Definícia mikrovlnného žiarenia

Granville Davies / Getty Images

Mikrovlnné žiarenie je typ elektromagnetická radiácia . The predpona „Mikro-“ v mikrovlnách neznamená, že mikrovlny majú mikrometrové vlnové dĺžky, ale skôr to, že mikrovlny majú veľmi malé vlnové dĺžky v porovnaní s tradičnými rádiovými vlnami (vlnové dĺžky 1 mm až 100 000 km). V elektromagnetickom spektre patria mikrovlny medzi infračervené žiarenie a rádiové vlny.

Frekvencie

Mikrovlnné žiarenie má a frekvencia medzi 300 MHz a 300 GHz (1 GHz až 100 GHz v rádiovom inžinierstve) alebo a vlnová dĺžka v rozmedzí od 0,1 cm do 100 cm. Rozsah zahŕňa rádiové pásma SHF (super vysoká frekvencia), UHF (ultra vysoká frekvencia) a EHF (extrémne vysoká frekvencia alebo milimetrové vlny).

Zatiaľ čo rádiové vlny s nižšou frekvenciou môžu sledovať obrysy Zeme a odraziť sa od vrstiev v atmosfére, mikrovlny sa pohybujú len priamočiaro, zvyčajne obmedzenou vzdialenosťou 30-40 míľ na zemský povrch. Ďalšou dôležitou vlastnosťou mikrovlnného žiarenia je, že je absorbované vlhkosťou. Fenomén tzv dážď slabnúť sa vyskytuje na hornom konci mikrovlnného pásma. Za hranicami 100 GHz ostatné plyny v atmosfére absorbujú energiu, čím sa vzduch stáva nepriehľadným v mikrovlnnom rozsahu, hoci je viditeľné a infračervenej oblasti.

Označenia kapiel

Pretože mikrovlnné žiarenie zahŕňa taký široký rozsah vlnových dĺžok/frekvenčných rozsahov, je rozdelené do IEEE, NATO, EU alebo iných radarových pásiem:

Označenie kapely	Frekvencia	Vlnová dĺžka	Využitie
L pásmo	1 až 2 GHz	15 až 30 cm	amatérske rádio, mobilné telefóny, GPS, telemetria
S pásmo	2 až 4 GHz	7,5 až 15 cm	rádioastronómia, meteorologický radar, mikrovlnné rúry, Bluetooth , niektoré komunikačné satelity, amatérske rádio, mobilné telefóny
C pásmo	4 až 8 GHz	3,75 až 7,5 cm	diaľkové rádio
X pásmo	8 až 12 GHz	25 až 37,5 mm	satelitná komunikácia, pozemné širokopásmové pripojenie, vesmírna komunikácia, amatérske rádio, spektroskopia
Kvkapela	12 až 18 GHz	16,7 až 25 mm	satelitná komunikácia, spektroskopia
K pásmo	18 až 26,5 GHz	11,3 až 16,7 mm	satelitná komunikácia, spektroskopia, automobilový radar, astronómia
Kakapela	26,5 až 40 GHz	5,0 až 11,3 mm	satelitná komunikácia, spektroskopia
Q pásmo	33 až 50 GHz	6,0 až 9,0 mm	automobilový radar, molekulárna rotačná spektroskopia, pozemná mikrovlnná komunikácia, rádioastronómia, satelitná komunikácia
Skupina U	40 až 60 GHz	5,0 až 7,5 mm
V pásmo	50 až 75 GHz	4,0 až 6,0 mm	molekulárna rotačná spektroskopia, výskum milimetrových vĺn
W pásmo	75 až 100 GHz	2,7 až 4,0 mm	radarové zameriavanie a sledovanie, automobilový radar, satelitná komunikácia
F pásmo	90 až 140 GHz	2,1 až 3,3 mm	SHF, rádioastronómia, väčšina radarov, satelitná televízia, bezdrôtová LAN
D pásmo	110 až 170 GHz	1,8 až 2,7 mm	EHF, mikrovlnné relé, energetické zbrane, skenery milimetrových vĺn, diaľkové snímanie, amatérske rádio, rádioastronómia

Využitie

Mikrovlny sa používajú predovšetkým na komunikáciu, zahŕňajú analógové a digitálne prenosy hlasu, dát a videa. Používajú sa aj pre radar (RAdio Detection and Ranging) na sledovanie počasia, radarové rýchlostné zbrane a riadenie letovej prevádzky. Rádiové teleskopy použite veľké parabolické antény na určenie vzdialeností, mapovanie povrchov a štúdium rádiových podpisov z planét, hmlovín, hviezd a galaxií. Mikrovlny sa používajú na prenos tepelnej energie na ohrev potravín a iných materiálov.

Zdroje

Kozmická mikrovlnná rúra žiarenie pozadia je prirodzeným zdrojom mikrovĺn. Žiarenie sa skúma, aby vedcom pomohlo pochopiť Veľký tresk. Hviezdy, vrátane Slnka, sú prírodnými zdrojmi mikrovlnnej rúry. Za správnych podmienok môžu atómy a molekuly vyžarovať mikrovlny. Medzi umelé zdroje mikrovĺn patria mikrovlnné rúry, masery, obvody, komunikačné prenosové veže a radar.

Na výrobu mikrovĺn sa môžu použiť buď zariadenia v pevnej fáze alebo špeciálne vákuové trubice. Príklady polovodičových zariadení zahŕňajú masery (v podstate lasery, kde je svetlo v mikrovlnnom rozsahu), Gunnove diódy, tranzistory s efektom poľa a diódy IMPATT. Vákuové trubicové generátory využívajú na usmerňovanie elektromagnetické polia elektróny v režime s moduláciou hustoty, kde skupiny elektrónov prechádzajú zariadením a nie prúdom. Tieto zariadenia zahŕňajú klystron, gyrotrón a magnetrón.

Odkaz

• Andjus, R. K.; Lovelock, J. E. (1955). „Reanimácia potkanov z telesnej teploty medzi 0 a 1 °C pomocou mikrovlnnej diatermie“. The Journal of Physiology . 128 (3): 541–546.