微波工程 - 簡介

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電磁波譜包含整個範圍的電磁輻射。輻射是傳播時傳播並擴散的能量。構成電磁波譜的電磁輻射型別如下面的螢幕截圖所示。

現在讓我們看看微波的特性。

微波的特性

以下是微波的主要特性。

• 微波是輻射波長較短的電磁能量的波。

• 微波不會被電離層反射。

• 微波沿直線傳播，並被導電錶面反射。

• 微波在較短距離內很容易衰減。

• 微波電流可以流過電纜的薄層。

微波的優點

微波有許多優點，例如以下這些 -

• 支援更大的頻寬，因此傳輸更多資訊。出於這個原因，微波用於點對點通訊。

• 可以獲得更大的天線增益。

• 由於頻寬更大，因此傳輸更高的資料速率。

• 由於頻率較高，天線尺寸減小。

• 由於訊號頻率較高，功耗低。

• 透過使用視距傳播可以減少衰落的影響。

• 在雷達系統中提供有效的反射區域。

• 可以實現高容量的衛星和地面通訊。

• 可以開發低成本的微型微波元件。

• 有效的頻譜利用，在所有可用的操作頻率範圍內具有廣泛的應用。

微波的缺點

微波也有一些缺點，例如以下這些 -

• 裝置成本或安裝成本較高。
• 它們笨重且佔用更多空間。
• 可能會發生電磁干擾。
• 介電效能可能會隨溫度發生變化。
• 電力的固有低效率。

微波的應用

微波有各種各樣的應用，而其他輻射無法實現。它們是 -

無線通訊

• 用於長途電話呼叫
• 藍牙
• WiMAX 操作
• 戶外廣播傳輸
• 廣播輔助服務
• 遠端拾取單元
• 演播室/發射機鏈路
• 直接廣播衛星 (DBS)
• 個人通訊系統 (PCS)
• 無線區域網 (WLAN)
• 蜂窩影片 (CV) 系統
• 汽車防撞系統

電子產品

• 快速無抖動開關
• 移相器
• 高頻生成
• 調諧元件
• ECM/ECCM（電子對抗措施）系統
• 擴頻系統

商業用途

• 防盜報警器
• 車庫門開啟器
• 警察測速儀
• 非接觸式識別方法
• 手機、尋呼機、無線區域網
• 衛星電視、XM 廣播
• 運動檢測器
• 遙感

導航

• 全球導航衛星系統
• 全球定位系統 (GPS)

軍事和雷達

• 雷達用於檢測目標的範圍和速度。

• 聲納應用

• 空中交通管制

• 天氣預報

• 船舶導航

• 掃雷應用

• 超速限制執行

• 軍方使用微波頻率進行通訊以及上述應用。

研究應用

• 原子共振
• 核共振

射電天文學

• 標記宇宙微波背景輻射
• 檢測宇宙中的強波
• 檢測宇宙和地球大氣中的許多輻射

食品行業

• 微波爐用於加熱和烹飪
• 食品加工應用
• 預熱應用
• 預煮
• 烘烤穀物/豆類
• 乾燥薯片
• 水分均衡
• 吸收水分子

工業用途

• 硫化橡膠
• 分析化學應用
• 乾燥和反應過程
• 加工陶瓷
• 聚合物基體
• 表面改性
• 化學氣相沉積
• 粉末加工
• 滅菌藥物
• 化學合成
• 廢物修復
• 電力傳輸
• 隧道掘進
• 破碎岩石/混凝土
• 破碎煤層
• 水泥固化
• 射頻照明
• 聚變反應堆
• 主動拒絕系統

半導體加工技術

• 反應離子刻蝕
• 化學氣相沉積

光譜學

• 電子順磁共振 (EPR 或 ESR) 光譜
• 瞭解化學品中未配對的電子
• 瞭解材料中的自由基
• 電子化學

醫學應用

• 監測心跳
• 肺水檢測
• 腫瘤檢測
• 區域性高熱療法
• 治療應用
• 區域性加熱
• 血管成形術
• 微波斷層掃描
• 微波聲學成像

任何波的傳播都需要介質。傳輸線有不同的型別，用於微波的傳播。讓我們在下一章中學習它們。