ULO, 3. semestr,
Fizyka
Mikrofale.
Mikrofale Zostały odkryte przez J.C. Maxwell w 1864 roku. Są one rodzajem promieniowania elektromagnetycznego o długości fali pomiędzy podczerwienią i falami ultrakrótkimi, od 10-4 m do 0,3 m(0,1mm do 30 cm). zaliczane są do fal radiowych.
Mikrofale z górnego zakresu mogą powstawać w elektronicznych układach drgających podobnie jak fale radiowe i dlatego dość często zalicza się je do fal radiowych nie wyszczególniając osobno. Obecnie opracowano wiele innych sposobów generacji mikrofal, np. lampy mikrofalowe. Rozwój elektroniki pozwolił na stworzenie źródeł mikrofal z wykorzystaniem półprzewodników: generator Gunna, diody lawinowe, a także tranzystory bipolarne i polowe.
Najbardziej chyba powszechnie znane zastosowanie mikrofal, to kuchenki mikrofalowe, do rozmrażania, podgrzewania i gotowania żywności. Mikrofale wykorzystuje się jednak głównie w radiolokacji (radar), nawigacji, a także w pomiarach prędkości pojazdów dlatego czasami nazywane są inaczej falami radarowymi:
* radary mikrofalowe od 300 MHz do setek GHz, w większości tych urządzeń, od 1 do kilkudziesięciu GHz: do wykrywania, namierzania, rozpoznania, identyfikacji, (systemy IFF); w zastosowaniach militarnych i cywilnych, na lądzie, wodzie, w powietrzu i w przestrzeni kosmicznej
* naprowadzanie broni na cel
* radiozapalniki - w pociskach przeciwlotniczych i przeciwrakietowych
* militarne systemy rozpoznawcze zwiad elektroniczny
* systemy walki elektronicznej
* radarowy pomiar prędkości
* radar antykolizyjny
* radar meteorologiczny
* radary geodezyjne - sporządzanie map powierzchni Ziemi i innych ciał niebieskich
* łączność radioliniowa punkt-punkt, również na większe odległości - z zastosowaniem wielu przęseł radiolinii
* łączność satelitarna do i z satelity na ziemię, w tym: łączność telefoniczna, faksowa, szeroko pojęta transmisja danych, radiodyfuzja satelitarna: telewizja i radiofonia
* łączność międzysatelitarna
* łączność z satelitami badawczymi, kosmicznymi sondami międzyplanetarnymi i do badania dalekiego kosmosu sondy: Viking,Pionier, Deep Space 1
* radioastronomia - badanie kosmosu w zakresie mikrofalowym przy pomocy radioteleskopów, np. badanie mikrofalowego promieniowania tła jest podstawą teorii tzw. Wielkiego Wybuchu
* suszenie mikrofalowe w przemyśle, osuszanie budynków
* pomiary wilgotności
* maser to urządzenie podobne do lasera, tyle że działa w zakresie mikrofalowym - jako wzorce częstotliwości i czasu
* broń elektromagnetyczna planuje się wyposażenie wielozadaniowego samolotu Lockheed F-35 Lightning II w broń energetyczną prawdopodobnie w wysokoenergetyczny generator wiązki mikrofal; broń obezwładniająca do rozpraszania tłumu (ADS 95 GHz)
* telefony komórkowe: standardu GSM pracują w częstotliwościach 870-960 MHz, DCS 1710-1880 MHz oraz UMTS 2,1 GHz
* nawigacja: system globalnego pozycjonowania (GPS) wykorzystuje fale o częstotliwości L1 1575,42 , L2 1267, L3 1173 MHz ; inne systemy nawigacyjne: rosyjski GLONASS, europejski Galileo
* bezprzewodowe sieci komputerowe: (WLAN) jak np. IEEE 802.11 używają mikrofal w zakresie 2,4 GHz bądź 5 GHz (w przypadku 802.11a); sieci WiMax
* łączność pomiędzy urządzeniami bluetooth używają mikrofal w zakresie 2,4 GHz
* energetyka prowadzone są badania nad przekazywaniem energii elektrycznej przy pomocy mikrofal na duże odległości np z orbity na ziemię
* reaktor mikrofalowy używany w chemii do przeprowadzania reakcji w warunkach naświetlania mikrofalami
Ostatnio wymyślono sposób monitorowania stanu zapór wodnych czy mostów w rejonach zagrożonych trzęsieniem ziemi. W krytycznych miejscach budowli umieszcza się puste metalowe pudełka wielkości paczki papierosów, do których dochodzą rurki. Przez rurki doprowadzane są mikrofale, a pudełka działają jak wnęki rezonansowe. Gdy pudełko wygina się pod wpływem naprężeń, częstotliwość rezonansowa ulega zmianie, co stanowi wczesne ostrzeżenie o możliwych problemach.
Większość zastosowań opiera się na zakresie fal od 1 do 40 GHz.
Strona 1 / 3