Temat:
TRASMISYJNE WA
ASNOÅšCI LINII PRZESYA
OWYCH
PODSTAWOWE WA
AÅšCIWOÅšCI I ZASTOSOWANIE MIKROFAL
AKR
1. WPROWADZENIE DO TECHNIKI BWCz
Zastosowania fal elektromagnetycznych wielkich
częstotliwości:
- radiokomunikacja naziemna
- GSM  Global System for Mobile Communications,
- radiokomunikacja satelitarna,
- radiolokacja naziemna i satelitarna (GPS  Global
Positioning System),
- naziemne bezprzewodowe sieci komputerowe
i multimedialne,
1 AKR
Temat:
TRASMISYJNE WA
ASNOÅšCI LINII PRZESYA
OWYCH
PODSTAWOWE WA
AÅšCIWOÅšCI I ZASTOSOWANIE MIKROFAL
AKR
- przemysł: nagrzewanie materiałów polem
elektromagnetycznym,
- biologia i medycyna:
- wykorzystania termiczne (aktywne): rozmrażanie
organów ludzkich przy przeszczepach, zwalczanie
nowotworów,
- wykorzystania nietermiczne (pasywne):
wykrywanie ognisk zapalnych i nowotworowych
oraz wad serca i tarczycy (termografia
mikrofalowa)
2 AKR
Temat:
TRASMISYJNE WA
ASNOÅšCI LINII PRZESYA
OWYCH
PODSTAWOWE WA
AÅšCIWOÅšCI I ZASTOSOWANIE MIKROFAL
AKR
W pasmach mikrofalowych przesyłane zmodulowane
sygnały wykorzystują szerokie pasma częstotliwości.
Szerokość wiązki fali elektromagnetycznej
promieniowanej przez antenÄ™ jest rzÄ™du 140Å"/D stopni
(D  efektywna średnica anteny), więc uzyskanie
wÄ…skich wiÄ…zek promieniowania (rzÄ™du 1-5°) wymaga
anten o średnicach około 40  100 razy większych od
długości promieniowanej fali elektromagnetycznej.
Z tego powodu realizacja anten kierunkowych
o wymiarach nie większych niż kilka metrów możliwa
jest na częstotliwościach mikrofalowych.
3 AKR
Temat:
TRASMISYJNE WA
ASNOÅšCI LINII PRZESYA
OWYCH
PODSTAWOWE WA
AÅšCIWOÅšCI I ZASTOSOWANIE MIKROFAL
AKR
TÅ‚umienie fal elektromagnetycznych wprowadzane
przez atmosferę Ziemi jest zależne od częstotliwości.
Generalnie, ze wzrostem częstotliwości następuje
wzrost tłumienia fal radiowych, wnoszonego przez
atmosferę. Ponadto występują stałe lub okresowe okna
propagacyjne i okna tłumienia.
Pasma fal elektromagnetycznych
Nazwa pasma Częstotliwość Długość fali
Bardzo długie VLF 0  30 kHz
" - 10 km
DÅ‚ugie LF 30  300 kHz 10  1 km
Åšrednie MF 300  3000 kHz 1000  100 m
4 AKR
Temat:
TRASMISYJNE WA
ASNOÅšCI LINII PRZESYA
OWYCH
PODSTAWOWE WA
AÅšCIWOÅšCI I ZASTOSOWANIE MIKROFAL
AKR
Nazwa pasma Częstotliwość Długość fali
Krótkie HF 3  30 MHz 100  10 m
Bardzo krótkie VHF 30  300 MHz 10  1 m
Ultrakrótkie UHF 0.3  3 GHz 1  0.1 m
(mikrofale)
Superkrótkie SHF 3  30 GHz 10  1 cm
(mikrofale)
Nadzwyczaj EHF 30  300 GHz 10  1 mm
krótkie (fale
milimetrowe)
5 AKR
Temat:
TRASMISYJNE WA
ASNOÅšCI LINII PRZESYA
OWYCH
PODSTAWOWE WA
AÅšCIWOÅšCI I ZASTOSOWANIE MIKROFAL
AKR
Nazwa pasma Częstotliwość Długość fali
Quasi- 300  3000 GHz 1  0.1 mm
optyczne (fale
submilimetrowe)
6 AKR
Temat:
TRASMISYJNE WA
ASNOÅšCI LINII PRZESYA
OWYCH
PODSTAWOWE WA
AÅšCIWOÅšCI I ZASTOSOWANIE MIKROFAL
AKR
Oznaczenia pasm mikrofalowych i pasm milimetrowych
Pasm Zakres Pas Zakres
o częstotliwości [GHz] mo częstotliwości [GHz]
UHF 0.3  1.12 K 18  26.5
L 1.12  1.7 Ka 26.5  40
LS 1.7  2.6 Q 33  50
S 2.6  3.95 U 40  60
C 3.95  5.85 M 50  75
XC 5.85  8.2 E 60  90
X 8.2  12.5 F 90  140
Ku 12.4  18.0 G 140  220
H 220  325
7 AKR
Temat:
TRASMISYJNE WA
ASNOÅšCI LINII PRZESYA
OWYCH
PODSTAWOWE WA
AÅšCIWOÅšCI I ZASTOSOWANIE MIKROFAL
AKR
Jeszcze inne często używane oznaczenia pasm
mikrofalowych:
P: ~0.3  1 GHz,
L: 1  2 GHz,
S: 2  4 GHz,
C: 4  8 GHz,
X: 8  12.5 GHz,
Ku: 12.5  18.5. GHz,
K: 18.5  26.5 GHz,
Ka: 26.5  40 GHz.
8 AKR
Temat:
TRASMISYJNE WA
ASNOÅšCI LINII PRZESYA
OWYCH
PODSTAWOWE WA
AÅšCIWOÅšCI I ZASTOSOWANIE MIKROFAL
AKR
Charakterystyczne cechy techniki mikrofalowej
W zakresach częstotliwości należących do klasycznych
pasm radiowych (fale długie, średnie, krótkie) obwody
elektryczne są budowane z tak zwanych elementów
 skupionych RLC. Ze wzrostem częstotliwości rozmiary
fizyczne elementów  skupionych musiałyby być
porównywalne z długością fali. Ich wykonanie byłoby
bardzo trudne ze względów mechanicznych. Ponadto
takie zminiaturyzowane elementy w wersji  skupionej
charakteryzowałyby się znacznie mniejszą dobrocią niż
wymagana do prawidłowego funkcjonowania obwodu.
9 AKR
Temat:
TRASMISYJNE WA
ASNOÅšCI LINII PRZESYA
OWYCH
PODSTAWOWE WA
AÅšCIWOÅšCI I ZASTOSOWANIE MIKROFAL
AKR
Zamiast  skupionych elementów pojemnościowych
i indukcyjnych stosuje się elementy o  stałych
rozłożonych , czyli odpowiednio ukształtowane odcinki
różnorodnych linii transmisyjnych. W zakresie wielkich
częstotliwości, rolę obwodów rezonansowych LC pełnią
rezonatory mikrofalowe w postaci zamkniętych wnęk
wykonanych z materiałów przewodzących, lub w postaci
prostopadłościanów oraz walców wykonanych
z materiałów dielektrycznych.
10 AKR
Temat:
TRASMISYJNE WA
ASNOÅšCI LINII PRZESYA
OWYCH
PODSTAWOWE WA
AÅšCIWOÅšCI I ZASTOSOWANIE MIKROFAL
AKR
C
L
f0
f0
f0
a) b) c)
Rys. 1. Obwód rezonansowy
a) schemat obwodu bezstratnego,
b) rezonator prostopadłościenny,
c) rezonator cylindryczny (walcowy).
11 AKR