Mikrowellentechnik - Einführung

Das elektromagnetische Spektrum besteht aus dem gesamten Bereich der elektromagnetischen Strahlung. Strahlung ist die Energie, die sich bei ihrer Ausbreitung ausbreitet. Die Arten der elektromagnetischen Strahlung, die das elektromagnetische Spektrum erzeugen, sind im folgenden Screenshot dargestellt.

Lassen Sie uns nun einen Blick auf die Eigenschaften von Mikrowellen werfen.

Eigenschaften von Mikrowellen

Im Folgenden sind die Haupteigenschaften von Mikrowellen aufgeführt.

• Mikrowellen sind die Wellen, die elektromagnetische Energie mit kürzerer Wellenlänge ausstrahlen.

• Mikrowellen werden von der Ionosphäre nicht reflektiert.

• Mikrowellen bewegen sich in einer geraden Linie und werden von den leitenden Oberflächen reflektiert.

• Mikrowellen können in kürzeren Entfernungen leicht gedämpft werden.

• Mikrowellenströme können durch eine dünne Kabelschicht fließen.

Vorteile von Mikrowellen

Es gibt viele Vorteile von Mikrowellen wie die folgenden -

• Unterstützt eine größere Bandbreite und daher werden mehr Informationen übertragen. Aus diesem Grund werden Mikrowellen für die Punkt-zu-Punkt-Kommunikation verwendet.

• Mehr Antennengewinn ist möglich.

• Höhere Datenraten werden übertragen, wenn die Bandbreite größer ist.

• Die Antennengröße wird reduziert, da die Frequenzen höher sind.

• Geringer Stromverbrauch, da die Signale höhere Frequenzen haben.

• Der Fading-Effekt wird durch die Verwendung der Sichtlinienausbreitung verringert.

• Bietet einen effektiven Reflexionsbereich in den Radarsystemen.

• Satelliten- und terrestrische Kommunikation mit hohen Kapazitäten sind möglich.

• Es können kostengünstige Miniatur-Mikrowellenkomponenten entwickelt werden.

• Effektive Frequenznutzung mit einer Vielzahl von Anwendungen in allen verfügbaren Betriebsfrequenzbereichen.

Nachteile von Mikrowellen

Es gibt einige Nachteile von Mikrowellen wie die folgenden:

• Die Kosten für Ausrüstung oder Installation sind hoch.
• Sie sind kräftig und nehmen mehr Platz ein.
• Elektromagnetische Störungen können auftreten.
• Variationen der dielektrischen Eigenschaften mit den Temperaturen können auftreten.
• Inhärente Ineffizienz der elektrischen Energie.

Anwendungen von Mikrowellen

Es gibt eine Vielzahl von Anwendungen für Mikrowellen, die für andere Strahlungen nicht möglich sind. Sie sind -

Drahtlose Kommunikation

• Für Ferngespräche
• Bluetooth
• WIMAX-Operationen
• Übertragungen im Freien
• Broadcast-Hilfsdienste
• Fernabnehmer
• Studio / Sender-Verbindung
• Direct Broadcast Satellite (DBS)
• Persönliche Kommunikationssysteme (PCS)
• Drahtlose lokale Netzwerke (WLANs)
• Cellular Video (CV) -Systeme
• System zur Vermeidung von Autounfällen

Elektronik

• Schnelle jitterfreie Schalter
• Phasenschieber
• HF-Erzeugung
• Stimmelemente
• ECM / ECCM-Systeme (Electronic Counter Measure)
• Spread-Spectrum-Systeme

Kommerzielle Verwendungen

• Einbruchalarm
• Garagentoröffner
• Geschwindigkeitsmesser der Polizei
• Identifizierung durch berührungslose Methoden
• Handys, Pager, WLANs
• Satellitenfernsehen, XM-Radio
• Bewegungsmelder
• Fernerkundung

Navigation

• Globale Navigationssatellitensysteme
• Global Positioning System (GPS)

Militär und Radar

• Radargeräte zur Erfassung der Reichweite und Geschwindigkeit des Ziels.

• SONAR-Anwendungen

• Luftraumüberwachung

• Wettervorhersage

• Navigation von Schiffen

• Minesweeping-Anwendungen

• Durchsetzung von Geschwindigkeitsbegrenzungen

• Militär verwendet Mikrowellenfrequenzen für die Kommunikation und für die oben genannten Anwendungen.

Forschungsanwendungen

• Atomresonanzen
• Kernresonanzen

Radioastronomie

• Markieren Sie die kosmische Mikrowellen-Hintergrundstrahlung
• Erkennung mächtiger Wellen im Universum
• Detektion vieler Strahlungen im Universum und in der Erdatmosphäre

Nahrungsmittelindustrie

• Mikrowellenherde zum Aufwärmen und Kochen
• Anwendungen für die Lebensmittelverarbeitung
• Vorheizanwendungen
• Pre-cooking
• Braten von Getreide / Bohnen
• Kartoffelchips trocknen
• Feuchtigkeitsausgleich
• Wassermoleküle absorbieren

Industrielle Anwendungen

• Vulkanisierender Gummi
• Analytische Chemieanwendungen
• Trocknungs- und Reaktionsprozesse
• Keramik verarbeiten
• Polymermatrix
• Oberflächenmodifikation
• Chemische Dampfverarbeitung
• Pulververarbeitung
• Sterilisieren von Arzneimitteln
• Chemische Synthese
• Abfallsanierung
• Kraftübertragung
• Tunnelbohrung
• Stein / Beton brechen
• Kohleflöze aufbrechen
• Aushärten von Zement
• HF-Beleuchtung
• Fusionsreaktoren
• Aktive Ablehnungssysteme

Halbleiterverarbeitungstechniken

• Reaktives Ionenätzen
• Chemische Gasphasenabscheidung

Spektroskopie

• Elektronenparamagnetische Resonanz (EPR oder ESR) -Spektroskopie
• Über ungepaarte Elektronen in Chemikalien Bescheid wissen
• Die freien Radikale in Materialien kennen
• Elektronenchemie

Medizinische Anwendungen

• Herzschlag überwachen
• Lungenwassererkennung
• Tumordetektion
• Regionale Hyperthermie
• Therapeutische Anwendungen
• Lokale Heizung
• Angioplasty
• Mikrowellentomographie
• Mikrowellenakustische Bildgebung

Damit sich eine Welle ausbreiten kann, ist ein Medium erforderlich. Die Übertragungsleitungen, die von verschiedenen Typen sind, werden zur Ausbreitung von Mikrowellen verwendet. Lassen Sie uns im nächsten Kapitel mehr darüber erfahren.