Definiția radiațiilor cu microunde

Radiația cu microunde este un tip de radiație electromagnetică. Prefixul „micro-” în microunde nu înseamnă că microundele au lungimi de undă micrometre, ci mai degrabă că microundele au lungimi de undă foarte mici în comparație cu undele radio tradiționale (1 mm până la 100.000 km lungimi de undă). În spectrul electromagnetic, microundele se încadrează între radiațiile infraroșii și undele radio.

frecvenţe

Radiația cu microunde are o frecvență între 300 MHz și 300 GHz (1 GHz până la 100 GHz în domeniul ingineriei radio) sau o lungime de undă cuprinsă între 0,1 cm și 100 cm. Gama include benzile de radio SHF (frecvență super înaltă), UHF (frecvență ultra înaltă) și EHF (frecvențe extrem de înalte sau unde milimetrice).

În timp ce undele radio cu frecvență mai mică pot urmări contururile Pământului și pot sări din straturile din atmosferă, microundele călătoresc doar pe linia vederii, de obicei limitate la 30-40 de mile pe suprafața Pământului. O altă proprietate importantă a radiațiilor cu microunde este că este absorbită de umiditate. Un fenomen numit ploaia se estompează apare la capătul înalt al benzii cu microunde. La peste 100 GHz, alte gaze din atmosferă absorb energia, făcând aerul opac în intervalul microundelor, deși transparent în regiunea vizibilă și în infraroșu.

Denumiri de bandă

Deoarece radiația cu microunde cuprinde o lungime de undă / o frecvență atât de largă, aceasta este împărțită în denumiri IEEE, NATO, UE sau alte benzi radar:

Desemnarea benzilor	Frecvență	Lungime de undă	utilizări
Banda L	1 până la 2 GHz	15 până la 30 cm	radio amatori, telefoane mobile, GPS, telemetrie
Trupa S	2 până la 4 GHz	7,5 - 15 cm	radio astronomie, radar meteorologic, cuptoare cu microunde, Bluetooth, niște sateliți de comunicare, radio amatori, telefoane mobile
Banda C	4 până la 8 GHz	3,75 până la 7,5 cm	radio pe distanțe lungi
Banda X	8 până la 12 GHz	25 până la 37,5 mm	comunicații prin satelit, bandă largă terestră, comunicații spațiale, radio amatori, spectroscopie
Ku grup	12 până la 18 GHz	16,7 până la 25 mm	comunicații prin satelit, spectroscopie
Trupa K	18 până la 26,5 GHz	11,3 până la 16,7 mm	comunicații prin satelit, spectroscopie, radar auto, astronomie
KA grup	26,5 până la 40 GHz	5,0 până la 11,3 mm	comunicații prin satelit, spectroscopie
Trupa Q	33 până la 50 GHz	6,0 până la 9,0 mm	radar auto, spectroscopie rotativă moleculară, comunicare cu microunde terestre, astronomie radio, comunicații prin satelit
Trupa U	40 până la 60 GHz	5,0 până la 7,5 mm
V bandă	50 până la 75 GHz	4,0 până la 6,0 mm	spectroscopie de rotație moleculară, cercetare în valuri milimetrice
W bandă	75 până la 100 GHz	2,7 până la 4,0 mm	direcționare și urmărire radar, radar auto, comunicare prin satelit
Trupa F	90 până la 140 GHz	2,1 până la 3,3 mm	SHF, radio astronomie, majoritatea radarelor, tv prin satelit, LAN wireless
Banda D	110 până la 170 GHz	1,8 până la 2,7 mm	EHF, relee cu microunde, arme cu energie, scanere de unde milimetrice, teledetecție, radio amator, radio astronomie

utilizări

Microundele sunt utilizate în principal pentru comunicații, includ transmisii vocale analogice și digitale, date și video. De asemenea, sunt utilizate pentru radar (RAdio Detection and Ranging) pentru urmărirea vremii, pistoalele de viteză radar și controlul traficului aerian. Radio-telescoape folosesc antene mari pentru a determina distanțele, suprafețele de hartă și studiază semnăturile radio de la planete, nebuloase, stele și galaxii. Microundele sunt utilizate pentru a transmite energia termică la încălzirea alimentelor și a altor materiale.

surse

Radiația cosmică de fundal cu microunde este o sursă naturală de microunde. Radiația este studiată pentru a ajuta oamenii de știință să înțeleagă Big Bang. Stelele, inclusiv Soarele, sunt surse naturale de microunde. În condiții potrivite, atomii și moleculele pot emite microunde. Surse de microunde fabricate de om includ cuptoare cu microunde, masere, circuite, turnuri de transmisie de comunicații și radar.

Pentru producerea de microunde pot fi utilizate fie dispozitive în stare solidă, fie tuburi de vid speciale. Exemple de dispozitive cu stare solidă includ masere (în principal, lasere în care lumina se află în gama de microunde), diode Gunn, tranzistoare cu efect de câmp și diode IMPATT. Generatoarele de tuburi vid folosesc câmpuri electromagnetice pentru a direcționa electronii într-un mod modulat cu densitate, unde grupuri de electroni trec prin dispozitiv și nu printr-un flux. Aceste dispozitive includ klystron, gyrotron și magnetron.

Efectele sanatatii

Radiația cu microunde se numește „radiație”, deoarece radiază spre exterior și nu pentru că este fie radioactivă, fie ionizantă în natură. Nivelurile scăzute de radiații cu microunde nu sunt cunoscute pentru a produce efecte adverse asupra sănătății. Cu toate acestea, unele studii indică expunerea pe termen lung poate acționa ca un cancerigen.

Expunerea la microunde poate provoca cataractă, întrucât încălzirea dielectrică denaturează proteinele din lentila ochiului, transformându-se în lapte. În timp ce toate țesuturile sunt susceptibile de încălzire, ochiul este deosebit de vulnerabil, deoarece nu are vase de sânge pentru a modula temperatura. Radiația cu microunde este asociată cu efect auditiv cu microunde, în care expunerea la microunde produce sunete zgomotoase și clicuri. Aceasta este cauzată de expansiunea termică în urechea internă.

Arsurile cu microunde pot apărea în țesuturile mai adânci - nu doar pe suprafață - deoarece microundele sunt mai ușor absorbite de țesutul care conține multă apă. Cu toate acestea, nivelurile mai mici de expunere produc căldură fără arsuri. Acest efect poate fi utilizat în diverse scopuri. Armata Statelor Unite folosește valuri milimetrice pentru a respinge persoanele vizate cu căldură inconfortabilă. Ca un alt exemplu, în 1955, James Lovelock a reanimat șobolani congelați folosind diatermie cu microunde. 

Referinţă

• Andjus, R.K .; Lovelock, J.E. (1955). "Reanimarea șobolanilor de la temperaturi ale corpului între 0 și 1 ° C prin diatermie cu microunde". Revista de Fiziologie. 128 (3): 541-546.