Analytický model uniformnej dutiny (normálne módy)

Najjednoduchší prístup predpokladá uniformnú (homogénnu, ideálne symetrickú) guľovú dutinu a hľadá jej normálne módy — vlastné kmity, ktoré dutina podporuje. Pre takúto idealizáciu existuje analytické riešenie.

Vlastné frekvencie módov sú dané vzťahom

f_n = \frac{c}{2\pi a}\sqrt{n(n+1)},

kde c je rýchlosť svetla, a je polomer Zeme a n = 1, 2, 3, \dots je číslo módu. Tento vzťah dáva rad rezonancií, ktorých rozostupy rastú s n. Spektrá jednotlivých módov majú v tomto modeli Lorentzovský tvar (rezonančné píky s charakteristickou šírkou danou stratami v dutine).

Hlavnou prednosťou je rýchlosť: vzorec poskytuje okamžitý rádový odhad frekvencií bez nutnosti numerickej simulácie. Cenou za jednoduchosť je, že model nezachytáva nehomogenity reálnej dutiny — asymetriu deň–noc, geografické rozdiely vo vodivosti ionosféry ani štiepenie módov. Slúži preto ako referenčný východiskový bod a sanity-check pre náročnejšie metódy.