מיקרוגל - יסודות, יישומים ואפקטים

מהם גלי מיקרוגל?

מיקרוגל מתייחס לקרניים אלקטרומגנטיות עם תדרים שבין 300MHz ל- 300GHz בספקטרום האלקטרומגנטי. מיקרוגל קטן בהשוואה לגלים המשמשים בשידורי רדיו. הטווח שלהם נמצא בין גלי הרדיו לגלי האינפרא אדום. מיקרוגל נע בקווים ישרים והם יושפעו קלות מהטרופוספירה. הם לא דורשים שום מדיום כדי לנסוע. מתכות ישקפו את הגלים הללו. לא מתכות כמו זכוכית וחלקיקים שקופות חלקית לגלים אלה.

מיקרוגל מתאים שידור אלחוטי של אותות של רוחב פס גדול יותר. מיקרוגל משמשים לרוב בתקשורת לווינית, אותות מכ'ם, טלפונים ויישומי ניווט. יישומים אחרים שבהם משתמשים במיקרוגל הם טיפולים רפואיים, חומרי ייבוש ובמשקי בית להכנת אוכל.

כמעט טכניקת מיקרוגל נוטה להתרחק מהנגדים, הקבלים והמשרנים המשמשים עם גלי רדיו בתדרים נמוכים יותר. במקום זאת, תיאוריית קווי ההפצה וההולכה היא שיטה שימושית יותר לתכנון וניתוח. במקום קווי חוט פתוח וקואקסיאלי המשמשים בתדרים נמוכים יותר, מדריכי הגל משתמשים. ואלמנטים גושים ומעגלים מכוונים מוחלפים בתהודה חללית או בקווים מהדהדים. גם בתדרים גבוהים יותר, בהם אורך הגל של הגלים האלקטרומגנטיים הופך לקטן בהשוואה לגודל המבנים המשמשים לעיבודם, המיקרוגל הפך לטכנולוגיה העדכנית ביותר, ומשתמשים בשיטות האופטיקה. מקורות מיקרוגל רבי עוצמה משתמשים בצינורות ואקום מיוחדים לייצור מיקרוגל.

יישומים ושימושים במיקרוגל:

היישומים הנפוצים ביותר הם בטווח של 1 עד 40 ג'יגה הרץ. מיקרוגל מתאים לאותות שידור אלחוטי (פרוטוקול LAN אלחוטי Ex- Bluetooth) עם רוחב פס גבוה יותר. מיקרוגל משמש בדרך כלל במערכות מכ'ם בהן מכ'ם משתמש בקרינת מיקרוגל כדי לזהות את הטווח, המרחק ומאפיינים אחרים של מכשירי חישה ויישומי פס רחב ניידים. טכנולוגיית מיקרוגל משמשת ברדיו לשידור וטלקומוניקציה של שידור מכיוון שבגלל אורך הגל הקטן שלהם, גלים כיוונים מאוד קטנים יותר ולכן הם מעשיים יותר מכפי שהיו באורכי גל ארוכים יותר (תדרים נמוכים יותר) לפני הכנסת שידור סיבים אופטיים. בדרך כלל משתמשים במיקרוגל בטלפון לתקשורת למרחקים ארוכים.

הספקטרום האלקטרומגנטי

מספר יישומים אחרים בהם משתמשים במיקרוגל הם טיפולים רפואיים חימום במיקרוגל משמש לייבוש וריפוי מוצרים, ובמשקי בית להכנת מזון (תנורי מיקרוגל).

יישום של תנור מיקרוגל:

תנור מיקרוגל משמש בדרך כלל למטרות בישול ללא שימוש במים. האנרגיה הגבוהה של המיקרוגל מסובבת את מולקולות הקוטב של מים, שומן וסוכרי המזון. סיבוב זה גורם לחיכוך המביא ליצירת חום. תהליך זה נקרא חימום דיאלקטרי. עירור המיקרוגל כמעט אחיד כך שהאוכל יתחמם בצורה אחידה. הבישול בתנור המיקרוגל מהיר, יעיל ובטוח.

חלקי תנור מיקרוגל

תנור המיקרוגל מורכב משנאי מתח גבוה המעביר אנרגיה למגנטרון, תא מגנטרון, יחידת בקרת מגנטרון, מדריך גל ותא הבישול. לאנרגיה בתנור המיקרוגל תדר של 2.45 גיגה-הרץ באורך גל של 12.24 ס'מ. המיקרוגל מתפשט כמחזורים מתחלפים, כך שמולקולות הקוטב (הקצה החיובי והקצה השני שליליות) מיישרות את עצמן בהתאם למחזורים המתחלפים. יישור עצמי זה גורם לסיבוב של מולקולות הקוטב. מולקולות הקוטב המסתובבות פוגעות במולקולות אחרות ומכניסות אותן לתנועה. חימום המושרה במיקרוגל יעיל יותר אם ברקמה יש תכולת מים גבוהה מכיוון שיש מולקולות מים חופשיות לסיבוב. שומנים, סוכרים, מים קפואים וכו 'מראים פחות חימום דיאלקטרי בגלל נוכחותם של פחות מולקולות מים פנויות. המיקרוגל מבשל תחילה את החלק החיצוני של האוכל ואז את החלק הפנימי בדומה לבישול רגיל באמצעות להבה.

תא הבישול של תנור המיקרוגל הוא כלוב של פאראדיי שמונע מהמיקרוגל לדלוף החוצה לסביבה. דלת הזכוכית של התנור עוזרת לראות את פנים התנור. כלוב פאראדיי, כמו גם הדלת, מוגנים היטב באמצעות רשת מוליכה כדי לשמור על המיגון. הנקבים ברשת מעטים יותר ולכן המיקרוגל לא יכול לברוח דרך הרשת. היעילות החשמלית של תנור המיקרוגל הינה גבוהה מכיוון שהתנור ממיר רק חלק מהתנור אנרגיה חשמלית . תנור טיפוסי צורך 1100 אנרגיה חשמלית כדי לייצר 700 וואט אנרגיה במיקרוגל. 400 וואט הנותרים מתפוגגים כחום במגנטרון. אנרגיה נוספת נדרשת להפעלת רכיבים אחרים בתנור כמו מנורה, מנוע פטיפון קירור מאוורר וכו '.

להקות מיקרוגל:

מיקרוגל נמצאים בקצה הגבוה יותר של ספקטרום הרדיו, אך בדרך כלל הם שונים מגלי רדיו על בסיס הטכנולוגיה המשתמשת בהם. מיקרוגל מחולקים לתתי-להקות על סמך אורכי הגל שלהם המספקים מידע שונה. רצועות התדרים של מיקרוגל הן כדלקמן:

להקות מיקרוגל

רצועות תדרים במיקרוגל וטווח התדרים שלהם

להקת L:

רצועות L כוללות את טווח התדרים שבין 1 ג'יגה-הרץ ל -2 ג'יגה-הרץ ואורך הגל שלהן בשטח פנוי הוא 15 ס'מ עד 30 ס'מ. טווחי גלים אלה משמשים בניווט, בטלפונים ניידים GSM וביישומים צבאיים. בעזרתם ניתן למדוד את לחות האדמה של יערות הגשם.

S-Band:

מיקרוגל-רצועות ה- S טווח תדרים בין 2 ג'יגה הרץ ל -4 ג'יגה הרץ וטווח אורכי הגל שלהם הוא 7.5 ס'מ עד 15 ס'מ. ניתן להשתמש בגלים אלה במשואות ניווט, בתקשורת אופטית וברשתות אלחוטיות.

C-Band:

גלי הלהקה C נמצאים בטווח שבין 4 ג'יגה הרץ עד 8 גיגה-הרץ ואורך הגל שלהם נע בין 3.75 ס'מ ל -7.5 ס'מ. גלי מיקרו של פס חודרים לגושים, אבק, עשן, שלג וגשם כדי לחשוף את פני האדמה. ניתן להשתמש במיקרוגל אלה בתקשורת רדיו למרחקים ארוכים.

X-Band:

טווח התדרים עבור מיקרוגל בגודל S-band הוא 8 ג'יגה-הרץ עד 12 ג'יגה-הרץ שאורכ הגל הוא בין 25 מ'מ ל -37.5 מ'מ. גלים אלה משמשים בתקשורת לווינית, תקשורת פס רחבה, מכ'מים, תקשורת חלל ואותות רדיו חובבים.

יישומי מכ'ם המשתמשים במיקרוגל

קו-בנד:

מד גל למדידה ברצועת קו

גלים אלה תופסים את טווח התדרים שבין 12 ג'יגה הרץ ל -18 ג'יגה הרץ ואורך הגל שבין 16.7 מ'מ ל -25 מ'מ. 'קו' מתייחס לקוורץ-תחת. גלים אלה משמשים בתקשורת לווינית למדידת שינויים באנרגיה של פעימות המיקרוגל והם יכולים לקבוע את מהירות וכיוון הרוח ליד אזורי החוף.

K-Band ו- Ka-Band:

טווח התדרים עבור גלי פס K בין 18 ג'יגה-הרץ ל -26.5 גיגה-הרץ. לגלים אלה אורך גל שבין 11.3 מ'מ ל 16.7 מ'מ. עבור רצועת ה- Ka טווח התדרים הוא 26.5 גיגה-הרץ עד 40 גיגה-הרץ והם תופסים את אורך הגל שבין 5 מ'מ ל -11.3 מ'מ. גלים אלה משמשים בתקשורת לווינית, תצפיות אסטרונומיות ומכ'מים. מכ'מים בתחום תדרים זה מספקים נתונים קצרים, רזולוציה גבוהה וכמויות גבוהות של נתונים בקצב החידוש.

להקת וי:

הלהקה הזו נשארת להחלשה גבוהה. יישומי מכ'ם מוגבלים לטווח קצר של יישומים. טווח התדרים עבור גלים אלה הוא 50 עד 75 ג'יגה הרץ. אורך הגל של מיקרוגל אלה נע בין 4.0 מ'מ ל 6.0 מ'מ. יש עוד כמה להקות כמו U, E, W, F, D ו- P עם תדרים גבוהים מאוד המשמשים בכמה יישומים.

קרינת מיקרוגל והשפעתה על הבריאות:

קרינה היא אנרגיה המגיעה ממקור ועוברת דרך מדיום או מרחב כלשהו. באופן כללי, קרינת RF תיוצר על ידי כמה מכשירים כמו משדרי טלוויזיה ורדיו, תנורי אינדוקציה ותנורי חימום דיאלקטריים. קרינת מיקרוגל תיוצר על ידי מכשירי מכ'ם, אנטנות כלים ותנורי מיקרוגל.

השפעת קרינת מיקרוגל לאחר שיחת טלפון

בשל קרינת המיקרוגל טמפרטורת הגוף עשויה לעלות. קיים סיכון גבוה יותר לפגיעה בחום עם איברים עם בקרת טמפרטורה ירודה, כמו עדשת העיניים. מכיוון שאנרגיית הקרינה הנספגת בגוף משתנה עם התדירות, מדידת קצב הספיגה קשה מאוד.

5 יתרונות השימוש בטכנולוגיית מיקרוגל:

1. זה לא דורש שום חיבור כבלים.
2. הם יכולים לשאת כמויות גבוהות של מידע בגלל תדרי ההפעלה הגבוהים שלהם.
3. אנו יכולים לגשת למספר רב יותר של ערוצים.
4. רכישת קרקע בעלות נמוכה: כל מגדל תופס שטח קטן.
5. אותות תדירות גבוהה / אורך גל קצר דורשים אנטנה קטנה.

5 חסרונות:

1. הנחתה על ידי עצמים מוצקים: ציפורים, גשם, שלג וערפל.
2. זה יקר בהרבה לבנות מגדלים ארוכים.
3. משתקף ממשטחים שטוחים כמו מים ומתכת.
4. מופרד (מפוצל) סביב עצמים מוצקים.
5. נשבר על ידי האווירה, ובכך גורם לקרן להיות מוקרנת הרחק מהמקלט.

כעת הבנתם את הרעיון של מיקרוגל ויישומים ואפקטים מהמאמר לעיל, כך שאם יש לכם שאלות מהנושא לעיל או מהחשמל והחשמל פרויקטים אלקטרוניים השאר את סעיף ההערות למטה.

קרדיט צילום:

• להקות מיקרוגל על ​​ידי גסטטי
• מד גל למדידה בלהקת קו מאת גסטטי
• השפעת קרינת מיקרוגל לאחר שיחת טלפון מאת ויקימדיה