Definicja promieniowania mikrofalowego

Granville Davies / Getty Images

Promieniowanie mikrofalowe jest rodzajem promieniowanie elektromagnetyczne . The prefiks „mikro-” w mikrofalach nie oznacza, że ​​mikrofale mają mikrometrowe długości fal, ale raczej, że mikrofale mają bardzo małe długości fal w porównaniu z tradycyjnymi falami radiowymi (od 1 mm do 100 000 km długości fali). W widmie elektromagnetycznym mikrofale znajdują się między promieniowaniem podczerwonym a falami radiowymi.

Częstotliwości

Promieniowanie mikrofalowe ma częstotliwość od 300 MHz do 300 GHz (od 1 GHz do 100 GHz w radiotechnice) lub a długość fali od 0,1 cm do 100 cm. Zakres obejmuje pasma radiowe SHF (super wysoka częstotliwość), UHF (ultra wysoka częstotliwość) i EHF (ekstremalnie wysoka częstotliwość lub fale milimetrowe).

Podczas gdy fale radiowe o niższej częstotliwości mogą podążać za konturami Ziemi i odbijać się od warstw atmosfery, mikrofale poruszają się tylko po linii widzenia, zwykle ograniczonej do 30-40 mil na powierzchni Ziemi. Inną ważną właściwością promieniowania mikrofalowego jest to, że jest ono pochłaniane przez wilgoć. Zjawisko zwane deszcz zanika występuje na górnym końcu pasma mikrofalowego. Powyżej 100 GHz inne gazy w atmosferze pochłaniają energię, przez co powietrze w zakresie mikrofal jest nieprzezroczyste, choć przezroczyste w widoczne i podczerwieni.

Oznaczenia zespołu

Ponieważ promieniowanie mikrofalowe obejmuje tak szeroki zakres długości fal/częstotliwości, dzieli się je na oznaczenia pasm radarowych IEEE, NATO, UE lub inne:

Oznaczenie zespołu	Częstotliwość	Długość fali	Zastosowania
Pasmo L	1 do 2 GHz	15 do 30 cm	radioamatorskie, telefony komórkowe, GPS, telemetria
Pasmo S	2 do 4 GHz	7,5 do 15 cm	radioastronomia, radar pogodowy, kuchenki mikrofalowe, Bluetooth , niektóre satelity komunikacyjne, radio amatorskie, telefony komórkowe
Pasmo C	4 do 8 GHz	3,75 do 7,5 cm	radio dalekosiężne
X zespół	8 do 12 GHz	25 do 37,5 mm	łączność satelitarna, naziemna łączność szerokopasmowa, łączność kosmiczna, radio amatorskie, spektroskopia
Kwpasmo	od 12 do 18 GHz	16,7 do 25 mm	łączność satelitarna, spektroskopia
pasmo K	18 do 26,5 GHz	11,3 do 16,7 mm	łączność satelitarna, spektroskopia, radar samochodowy, astronomia
Kapasmo	26,5 do 40 GHz	5,0 do 11,3 mm	łączność satelitarna, spektroskopia
Zespół Q	33 do 50 GHz	6,0 do 9,0 mm	radar samochodowy, molekularna spektroskopia rotacyjna, naziemna komunikacja mikrofalowa, radioastronomia, łączność satelitarna
Pasmo U	40 do 60 GHz	5,0 do 7,5 mm
Pasmo V	50 do 75 GHz	4,0 do 6,0 mm	molekularna spektroskopia rotacyjna, badania fal milimetrowych
Pasmo W	75 do 100 GHz	2,7 do 4,0 mm	celowanie i śledzenie radarów, radar samochodowy, komunikacja satelitarna
Pasmo F	od 90 do 140 GHz	2,1 do 3,3 mm	SHF, radioastronomia, większość radarów, telewizja satelitarna, bezprzewodowa sieć LAN
Pasmo D	110 do 170 GHz	1,8 do 2,7 mm	EHF, przekaźniki mikrofalowe, broń energetyczna, skanery fal milimetrowych, teledetekcja, radio amatorskie, radioastronomia

Zastosowania

Mikrofale są używane głównie do komunikacji, obejmują analogową i cyfrową transmisję głosu, danych i wideo. Są one również wykorzystywane do radarów (wykrywanie i wykrywanie radiotelefonów) do śledzenia pogody, radarów prędkości radarowych i kontroli ruchu lotniczego. Teleskopy radiowe używaj dużych anten talerzowych do określania odległości, mapowania powierzchni i badania sygnatur radiowych planet, mgławic, gwiazd i galaktyk. Mikrofale służą do przekazywania energii cieplnej do podgrzewania żywności i innych materiałów.

Źródła

Kosmiczna mikrofala promieniowanie tła jest naturalnym źródłem mikrofal. Promieniowanie jest badane, aby pomóc naukowcom zrozumieć Wielki Wybuch. Gwiazdy, w tym Słońce, są naturalnymi źródłami mikrofal. W odpowiednich warunkach atomy i cząsteczki mogą emitować mikrofale. Wytworzone przez człowieka źródła mikrofal obejmują kuchenki mikrofalowe, masery, obwody, wieże transmisyjne i radary.

Do wytwarzania mikrofal można stosować urządzenia półprzewodnikowe lub specjalne lampy próżniowe. Przykładami urządzeń półprzewodnikowych są masery (zasadniczo lasery, w których światło mieści się w zakresie mikrofal), diody Gunna, tranzystory polowe i diody IMPATT. Generatory lamp próżniowych wykorzystują pola elektromagnetyczne do kierowania elektrony w trybie modulacji gęstości, w którym grupy elektronów przechodzą przez urządzenie, a nie strumień. Urządzenia te obejmują klistron, żyrotron i magnetron.

Odniesienie

• Andjus, R.K.; Lovelock, JE (1955). „Reanimacja szczurów z temperatury ciała od 0 do 1 °C za pomocą diatermii mikrofalowej”. Dziennik Fizjologii . 128 (3): 541–546.