Определение микроволнового излучения

Микроволновое излучение – это разновидность электромагнитного излучения. Префикс «микро-» в словах «микроволны» не означает, что микроволны имеют микрометровые длины волн, а скорее, что микроволны имеют очень малые длины волн по сравнению с традиционными радиоволнами (длины волн от 1 мм до 100 000 км). В электромагнитном спектре микроволны находятся между инфракрасным излучением и радиоволнами.

Содержание

Частоты
Обозначения диапазонов
Использование
Источники
Health Effects

Частоты

Частота микроволнового излучения составляет 300 МГц. и 300 ГГц (от 1 ГГц до 100 ГГц в радиотехнике) или длина волны от 0,1 см до 100 см. Диапазон включает в себя радиодиапазоны SHF (сверхвысокие частоты), UHF (сверхвысокие частоты) и EHF (сверхвысокие частоты или миллиметровые волны).

Пока более низкие Радиоволны частоты могут следовать за контурами Земли и отражаться от слоев атмосферы, микроволны распространяются только в пределах прямой видимости, обычно на расстоянии 30-40 миль от поверхности Земли. Еще одно важное свойство микроволнового излучения заключается в том, что оно поглощается влагой. Явление, называемое замиранием дождя , происходит в верхнем конце микроволнового диапазона. За пределами 100 ГГц другие газы в атмосфере поглощают энергию, делая воздух непрозрачным в микроволновом диапазоне, хотя и прозрачным в видимой и инфракрасной областях.

Обозначения диапазонов

Поскольку микроволновое излучение охватывает такой широкий диапазон длин волн/частот, оно подразделяется на диапазоны радаров IEEE, НАТО, ЕС или другие обозначения:

Обозначение диапазона	Частота	Длина волны	Использует
L band	от 1 до 2 ГГц	от 15 до 30 см	любительское радио, мобильные телефоны, GPS, телеметрия
Диапазон S	от 2 до 4 ГГц	от 7,5 до 15 см	радиоастрономия, метеорологический радар, микроволновые печи, Bluetooth, некоторые спутники связи, любительское радио, сотовые телефоны
Диапазон C	от 4 до 8 ГГц	от 3,75 до 7,5 см	дальнее радио
Диапазон X	от 8 до 12 ГГц	от 25 до 37,5 мм	спутниковая связь, наземная широкополосная связь, космическая связь, любительское радио, спектроскопия
K _u band	от 12 до 18 ГГц	от 16,7 до 25 мм	спутниковая связь, спектроскопия
Диапазон K	от 18 до 26,5 ГГц	от 11,3 до 16,7 мм	спутниковая связь, спектроскопия, автомобильный радар, астрономия
K диапазон	от 26,5 до 40 ГГц	5,0 до 11,3 мм	спутниковая связь, спектроскопия
диапазон Q	от 33 до 50 ГГц	от 6,0 до 9. 0 мм	автомобильный радар, молекулярная вращательная спектроскопия, наземная микроволновая связь, радиоастрономия, спутниковая связь
диапазон U	от 40 до 60 ГГц	от 5,0 до 7,5 мм
Диапазон V	от 50 до 75 ГГц	от 4,0 до 6,0 мм	молекулярная вращательная спектроскопия, исследование миллиметровых волн
Диапазон W	75–100 ГГц	2,7–4,0 мм	радар наведение и сопровождение, автомобильный радар, спутниковая связь
диапазон F	от 90 до 140 ГГц	От 2,1 до 3,3 мм	СВЧ, радиоастрономия, большинство радаров, спутниковое телевидение, беспроводная локальная сеть
диапазон D	110–170 ГГц	1,8–2,7 мм	КВЧ, микроволновые реле, энергетическое оружие, сканеры миллиметрового диапазона, дистанционное зондирование, любительское радио, радиоастрономия

Использование

Микроволны используются в основном для связи, в том числе de аналоговая и цифровая передача голоса, данных и видео. Они также используются для радаров (RAdio Detection and Ranging) для слежения за погодой, радарных скоростных пушек и управления воздушным движением. Радиотелескопы используют большие тарелочные антенны для определения расстояний, картографирования поверхностей и изучения радиосигналов от планет, туманностей, звезд и галактик. Микроволны используются для передачи тепловой энергии для нагрева пищи и других материалов.

Источники

Космическое микроволновое фоновое излучение является естественным источником микроволн. Радиация изучается, чтобы помочь ученым понять Большой взрыв. Звезды, в том числе Солнце, являются естественными источниками микроволн. В правильных условиях атомы и молекулы могут излучать микроволны. Искусственные источники микроволн включают микроволновые печи, мазеры, электрические схемы, башни передачи данных и радары.

Могут использоваться как твердотельные устройства, так и специальные вакуумные лампы. для производства микроволн. Примеры твердотельных устройств включают мазеры (в основном лазеры, в которых свет находится в микроволновом диапазоне), диоды Ганна, полевые транзисторы и диоды IMPATT. Генераторы на вакуумных трубках используют электромагнитные поля для направления электронов в режиме модуляции плотности, когда группы электронов проходят через устройство, а не через поток. Эти устройства включают клистрон, гиротрон и магнетрон.

Health Effects

Микроволновое излучение называется “излучением”, потому что оно излучает наружу, а не потому, что он радиоактивен или ионизируется по своей природе. Низкие уровни микроволнового излучения не оказывают вредного воздействия на здоровье. Однако некоторые исследования показывают, что длительное воздействие может действовать как канцероген.

Воздействие микроволн может вызвать катаракту, поскольку диэлектрическое нагревание денатурирует белки в хрусталике глаза, поворачивая он молочный. Хотя все ткани чувствительны к нагреванию, глаз особенно уязвим, потому что у него нет кровеносных сосудов, которые могли бы регулировать температуру.. Микроволновое излучение связано с слуховым микроволновым эффектом , при котором микроволновое воздействие вызывает жужжащие звуки и щелчки. Это вызвано тепловым расширением во внутреннем ухе.

Микроволновые ожоги могут возникать в более глубоких тканях, а не только на поверхности, поскольку микроволны легче поглощаются ткань, содержащая много воды. Однако при более низких уровнях воздействия выделяется тепло без ожогов. Этот эффект можно использовать для различных целей. Военные США используют миллиметровые волны, чтобы оттолкнуть людей с некомфортной жарой. Другой пример: в 1955 году Джеймс Лавлок реанимировал замороженных крыс с помощью микроволновой диатермии.

Андюс, РК; Лавлок, Дж. Э. (1955). «Реанимация крыс с температурой тела от 0 до 1 ° C с помощью микроволновой диатермии». Журнал физиологии . 128 (3): 541–546.