Mikrobølgestråling Definisjon

Granville Davies / Getty Images

Mikrobølgestråling er en type elektromagnetisk stråling . De prefiks 'mikro-' i mikrobølger betyr ikke at mikrobølger har mikrometerbølgelengder, men snarere at mikrobølger har svært små bølgelengder sammenlignet med tradisjonelle radiobølger (1 mm til 100 000 km bølgelengder). I det elektromagnetiske spekteret faller mikrobølger mellom infrarød stråling og radiobølger.

Frekvenser

Mikrobølgestråling har en Frekvens mellom 300 MHz og 300 GHz (1 GHz til 100 GHz i radioteknikk) eller en bølgelengde fra 0,1 cm til 100 cm. Utvalget inkluderer radiobåndene SHF (super høy frekvens), UHF (ultra høy frekvens) og EHF (ekstremt høy frekvens eller millimeterbølger).

Mens lavfrekvente radiobølger kan følge jordens konturer og sprette av lag i atmosfæren, beveger mikrobølger kun siktlinje, vanligvis begrenset til 30-40 miles på jordens overflate. En annen viktig egenskap ved mikrobølgestråling er at den absorberes av fuktighet. Et fenomen som kalles regn blekner forekommer i den høye enden av mikrobølgebåndet. Etter 100 GHz absorberer andre gasser i atmosfæren energien, noe som gjør luften ugjennomsiktig i mikrobølgeområdet, men gjennomsiktig i det synlige og infrarød region.

Bandbetegnelser

Fordi mikrobølgestråling omfatter et så bredt bølgelengde/frekvensområde, er den delt inn i IEEE, NATO, EU eller andre radarbåndbetegnelser:

Bandbetegnelse	Frekvens	Bølgelengde	Bruker
L band	1 til 2 GHz	15 til 30 cm	amatørradio, mobiltelefoner, GPS, telemetri
S band	2 til 4 GHz	7,5 til 15 cm	radioastronomi, værradar, mikrobølgeovner, blåtann , noen kommunikasjonssatellitter, amatørradio, mobiltelefoner
C-bånd	4 til 8 GHz	3,75 til 7,5 cm	fjernradio
X-bånd	8 til 12 GHz	25 til 37,5 mm	satellittkommunikasjon, bakkebasert bredbånd, romkommunikasjon, amatørradio, spektroskopi
Kibånd	12 til 18 GHz	16,7 til 25 mm	satellittkommunikasjon, spektroskopi
K band	18 til 26,5 GHz	11,3 til 16,7 mm	satellittkommunikasjon, spektroskopi, bilradar, astronomi
Kenbånd	26,5 til 40 GHz	5,0 til 11,3 mm	satellittkommunikasjon, spektroskopi
Q band	33 til 50 GHz	6,0 til 9,0 mm	bilradar, molekylær rotasjonsspektroskopi, terrestrisk mikrobølgekommunikasjon, radioastronomi, satellittkommunikasjon
U band	40 til 60 GHz	5,0 til 7,5 mm
V band	50 til 75 GHz	4,0 til 6,0 mm	molekylær rotasjonsspektroskopi, millimeterbølgeforskning
W-bånd	75 til 100 GHz	2,7 til 4,0 mm	radarmålretting og sporing, bilradar, satellittkommunikasjon
F band	90 til 140 GHz	2,1 til 3,3 mm	SHF, radioastronomi, de fleste radarer, satellitt-tv, trådløst LAN
D band	110 til 170 GHz	1,8 til 2,7 mm	EHF, mikrobølgereléer, energivåpen, millimeterbølgeskannere, fjernmåling, amatørradio, radioastronomi

Bruker

Mikrobølger brukes først og fremst til kommunikasjon, inkludert analoge og digitale tale-, data- og videooverføringer. De brukes også til radar (RAdio Detection and Ranging) for værsporing, radarhastighetsvåpen og lufttrafikkkontroll. Radioteleskoper bruke store parabolantenner til å bestemme avstander, kartlegge overflater og studere radiosignaturer fra planeter, tåker, stjerner og galakser. Mikrobølger brukes til å overføre termisk energi for å varme opp mat og andre materialer.

Kilder

Kosmisk mikrobølgeovn bakgrunnsstråling er en naturlig kilde til mikrobølger. Strålingen er studert for å hjelpe forskere å forstå Big Bang. Stjerner, inkludert solen, er naturlige mikrobølgekilder. Under de rette forholdene kan atomer og molekyler avgi mikrobølger. Menneskeskapte kilder til mikrobølger inkluderer mikrobølgeovner, masere, kretser, kommunikasjonsoverføringstårn og radar.

Enten solid state-enheter eller spesielle vakuumrør kan brukes til å produsere mikrobølger. Eksempler på solid-state enheter inkluderer masere (i hovedsak lasere der lyset er i mikrobølgeområdet), Gunn-dioder, felteffekttransistorer og IMPATT-dioder. Vakuumrørgeneratorene bruker elektromagnetiske felt til å dirigere elektroner i en tetthetsmodulert modus, der grupper av elektroner passerer gjennom enheten i stedet for en strøm. Disse enhetene inkluderer klystron, gyrotron og magnetron.

Referanse

• Andjus, R.K.; Lovelock, J.E. (1955). 'Reanimering av rotter fra kroppstemperaturer mellom 0 og 1 °C ved mikrobølgediatermi'. Journal of Physiology . 128 (3): 541–546.