Engenharia de Microondas - Introdução
O espectro eletromagnético consiste em toda a gama de radiação eletromagnética. A radiação é a energia que viaja e se espalha à medida que se propaga. Os tipos de radiação eletromagnética que formam o espectro eletromagnético são descritos na captura de tela a seguir.
Vamos agora dar uma olhada nas propriedades das Microondas.
Propriedades das microondas
A seguir estão as principais propriedades das Microondas.
Microondas são ondas que irradiam energia eletromagnética com comprimento de onda mais curto.
As microondas não são refletidas pela ionosfera.
As microondas viajam em linha reta e são refletidas pelas superfícies condutoras.
As microondas são facilmente atenuadas em distâncias mais curtas.
As correntes de micro-ondas podem fluir através de uma fina camada de um cabo.
Vantagens das Microondas
Existem muitas vantagens do Microondas, como as seguintes -
Suporta largura de banda maior e, portanto, mais informações são transmitidas. Por esta razão, as microondas são usadas para comunicações ponto a ponto.
Mais ganho de antena é possível.
Taxas de dados mais altas são transmitidas conforme a largura de banda é maior.
O tamanho da antena fica reduzido à medida que as frequências são mais altas.
Baixo consumo de energia, pois os sinais são de frequências mais altas.
O efeito do desbotamento é reduzido usando a propagação da linha de visão.
Fornece área de reflexão efetiva nos sistemas de radar.
As comunicações por satélite e terrestres com alta capacidade são possíveis.
Componentes de micro-ondas em miniatura de baixo custo podem ser desenvolvidos.
Uso eficaz do espectro com ampla variedade de aplicações em todas as faixas de freqüência de operação disponíveis.
Desvantagens das Microondas
Existem algumas desvantagens do Microondas, como as seguintes -
- Custo do equipamento ou custo de instalação é alto.
- Eles são pesados e ocupam mais espaço.
- Pode ocorrer interferência eletromagnética.
- Podem ocorrer variações nas propriedades dielétricas com as temperaturas.
- Ineficiência inerente à energia elétrica.
Aplicações de microondas
Há uma grande variedade de aplicações para microondas, que não são possíveis para outras radiações. Eles são -
Comunicações sem fio
- Para ligações de longa distância
- Bluetooth
- Operações WIMAX
- Transmissões de radiodifusão ao ar livre
- Serviços auxiliares de transmissão
- Unidade de captação remota
- Link estúdio / transmissor
- Satélite de transmissão direta (DBS)
- Sistemas de comunicação pessoal (PCSs)
- Redes locais sem fio (WLANs)
- Sistemas de vídeo celular (CV)
- Sistema anti-colisão de automóveis
Eletrônicos
- Interruptores rápidos sem jitter
- Phase shifters
- Geração HF
- Elementos de ajuste
- Sistemas ECM / ECCM (contador eletrônico)
- Sistemas de espalhamento de espectro
Usos Comerciais
- Alarmes contra roubo
- Abridores de porta de garagem
- Detectores de velocidade policial
- Identificação por métodos sem contato
- Telefones celulares, pagers, LANs sem fio
- Televisão por satélite, rádio XM
- Detectores de movimento
- Sensoriamento remoto
Navegação
- Sistemas globais de navegação por satélite
- Sistema de Posicionamento Global (GPS)
Militar e radar
Radares para detectar o alcance e a velocidade do alvo.
Aplicativos SONAR
Controle de tráfego aéreo
Previsão do tempo
Navegação de navios
Aplicativos de varredura de minas
Aplicação de limite de velocidade
Militares usam frequências de microondas para comunicações e para as aplicações mencionadas acima.
Aplicações de pesquisa
- Ressonâncias atômicas
- Ressonâncias nucleares
Radioastronomia
- Marcar radiação cósmica de fundo em microondas
- Detecção de ondas poderosas no universo
- Detecção de muitas radiações no universo e na atmosfera terrestre
Indústria alimentícia
- Fornos micro-ondas usados para reaquecer e cozinhar
- Aplicações de processamento de alimentos
- Aplicações de pré-aquecimento
- Pre-cooking
- Torrefação de grãos / feijão
- Secagem de batatas fritas
- Nivelamento de umidade
- Absorvendo moléculas de água
Usos Industriais
- Borracha vulcanizante
- Aplicações de química analítica
- Processos de secagem e reação
- Processamento de cerâmicas
- Matriz de polímero
- Modificação de superfície
- Processamento de vapor químico
- Processamento de pó
- Esterilizando produtos farmacêuticos
- Síntese química
- Remediação de resíduos
- Transmissão de energia
- Perfuração de túnel
- Quebra de rocha / concreto
- Quebrando camadas de carvão
- Cura de cimento
- Iluminação RF
- Reatores de fusão
- Sistemas de negação ativos
Técnicas de processamento de semicondutores
- Gravura de íon reativo
- Deposição de vapor químico
Espectroscopia
- Espectroscopia de Ressonância Paramagnética Eletrônica (EPR ou ESR)
- Para saber sobre elétrons desemparelhados em produtos químicos
- Para conhecer os radicais livres nos materiais
- Química do elétron
Aplicações Médicas
- Monitorando batimento cardíaco
- Detecção de água no pulmão
- Detecção de tumor
- Hipertermia regional
- Aplicações terapêuticas
- Aquecimento local
- Angioplasty
- Tomografia micro-ondas
- Imagem acústica de micro-ondas
Para qualquer onda se propagar, é necessário um meio. As linhas de transmissão, que são de diferentes tipos, são utilizadas para a propagação de Microondas. Vamos aprender sobre eles no próximo capítulo.