Mikrovlnné záření je typ elektromagnetická radiace. předpona „mikro-“ v mikrovlnách neznamená, že mikrovlny mají mikrometrové vlnové délky, ale spíše to Mikrovlny mají velmi malé vlnové délky ve srovnání s tradičními rádiovými vlnami (1 mm až 100 000 km) vlnové délky). V elektromagnetickém spektru spadají mikrovlny mezi infračervené záření a rádiové vlny.
Frekvence
Mikrovlnné záření má frekvence mezi 300 MHz a 300 GHz (1 GHz až 100 GHz v radiotechnice) nebo a vlnová délka v rozmezí od 0,1 cm do 100 cm. Rozsah zahrnuje rádiová pásma SHF (super vysokofrekvenční), UHF (ultra vysokofrekvenční) a EHF (extrémně vysokofrekvenční nebo milimetrové vlny).
Zatímco nízkofrekvenční rádiové vlny mohou sledovat obrysy Země a odrazit vrstvy v atmosféra, mikrovlny cestují pouze na dohled, obvykle omezené na 30-40 mil na Zemi povrch. Další důležitou vlastností mikrovlnného záření je to, že je absorbováno vlhkostí. Fenomén zvaný prší déšť nastává na horním konci mikrovlnného pásma. Minulých 100 GHz absorbují energii další plyny v atmosféře, díky čemuž je vzduch v mikrovlnné oblasti neprůhledný, ačkoli je v něm průhledný
viditelné a infračervená oblast.Označení kapel
Protože mikrovlnné záření zahrnuje takový široký rozsah vlnových délek / kmitočtů, je rozděleno na IEEE, NATO, EU nebo jiná označení radarového pásma:
| Označení pásma | Frekvence | Vlnová délka | Použití |
| L kapela | 1 až 2 GHz | 15 až 30 cm | amatérské rádio, mobilní telefony, GPS, telemetrii |
| S kapela | 2 až 4 GHz | 7,5 až 15 cm | radioastronomie, meteorologický radar, mikrovlnné trouby, Bluetooth, některé komunikační satelity, amatérské rádio, mobilní telefony |
| C kapela | 4 až 8 GHz | 3,75 až 7,5 cm | dálkové rádio |
| X band | 8 až 12 GHz | 25 až 37,5 mm | satelitní komunikace, pozemní širokopásmové, kosmické komunikace, amatérské rádio, spektroskopie |
| Ku kapela | 12 až 18 GHz | 16,7 až 25 mm | satelitní komunikace, spektroskopie |
| K kapela | 18 až 26,5 GHz | 11,3 až 16,7 mm | satelitní komunikace, spektroskopie, automobilové radary, astronomie |
| KA kapela | 26,5 až 40 GHz | 5,0 až 11,3 mm | satelitní komunikace, spektroskopie |
| Q band | 33 až 50 GHz | 6,0 až 9,0 mm | automobilový radar, molekulární rotační spektroskopie, pozemní mikrovlnná komunikace, radioastronomie, satelitní komunikace |
| U band | 40 až 60 GHz | 5,0 až 7,5 mm | |
| V pásmo | 50 až 75 GHz | 4,0 až 6,0 mm | molekulární rotační spektroskopie, výzkum milimetrových vln |
| W band | 75 až 100 GHz | 2,7 až 4,0 mm | radarové zaměřování a sledování, automobilové radary, satelitní komunikace |
| F band | 90 až 140 GHz | 2,1 až 3,3 mm | SHF, radioastronomie, většina radarů, satelitní televize, bezdrátová síť LAN |
| D pásmo | 110 až 170 GHz | 1,8 až 2,7 mm | EHF, mikrovlnná relé, energetické zbraně, skenery milimetrových vln, dálkový průzkum, amatérské rádio, radioastronomie |
Použití
Mikrovlny se používají především pro komunikaci, včetně analogového a digitálního přenosu hlasu, dat a videa. Používají se také pro radar (detekce a měření rozsahu RAdio) pro sledování počasí, radarové rychlostní zbraně a řízení letového provozu. Rádiové dalekohledy použijte velké antény k určení vzdáleností, mapových povrchů a studiu rádiových podpisů z planet, mlhovin, hvězd a galaxií. Mikrovlny se používají k přenosu tepelné energie k ohřevu potravin a jiných materiálů.
Zdroje
Kosmická mikrovlnná trouba záření pozadí je přirozeným zdrojem mikrovln. Radiace je studována, aby vědcům pomohla pochopit Velký třesk. Hvězdy, včetně Slunce, jsou přírodní zdroje mikrovln. Za správných podmínek mohou atomy a molekuly emitovat mikrovlny. Mezi umělé zdroje mikrovln patří mikrovlnné trouby, masery, obvody, komunikační přenosové věže a radar.
K výrobě mikrovln se mohou použít buď polovodičová zařízení nebo speciální vakuové trubice. Příklady polovodičových zařízení zahrnují masery (v podstatě lasery, kde je světlo v mikrovlnném dosahu), Gunnovy diody, tranzistory s polním efektem a diody IMPATT. Generátory vakuové trubice používají k řízení elektromagnetická pole elektrony v modu modulovaném na hustotu, kde skupiny elektronů procházejí zařízením spíše než proudem. Tato zařízení zahrnují klystron, gyrotron a magnetron.
Zdravé efekty
Mikrovlnné záření se nazývá „záření"protože vyzařuje ven a ne proto, že je to buď radioaktivní nebo ionizující příroda." Není známo, že by nízká úroveň mikrovlnného záření měla nepříznivé účinky na zdraví. Některé studie však naznačují, že dlouhodobá expozice může působit jako karcinogen.
Mikrovlná expozice může způsobit šedý zákal, protože dielektrické zahřívání denaturuje proteiny v oční čočce a způsobuje její mléčnou mlhu. Zatímco všechny tkáně jsou náchylné k zahřívání, oko je obzvláště zranitelné, protože nemá krevní cévy k modulaci teploty. Mikrovlnné záření je spojeno s mikrovlnný zvukový efekt, ve kterém mikrovlnná expozice vytváří bzučivé zvuky a kliknutí. To je způsobeno tepelnou roztažností uvnitř vnitřního ucha.
Mikrovlnné popáleniny se mohou objevit v hlubších tkáních - nejen na povrchu - protože mikrovlny jsou snadněji absorbovány tkání, která obsahuje hodně vody. Nižší úrovně expozice však produkují teplo bez popálenin. Tento efekt může být použit pro různé účely. Americká armáda používá milimetrové vlny k odpuzování cílených osob nepříjemným teplem. Jako další příklad v roce 1955 James Lovelock znovu oživil zmrazené krysy pomocí mikrovlnné diatermie.
Odkaz
- Andjus, R.K.; Lovelock, J. E. (1955). "Opětovné získání krys z tělesných teplot mezi 0 a 1 ° C pomocí mikrovlnné diatermie". Žurnál fyziologie. 128 (3): 541–546.