Kuznetsov_GI
Пол: мужской
Сообщений: 7853
 
[Профиль]
25.11.2021 11:51

Микроволновое излучение

​Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Микроволновое излучение (микроволны) — область спектра электромагнитного излучения с длинами волн от одного метра до одного миллиметра, соответствующими частотам от 300 МГц и до 300 ГГц соответственно[1][2][3][4][5]. Различные источники используют разные диапазоны частот для микроволн; вышеупомянутое широкое определение включает как диапазоны УВЧ так и КВЧ (миллиметровые волны). Более распространённое определение в радиотехнике — диапазон от 1 до 100 ГГц (длины волн от 0,3 м и 3 мм). Во всех случаях микроволны включают весь СВЧ-диапазон (от 3 до 30 ГГц или от 10 до 1 см) минимум. Частоты микроволнового излучения часто обозначаются терминами IEEE для радиолокационных диапазонов: S, C, X, Ku, K или Ka диапазон или аналогичными обозначениями НАТО или ЕС.

Приставка микро- в словосочетании микроволновое излучение не предназначено для определения длины волны в микрометровом диапазоне. Скорее, это указывает на то, что микроволны «маленькие» (с более короткими длинами волн) по сравнению с радиоволнами, которые использовались до распространения микроволновой технологии. Границы между дальним инфракрасным диапазоном, областью терагерцового излучения, микроволнами и дециметровых радиоволн достаточно произвольна и используется по-разному в различных областях науки и технологии.

Микроволны распространяются в пределах прямой видимости; в отличие от низкочастотных радиоволн, они не дифрагируют вокруг холмов, не следуют за земной поверхностью, как поверхностные волны, и не отражаются от ионосферы, поэтому наземные микроволновые каналы связи ограничены визуальным горизонтом примерно до 64 км. В верхней части диапазона они поглощаются газами в атмосфере, ограничивая практическое расстояние связи примерно до километра. Микроволны широко используются в современных технологиях, например, в линиях связи точка-точка, беспроводных сетях, микроволновых радиорелейных сетях, радарах, спутниковой и космической связи, медицинской диатермии и лечении рака, дистанционном зондировании Земли, радиоастрономии, ускорителях частиц, спектроскопии, промышленном отоплении, системах предотвращения столкновений, устройствах открывания гаражных ворот и системы входа без ключа, а также для приготовления пищи в микроволновых печах.

Микроволновое излучение большой интенсивности используется для бесконтактного нагрева тел (в бытовых микроволновых печах — для разогрева продуктов, в промышленных — для термообработки металлов, в хирургии — при радиочастотной абляции вен[6]; основным элементом здесь служит магнетрон), а также для радиолокации.


Содержание [скрыть]
1 Электромагнитный спектр 1.1 Поддиапазоны

2 Распространение 2.1 Тропосферное рассеяние

3 Антенны
4 Устройство и анализ
5 СВЧ-источники
6 Использование микроволнового излучения 6.1 Коммуникация
6.2 Навигация
6.3 Радар
6.4 Радиоастрономия
6.5 Нагревательные и энергетические приложения
6.6 Спектроскопия

7 Диапазоны миквоволновых частот
8 Измерение частоты микроволн
9 Влияние на здоровье
10 История 10.1 Оптика Герца
10.2 Первые эксперименты по микроволновой связи
10.3 Радар
10.4 После Второй мировой войны
10.5 Твердотельные микроволновые устройства
10.6 Микроволновые микросхемы

11 Примечания
12 Ссылки

Электромагнитный спектр​[править | править код]

Микроволны занимают область в электромагнитном спектре с частотой выше обычных радиоволн и ниже инфракрасного света:

Электромагнитный спектр

Имя

Длина волны

Частота (Гц)

Энергия фотона (эВ)

Гамма-луч  <0,02 нм  > 15 ЭГц  > 62,1 кэВ 
Рентгеновский  0,01 нм — 10 нм  30 ЭГц — 30 ПГц  124 кэВ — 124 эВ 
Ультрафиолетовый  10 нм — 400 нм  30 МГц — 750 ТГц  124 эВ — 3 эВ 
Видимый свет  390 нм — 750 нм  770 ТГц — 400 ТГц  3,2 эВ — 1,7 эВ 
Инфракрасный  750 нм — 1 мм  400 ТГц — 300 ГГц  1,7 эВ — 1,24 мэВ 
Микроволны  1 мм — 1 м  300 ГГц — 300 МГц  1,24 мэВ — 1,24 мкэВ 
Радио  1 м — 100 км  300 МГц — 3 кГц  1,24 мкэВ — 12,4 фэВ 

В описаниях электромагнитного спектра некоторые источники классифицируют микроволны как радиоволны, подмножество диапазона радиоволн; в то время как другие классифицируют микроволны и радиоволны как отдельные типы излучения. Это распространённое различие.


Поддиапазоны СВЧ в различных системах обозначений различаются; используемые в спутниковой связи приведены в таблице.

Диапазоны частот 

Название

Частотный диапазон, ГГц

Название диапазона  Диапазон частот РЛС  Диапазон частот в спутниковой связи 
L  1,0—2,0 
S  2,0—4,0 
C  4,0—8,0  3,4—8,0 
X  8,0—12,0  7,0—10,7 
Ku  12,0—18,0  10,7—18,0 
K  18,0—26,5  18,3—20,2; 27,5—31,5 
Ka  26,5—40,0   


Атмосферное ослабление микроволн и дальнего инфракрасного излучения в сухом воздухе с уровнем конденсируемого водяного пара 0,001 мм. Глубокие провалы на графике соответствуют частотам, на которых микроволны поглощаются сильнее. Этот график включает диапазон частот от 0 до 1 ТГц; микроволны — подмножество в диапазоне от 0,3 до 300 ГГц.
Микроволны распространяются только в прямой видимости; в отличие от низкочастотных радиоволн, они не распространяются как поверхностные волны, которые повторяют контур Земли и не отражаются от ионосферы (небесные волны)[7]. Хотя в нижнем конце диапазона они могут проходить сквозь стены здания, сохраняя достаточную мощность сигнала для приёма, обычно требуются свободное пространство для ближней зоны приёма. Следовательно, на поверхности Земли микроволновые каналы связи ограничены визуальным горизонтом примерно 48—64 км. Микроволны поглощаются влагой в атмосфере, и затухание увеличивается с увеличением частоты, становясь значительным фактором (замирание сигнала в дожде) на верхнем конце диапазона. Начиная примерно с 40 ГГц, атмосферные газы также начинают поглощать микроволны, поэтому выше этой частоты микроволновая передача ограничивается несколькими километрами. Спектральная структура полосы вызывает пики поглощения на определённых частотах (см. График справа). На частотах свыше 100 ГГц поглощение электромагнитного излучения атмосферой Земли настолько велико, что она фактически непрозрачна, пока атмосфера снова не станет прозрачной в так называемом диапазоне частот инфракрасного и оптического окон.

Тропосферное рассеяние​

В микроволновом луче, направленном под углом в небо, небольшое количество энергии будет
Микроволновое излучение

​[Телекоммуникационная вышка с множеством тарелочных антенн для микроволновых ретрансляционных линий на пике Фрейзер, округ Вентура, Калифорния. Апертуры тарелок закрыты пластиковыми листами (кожухами) для защиты от влаги.
Микроволновое излучение (микроволны) — область спектра электромагнитного излучения с длинами волн от одного метра до одного миллиметра, соответствующими частотам от 300 МГц и до 300 ГГц соответственно[1][2][3][4][5]. Различные источники используют разные диапазоны частот для микроволн; вышеупомянутое широкое определение включает как диапазоны УВЧ так и КВЧ (миллиметровые волны). Более распространённое определение в радиотехнике — диапазон от 1 до 100 ГГц (длины волн от 0,3 м и 3 мм). Во всех случаях микроволны включают весь СВЧ-диапазон (от 3 до 30 ГГц или от 10 до 1 см) минимум. Частоты микроволнового излучения часто обозначаются терминами IEEE для радиолокационных диапазонов: S, C, X, Ku, K или Ka диапазон или аналогичными обозначениями НАТО или ЕС.

Приставка микро- в словосочетании микроволновое излучение не предназначено для определения длины волны в микрометровом диапазоне. Скорее, это указывает на то, что микроволны «маленькие» (с более короткими длинами волн) по сравнению с радиоволнами, которые использовались до распространения микроволновой технологии. Границы между дальним инфракрасным диапазоном, областью терагерцового излучения, микроволнами и дециметровых радиоволн достаточно произвольна и используется по-разному в различных областях науки и технологии.

Микроволны распространяются в пределах прямой видимости; в отличие от низкочастотных радиоволн, они не дифрагируют вокруг холмов, не следуют за земной поверхностью, как поверхностные волны, и не отражаются от ионосферы, поэтому наземные микроволновые каналы связи ограничены визуальным горизонтом примерно до 64 км. В верхней части диапазона они поглощаются газами в атмосфере, ограничивая практическое расстояние связи примерно до километра. Микроволны широко используются в современных технологиях, например, в линиях связи точка-точка, беспроводных сетях, микроволновых радиорелейных сетях, радарах, спутниковой и космической связи, медицинской диатермии и лечении рака, дистанционном зондировании Земли, радиоастрономии, ускорителях частиц, спектроскопии, промышленном отоплении, системах предотвращения столкновений, устройствах открывания гаражных ворот и системы входа без ключа, а также для приготовления пищи в микроволновых печах.

Микроволновое излучение большой интенсивности используется для бесконтактного нагрева тел (в бытовых микроволновых печах — для разогрева продуктов, в промышленных — для термообработки металлов, в хирургии — при радиочастотной абляции вен[6]; основным элементом здесь служит магнетрон), а также для радиолокации.

Содержание
1 Электромагнитный спектр 1.1 Поддиапазоны

2 Распространение 2.1 Тропосферное рассеяние

3 Антенны
4 Устройство и анализ
5 СВЧ-источники
6 Использование микроволнового излучения 6.1 Коммуникация
6.2 Навигация
6.3 Радар
6.4 Радиоастрономия
6.5 Нагревательные и энергетические приложения
6.6 Спектроскопия

7 Диапазоны миквоволновых частот
8 Измерение частоты микроволн
9 Влияние на здоровье
10 История 10.1 Оптика Герца
10.2 Первые эксперименты по микроволновой связи
10.3 Радар
10.4 После Второй мировой войны
10.5 Твердотельные микроволновые устройства
10.6 Микроволновые микросхемы

11 Примечания
12 Ссылки

Электромагнитный спектр​

Микроволны занимают область в электромагнитном спектре с частотой выше обычных радиоволн и ниже инфракрасного света:

Электромагнитный спектр

Имя

Длина волны

Частота (Гц)

Энергия фотона (эВ)

Гамма-луч  <0,02 нм  > 15 ЭГц  > 62,1 кэВ 
Рентгеновский  0,01 нм — 10 нм  30 ЭГц — 30 ПГц  124 кэВ — 124 эВ 
Ультрафиолетовый  10 нм — 400 нм  30 МГц — 750 ТГц  124 эВ — 3 эВ 
Видимый свет  390 нм — 750 нм  770 ТГц — 400 ТГц  3,2 эВ — 1,7 эВ 
Инфракрасный  750 нм — 1 мм  400 ТГц — 300 ГГц  1,7 эВ — 1,24 мэВ 
Микроволны  1 мм — 1 м  300 ГГц — 300 МГц  1,24 мэВ — 1,24 мкэВ 
Радио  1 м — 100 км  300 МГц — 3 кГц  1,24 мкэВ — 12,4 фэВ 

В описаниях электромагнитного спектра некоторые источники классифицируют микроволны как радиоволны, подмножество диапазона радиоволн; в то время как другие классифицируют микроволны и радиоволны как отдельные типы излучения. Это распространённое различие.

Поддиапазоны​

Поддиапазоны СВЧ в различных системах обозначений различаются; используемые в спутниковой связи приведены в таблице.

Диапазоны частот 

Название

Частотный диапазон, ГГц

Название диапазона  Диапазон частот РЛС  Диапазон частот в спутниковой связи 
L  1,0—2,0 
S  2,0—4,0 
C  4,0—8,0  3,4—8,0 
X  8,0—12,0  7,0—10,7 
Ku  12,0—18,0  10,7—18,0 
K  18,0—26,5  18,3—20,2; 27,5—31,5 
Ka  26,5—40,0   

Распространение​

Атмосферное ослабление микроволн и дальнего инфракрасного излучения в сухом воздухе с уровнем конденсируемого водяного пара 0,001 мм. Глубокие провалы на графике соответствуют частотам, на которых микроволны поглощаются сильнее. Этот график включает диапазон частот от 0 до 1 ТГц; микроволны — подмножество в диапазоне от 0,3 до 300 ГГц.
Микроволны распространяются только в прямой видимости; в отличие от низкочастотных радиоволн, они не распространяются как поверхностные волны, которые повторяют контур Земли и не отражаются от ионосферы (небесные волны)[7]. Хотя в нижнем конце диапазона они могут проходить сквозь стены здания, сохраняя достаточную мощность сигнала для приёма, обычно требуются свободное пространство для ближней зоны приёма. Следовательно, на поверхности Земли микроволновые каналы связи ограничены визуальным горизонтом примерно 48—64 км. Микроволны поглощаются влагой в атмосфере, и затухание увеличивается с увеличением частоты, становясь значительным фактором (замирание сигнала в дожде) на верхнем конце диапазона. Начиная примерно с 40 ГГц, атмосферные газы также начинают поглощать микроволны, поэтому выше этой частоты микроволновая передача ограничивается несколькими километрами. Спектральная структура полосы вызывает пики поглощения на определённых частотах (см. График справа). На частотах свыше 100 ГГц поглощение электромагнитного излучения атмосферой Земли настолько велико, что она фактически непрозрачна, пока атмосфера снова не станет прозрачной в так называемом диапазоне частот инфракрасного и оптического окон.

Тропосферное рассеяние​

В микроволновом луче, направленном под углом в небо, небольшое количество энергии будет .......

 
Авторизуйтесь в системе для того, чтобы иметь возможность добавлять сообщения.