymaz. Ancak dalga klavuzunun çeperlerinde delikler veya çentikler açılarak dalgaların çevreye ışıması sağlanır.

Dalga klavuzları yalnızca belirli dalga boyları için kullanılır. Bir elektromagnetik dalganın dalga klavuzu aracılığıyla iletilebilmesi için , dalgaboyunun kanalın çapıyla aynı ya da ondan daha küçük olması gerekir. Bu nedenle dalga klavuzları , dalgaboyları 1 mm ile 1 m arasında değişen kısa mikrodalgalar için kullanılır.
Bir dalga klavuzunda mevcut olan çeşitli alan dağılım şekilleri , bunların TM ve TE modları olarak isimlendirilen iki esas tipe ayrılabileceğini gösterir.

Enine Elektrik ( TE ) Modu : Elektromagnetik dalganın , dalga klavuzunun ekseni boyunca yayıldığı düşünülürse , TE modunda elektrik alan , klavuz eksenine dik doğrultuda olup eksen boyunca herhangi bir elektrik alan bileşeni yoktur. Magnetik alanın hem eksen doğrultusunda hem de eksene dik bileşenleri vardır.
Enine Magnetik ( TM ) Mod : TM modunda magnetik alanın klavuz ekseni doğrultusunda bileşeni yoktur. Buna karşılık elektrik alanın hem eksen doğrultusunda hem de eksene dik bileşenleri vardır.

Enine Elektromagnetik ( TEM ) Modu : TEM modunda elektrik ve magnetik alanların klavuz ekseni boyunca yani propagasyon yönünde bileşenleri yoktur.

Dalga klavuzlarında TEM dalgaları klavuzlanamazlar. Sadece TM veya sadece TE ya da her ikisi birden bulunabilir.

Genellikle dalga klavuzları bir tek mod bulunacak şekilde çalıştırılmak istenir. Çünkü bu durumda en küçük boyutlu klavuz kullanılır ve istenmeyen modlar kolayca ortadan kaldırılabilir.

Her tip mod , kendi özel elektrik ve magnetik alan konfigürasyonuna sahiptir. Her mod ve ebat için , propagasyonun mümkün olduğu bir en alt frekans vardır. Buna kesim frekansı denir.

Dalga klavuzları yüksek geçiren filtre gibi davranarak klavuz boyutlarının belirlediği kritik bir değerden veya bir kesim değerinden daha düşük frekanslı dalgaları iletmezler. Bunun sonucu olarak ancak yüksek frekanslarda bir anlam taşırlar.
Dalga klavuzunda farklı modlar farklı dalgaboylarına sahip olduğundan , klavuzu birden fazla mod için ayarlamak genellikle mümkün değildir. Ayrıca klavuz içindeki herhangi bir kesinti ya da köşe , başka modların ortaya çıkmasına neden olacağından en düşük modu iletecek klavuzun seçilmesi uygundur.

Dalga klavuzu içindeki modları tanımlamak için yalın simgeler kullanılır. Bu simgelerin altına konulan indisler , dalga klavuzunun genişlik ve derinliğine uygun düşen belli frekans yayımının yarı dalgaboyunu gösterir.
Bir dalga klavuzunun en uygun kesiti , yönlendireceği dalganın özelliklerine göre belirlenir. En basit ve en yaygın kullanılan dalga klavuzları , eni boyunun yaklaşık iki katı olan dikdörtgen kesitli aygıtlardır. İkinci sırada dairesel kesitliler gelir. Elips biçiminde olan türleri de vardır.

Dalga klavuzlarının , mikrodalgaları köşeli ortamların ötesine iletmesi gerektiğinde özel mafsallardan ve dirseklerden yararlanılır. Mikrodalgaları ’lik bir açıyla döndürmek için klavuza uygun bükümler verilir.

Dalga klavuzunda herhangi bir propagasyon modu için zayıflama iki nedenle meydana gelir.
1- Boru içine doldurulan dielektriğin iletkenliği sıfır değilse dielektrik kayıpları olur.
2- Boru çeperlerinde omik kayıplar olur.

Borularda dielektrik genel olarak havadır. 10 GHz’ in altında dielektrik zayıflaması ihmal edilebilir.
Çeşitli mikrodalga frekans bandları için standart boyutlarda borular kullanılmaktadır. 300 MHz ’den 400 GHz’e kadar imalat yapılmaktadır. Dalga klavuzu yapımında alüminyum, gümüş ve pirinç kullanılır.