微波工程 - 简介

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电磁波谱包含整个范围的电磁辐射。辐射是传播时传播并扩散的能量。构成电磁波谱的电磁辐射类型如下面的屏幕截图所示。

现在让我们看看微波的特性。

微波的特性

以下是微波的主要特性。

• 微波是辐射波长较短的电磁能量的波。

• 微波不会被电离层反射。

• 微波沿直线传播，并被导电表面反射。

• 微波在较短距离内很容易衰减。

• 微波电流可以流过电缆的薄层。

微波的优点

微波有许多优点，例如以下这些 -

• 支持更大的带宽，因此传输更多信息。出于这个原因，微波用于点对点通信。

• 可以获得更大的天线增益。

• 由于带宽更大，因此传输更高的数据速率。

• 由于频率较高，天线尺寸减小。

• 由于信号频率较高，功耗低。

• 通过使用视距传播可以减少衰落的影响。

• 在雷达系统中提供有效的反射区域。

• 可以实现高容量的卫星和地面通信。

• 可以开发低成本的微型微波组件。

• 有效的频谱利用，在所有可用的操作频率范围内具有广泛的应用。

微波的缺点

微波也有一些缺点，例如以下这些 -

• 设备成本或安装成本较高。
• 它们笨重且占用更多空间。
• 可能会发生电磁干扰。
• 介电性能可能会随温度发生变化。
• 电力的固有低效率。

微波的应用

微波有各种各样的应用，而其他辐射无法实现。它们是 -

无线通信

• 用于长途电话呼叫
• 蓝牙
• WiMAX 操作
• 户外广播传输
• 广播辅助服务
• 远程拾取单元
• 演播室/发射机链路
• 直接广播卫星 (DBS)
• 个人通信系统 (PCS)
• 无线局域网 (WLAN)
• 蜂窝视频 (CV) 系统
• 汽车防撞系统

电子产品

• 快速无抖动开关
• 移相器
• 高频生成
• 调谐元件
• ECM/ECCM（电子对抗措施）系统
• 扩频系统

商业用途

• 防盗报警器
• 车库门开启器
• 警察测速仪
• 非接触式识别方法
• 手机、寻呼机、无线局域网
• 卫星电视、XM 广播
• 运动检测器
• 遥感

导航

• 全球导航卫星系统
• 全球定位系统 (GPS)

军事和雷达

• 雷达用于检测目标的范围和速度。

• 声纳应用

• 空中交通管制

• 天气预报

• 船舶导航

• 扫雷应用

• 超速限制执行

• 军方使用微波频率进行通信以及上述应用。

研究应用

• 原子共振
• 核共振

射电天文学

• 标记宇宙微波背景辐射
• 检测宇宙中的强波
• 检测宇宙和地球大气中的许多辐射

食品行业

• 微波炉用于加热和烹饪
• 食品加工应用
• 预热应用
• 预煮
• 烘烤谷物/豆类
• 干燥薯片
• 水分均衡
• 吸收水分子

工业用途

• 硫化橡胶
• 分析化学应用
• 干燥和反应过程
• 加工陶瓷
• 聚合物基体
• 表面改性
• 化学气相沉积
• 粉末加工
• 灭菌药物
• 化学合成
• 废物修复
• 电力传输
• 隧道掘进
• 破碎岩石/混凝土
• 破碎煤层
• 水泥固化
• 射频照明
• 聚变反应堆
• 主动拒绝系统

半导体加工技术

• 反应离子刻蚀
• 化学气相沉积

光谱学

• 电子顺磁共振 (EPR 或 ESR) 光谱
• 了解化学品中未配对的电子
• 了解材料中的自由基
• 电子化学

医学应用

• 监测心跳
• 肺水检测
• 肿瘤检测
• 区域性高热疗法
• 治疗应用
• 局部加热
• 血管成形术
• 微波断层扫描
• 微波声学成像

任何波的传播都需要介质。传输线有不同的类型，用于微波的传播。让我们在下一章中学习它们。