Seksyon "Teknolohiya at teknolohiya para sa pagproseso ng mga hydrobionts at mga hilaw na materyales sa agrikultura"

EPEKTO NG ELECTROMAGNETIC MICROWAVE FIELD SA KATAWAN NG TAO

Kraev A.A. (Department of Physics, MSTU)

Halos imposible na kalkulahin nang maaga ang dami ng nagliliwanag na enerhiya na hinihigop ng katawan ng tao sa isang partikular na seksyon ng electromagnetic field at na-convert sa init. Ang magnitude ng enerhiya na ito ay lubos na nakasalalay sa mga pangunahing katangian ng elektrikal, ang posisyon, sukat at istraktura ng kalamnan at taba ng mga tisyu at ang direksyon ng saklaw ng alon, ibig sabihin, sa madaling salita, ang magnitude na ito ay nakasalalay sa input impedance ng kumplikadong ito. istraktura. Ang direksyon ng polariseysyon ng alon ng insidente na may kaugnayan sa axis ng katawan ay gumaganap din ng isang mahalagang papel. Sa bawat indibidwal na kaso, ang isang tumpak na pagsusuri sa mga umiiral na kondisyon ay kinakailangan upang maitatag ang mga sintomas. Ang aktwal na pagtaas ng temperatura ng katawan ay nakasalalay sa mga parameter ng kapaligiran tulad ng temperatura at halumigmig, at sa mekanismo ng paglamig ng katawan.

Ang pag-iilaw sa isang matinding larangan ng microwave ng mga nabubuhay na tisyu ay humahantong sa isang pagbabago sa kanilang mga katangian, na nauugnay sa mga thermal na kahihinatnan ng pagsipsip ng radiation. Upang pag-aralan ang mga pagbabagong ito, ang mga nabubuhay na tisyu ay maaaring nahahati sa dalawang klase:

b) mga tisyu na walang mga daluyan ng dugo.

Sa naaangkop na regulasyon ng output power ng microwave generator at ang tagal ng pag-iilaw, ang iba't ibang mga tisyu na naglalaman ng mga daluyan ng dugo ay maaaring pinainit sa halos anumang temperatura. Ang temperatura ng tissue ay nagsisimula kaagad na tumaas pagkatapos mailapat ang enerhiya ng microwave dito. Ang pagtaas ng temperatura na ito ay nagpapatuloy sa loob ng 15-20 minuto at maaaring tumaas ang temperatura ng tissue ng 1-2 °C kumpara sa karaniwang temperatura ng katawan, pagkatapos nito ay nagsisimula nang bumaba ang temperatura. Ang pagbaba sa temperatura sa irradiated area ay nangyayari bilang isang resulta ng isang matalim na pagtaas sa daloy ng dugo sa loob nito, na humahantong sa isang kaukulang pag-alis ng init.

Ang kawalan ng mga daluyan ng dugo sa ilang bahagi ng katawan ay nagiging partikular na mahina laban sa radiation ng microwave. Sa kasong ito, ang init ay maaari lamang masipsip ng nakapalibot na mga vascular tissue, kung saan maaari lamang itong ibigay sa pamamagitan ng heat conduction. Ito ay partikular na totoo para sa mga tisyu ng mata at mga panloob na organo tulad ng gallbladder, pantog, at gastrointestinal tract. Ang maliit na bilang ng mga daluyan ng dugo sa mga tisyu na ito ay nagpapahirap sa awtomatikong pag-regulate ng temperatura. Bilang karagdagan, ang mga pagmuni-muni mula sa mga hangganan ng ibabaw ng mga lukab ng katawan at mga lugar ng utak ng buto, sa ilalim ng ilang mga kundisyon, ay humantong sa pagbuo ng mga nakatayong alon. Ang labis na pagtaas ng temperatura sa ilang mga lugar ng pagkilos ng mga nakatayong alon ay maaaring magdulot ng pinsala sa tissue. Ang ganitong uri ng mga pagmumuni-muni ay sanhi din ng mga metal na bagay na matatagpuan sa loob o sa ibabaw ng katawan.

Sa matinding pag-iilaw ng mga tisyu na ito na may isang microwave field, ang kanilang sobrang pag-init ay sinusunod, na humahantong sa hindi maibabalik na mga pagbabago. Kasabay nito, ang mga low-power microwave field ay may kapaki-pakinabang na epekto sa katawan ng tao, na ginagamit sa medikal na kasanayan.

Ang utak at spinal cord ay sensitibo sa mga pagbabago sa presyon, at samakatuwid ang pagtaas ng temperatura dahil sa pag-iilaw ng ulo ay maaaring magkaroon ng malubhang kahihinatnan. Ang mga buto ng cranium ay nagdudulot ng malakas na pagmuni-muni, na nagpapahirap sa pagtatasa ng hinihigop na enerhiya. Ang pagtaas sa temperatura ng utak ay nangyayari nang pinakamabilis kapag ang ulo ay na-irradiated mula sa itaas o kapag ang dibdib ay na-irradiated, dahil ang pinainit na dugo mula sa dibdib ay direktang nakadirekta sa utak. Ang pag-iilaw ng ulo ay nagiging sanhi ng isang estado ng pag-aantok, na sinusundan ng isang paglipat sa isang walang malay na estado. Sa matagal na pagkakalantad, lumilitaw ang mga kombulsyon, na pagkatapos ay nagiging paralisis. Kapag ang ulo ay na-irradiated, ang kamatayan ay hindi maiiwasang mangyari kung ang temperatura ng utak ay tumaas ng 6 °C.

Ang mata ay isa sa mga pinaka-sensitive na organo sa microwave radiation, dahil mayroon itong mahinang thermoregulatory system at ang init na inilabas ay hindi maalis nang mabilis. Pagkatapos ng 10 minuto ng pag-iilaw na may kapangyarihan na 100 W sa dalas na 2450 MHz, maaaring magkaroon ng mga katarata (clouding ng lens ng mata), bilang isang resulta kung saan ang protina ng lens ay namumuo at bumubuo ng mga nakikitang puting blotches. Sa dalas na ito, ang pinakamataas na temperatura ay nangyayari malapit sa posterior surface ng lens, na binubuo ng isang protina na madaling masira ng init.

Ang mga male reproductive organ ay lubhang sensitibo sa init at samakatuwid ay partikular na mahina sa pagkakalantad sa radiation. Ligtas na densidad ng radiation bilang pinakamataas na antas

Ang 5 mW/cm 2 ay mas mababa kaysa sa iba pang organ na sensitibo sa radiation. Bilang resulta ng pag-iilaw ng testes, maaaring mangyari ang pansamantala o permanenteng pagkabaog. Isinasaalang-alang lalo na ang pinsala sa mga tisyu ng ari, dahil naniniwala ang ilang mga geneticist na ang mga maliliit na dosis ng radiation ay hindi humahantong sa anumang mga physiological disorder, habang sa parehong oras ay maaari silang maging sanhi ng mutations ng gene na nananatiling nakatago sa ilang henerasyon.

Sa kapaligiran, mayroong maraming iba't ibang mga electromagnetic wave, bukod sa kung saan ay microwave radiation. Ang frequency range na ito ay matatagpuan sa pagitan ng radio wave at ng IR particle ng spectrum.

Dahil ang haba ng saklaw na ito ay medyo maliit, ang wavelength ng hindi pangkaraniwang bagay na ito ay mula 30 cm hanggang 1 mm.

Upang maunawaan ang edukasyon, mga katangian at saklaw ng hindi pangkaraniwang bagay na ito sa ating buhay at kung paano ito nakakaapekto sa atin, dapat mong basahin ang artikulong ito.

Sa likas na katangian, mayroong mga likas na mapagkukunan ng radiation ng microwave, halimbawa, ang Araw at iba pang mga bagay na naninirahan sa kalawakan, ang radiation na nag-ambag sa pag-unlad ng sibilisasyon.

Bilang karagdagan sa kanila, ang mabilis na pag-unlad ng modernong teknolohiya ay naging posible din na gumamit ng mga artipisyal na mapagkukunan:

• Radar at radio navigation equipment;
• Mga pinggan para sa satellite TV;
• Mga microwave oven, mga komunikasyon sa mobile.

Ayon sa mga resulta ng pananaliksik, napatunayan na ang microwave radiation ay walang ionizing effect na maaaring humantong sa chromosome mutation.

Dahil ang mga ionized na molekula ay hindi kanais-nais na mga particle, sa hinaharap ang mga selula ng katawan ng tao ay maaaring magkaroon ng isang hindi natural, may depektong hitsura. Gayunpaman, hindi mo dapat ipagpalagay na sila ay ganap na ligtas para sa mga tao.

Matapos magsagawa ng pananaliksik, posible na malaman na ang mga microwave, na nakakakuha sa ibabaw ng balat, ang mga tisyu ng tao ay sumisipsip ng nagliliwanag na enerhiya sa ilang mga lawak. Bilang resulta, ang mga high-frequency na alon ay nasasabik at nagpapainit sa katawan.

Bilang isang resulta, ang sirkulasyon ng dugo ay lubos na pinahusay. Kung ang naturang pag-iilaw ay nakakaapekto lamang sa isang maliit na lokal na lugar, posible na magbigay ng agarang pagbubukod ng thermal exposure mula sa pinainit na lugar ng balat. Kung ang pangkalahatang pagkakalantad ay naganap, hindi ito magagawa, kaya ito ay itinuturing na pinaka-hindi ligtas.

Salamat sa sirkulasyon ng dugo, ang isang cooling effect ay ibinibigay, at sa mga organo kung saan kakaunti ang mga daluyan ng dugo, ang pagkatalo ay magiging pinaka-mapanganib. Una sa lahat, ito ay may kinalaman sa lens ng mata. Dahil sa pagkakalantad sa init, maaari itong maging maulap at ganap na bumagsak, na sa kalaunan ay hindi maitama nang walang interbensyon sa kirurhiko.

Ang pinakamataas na katangian ng pagsipsip ay nasa mga tisyu na may mas malaking kapasidad ng dugo, lymph, at mucous membrane.

Kaya, sa kanilang pagkatalo, maaari mong obserbahan:

• Dysfunction ng thyroid gland;
• Paglabag sa mga proseso ng metabolic at pagbagay;
• Mga karamdaman sa pag-iisip - depresyon, nagdulot ng mga pagtatangka ng pagpapakamatay.

Ang radiation ng microwave ay may pinagsama-samang katangian. Halimbawa, pagkatapos ng pag-iilaw, walang mangyayari sa loob ng ilang oras, pagkatapos ay sa paglipas ng panahon, maaaring lumitaw ang mga pathology. Sa una, ipinadarama nila ang kanilang sarili sa anyo ng sakit ng ulo, pagkapagod, hindi mapakali na pagtulog, mataas na presyon ng dugo, sakit sa puso.

MAHALAGA! Kung ang microwave ay makakaapekto sa katawan ng tao sa napakatagal na panahon, ito ay maaaring mag-ambag sa hindi maibabalik na mga kahihinatnan na nakalista sa itaas. Kaya, maaari nating sabihin na ang radiation na ito ay negatibong nakakaapekto sa katawan ng tao, at napatunayan na sa mas bata na edad ang katawan ng tao ay mas madaling kapitan sa kanila.

Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay maaaring magpakita mismo sa iba't ibang paraan, depende sa:

• Ang saklaw ng pinagmulan ng microwave at ang intensity ng pagkakalantad;
• Oras ng pag-iilaw;
• Mga haba ng microwave;
• Patuloy o pulsed radiation;
• Mga tampok ng kapaligiran;
• Ang pisikal at medikal na kondisyon ng katawan para sa isang takdang panahon.

Dahil sa mga salik na ito, ang konklusyon ay nagpapahiwatig mismo na ang pagkakalantad sa mga sinag ng microwave ay dapat na iwasan. Upang kahit papaano ay mabawasan ang kanilang epekto, sapat na upang limitahan ang oras ng pakikipag-ugnay sa mga gamit sa sambahayan na naglalabas ng mga microwave.

Tulad ng para sa mga taong, dahil sa mga tiyak na tampok ng propesyon, ay napipilitang makipag-ugnay sa gayong kababalaghan, mayroong mga espesyal na paraan ng proteksyon: pangkalahatan at indibidwal.

Upang mabilis at epektibong maprotektahan ang iyong sarili mula sa pinagmumulan ng microwave radiation, dapat mong gawin ang mga sumusunod na hakbang:

• Bawasan ang radiation;
• Baguhin ang direksyon ng radiation;
• Bawasan ang oras ng pagkakalantad ng pinagmulan;
• Kontrolin ang mga device gamit ang microwave sa malayong distansya;
• Maglagay ng proteksiyon na damit.

Sa isang mas malawak na lawak, ang mga proteksiyon na screen ay gumagana sa prinsipyo ng pagmuni-muni at pagsipsip ng radiation, kaya nahahati sila sa mapanimdim at sumisipsip, ayon sa pagkakabanggit.

Ang una ay gawa sa metal na pinagsama sa isang sheet, mesh at tela na may metallized na ibabaw. Dahil sa iba't ibang mga screen, maaari mong piliin ang isa na nababagay sa iyong partikular na kaso.

Sa pagtatapos ng paksa ng mga proteksiyon na aksesorya, ito ay nagkakahalaga ng pagpuna sa mga personal na kagamitan sa kaligtasan, na kung saan ay mga oberols na maaaring sumasalamin sa mga sinag ng microwave. Sa pagkakaroon ng mga oberols, maiiwasan ang pag-iilaw mula 100 hanggang 1000 beses.

Ang mga negatibong epekto sa itaas ng microwave radiation ay nagpapahiwatig sa mambabasa na maaari itong magdulot ng mapanganib, negatibong epekto kapag nakikipag-ugnayan sa ating katawan.

Gayunpaman, mayroon ding konsepto na sa ilalim ng impluwensya ng naturang radiation, ang estado ng katawan at mga panloob na organo ng isang tao ay nagpapabuti. Ito ay nagpapahiwatig na ang microwave radiation sa ilang paraan ay may kapaki-pakinabang na epekto sa katawan ng tao.

Salamat sa mga espesyal na kagamitan, sa pamamagitan ng isang aparatong bumubuo, tumagos ito sa katawan ng tao sa isang tiyak na lalim, nagpapainit sa mga tisyu at buong katawan, na naghihikayat ng maraming positibong reaksyon.

MAHALAGA! Ang radiation ng microwave ay nagsimulang galugarin ilang dekada na ang nakalilipas. Pagkatapos ng panahong ito, nahayag na ang kanilang mga likas na epekto ay hindi nakakapinsala sa katawan ng tao. Kung ang mga tamang kondisyon sa pagpapatakbo para sa mga device na may microwave irradiation ay sinusunod, ang naturang pag-iilaw ay hindi maaaring magdulot ng malaking pinsala, dahil maraming mga alamat.

> Mga microwave

Pag-aralan ang kapangyarihan at impluwensya mga microwave. Basahin ang tungkol sa mga hanay ng mga microwave, ang dalas at haba ng radiation, ano ang mga pinagmumulan ng mga microwave, ang pagpapatakbo ng oven.

Microwave- mga electromagnetic wave na may haba na 1 m - 1 mm).

Gawain sa pag-aaral

• Unawain ang tatlong hanay ng mga microwave.

Pangunahing puntos

• Ang rehiyon ng microwave ay sakop ng pinakamataas na frequency wave.
• Ang "micro" prefix sa isang microwave ay hindi nagpapahiwatig ng wavelength.
• Ang mga microwave ay nahahati sa tatlong hanay: napakataas na frequency (30-300 GHz), ultra-high (3-30 GHz) at ultra-high frequency (300 MHz-3 GHz).
• Kasama sa listahan ng mga mapagkukunan ang mga artipisyal na aparato tulad ng mga transmission tower, radar, maser, pati na rin ang mga natural - ang Sun at cosmic microwave background radiation.
• Ang mga microwave ay maaaring gawin mula sa mga atomo at molekula. Sila ay sumisipsip at naglalabas ng mga sinag kung ang temperatura ay tumaas sa itaas ng absolute zero.

Mga tuntunin

• Radar - isang paraan ng paghahanap ng mga malalayong bagay at ipahiwatig ang kanilang posisyon, bilis at iba pang mga katangian sa pamamagitan ng pagsusuri ng mga ipinadalang radio wave na makikita mula sa ibabaw.
• Ang thermal disturbance ay ang thermal movement ng mga atom at molecule kung ang temperatura sa isang bagay ay higit sa absolute zero.
• Terahertz radiation - mga electromagnetic wave na ang mga frequency ay lumalapit sa terahertz.

Microwave

Ang mga microwave ay mga electromagnetic wave na ang wavelength ay nasa hanay na 1m - 1mm (300 MHz - 300 GHz). Ang rehiyon ng microwave ay karaniwang sakop ng pinakamataas na frequency wave. Nagagawa nilang lumipat sa isang vacuum sa bilis ng liwanag.

Ang "micro" prefix sa "microwave oven" ay hindi nagpapahiwatig ng wavelength sa hanay ng micrometer. Sinasabi lamang nito na ang mga microwave ay lumilitaw na maliit dahil mayroon silang mas maikling wavelength kumpara sa pagsasahimpapawid. Ang dibisyon sa pagitan ng iba't ibang uri ng mga beam ay kadalasang arbitrary.

Narito ang mga pangunahing kategorya ng mga electromagnetic wave. Ang mga linya ng paghahati ay naiiba sa ilang mga lugar, habang ang ibang mga kategorya ay maaaring mag-overlap. Sinasakop ng mga microwave ang high-frequency na seksyon ng radio section ng electromagnetic spectrum

Mga subcategory ng microwaves

Ang mga microwave ay nahahati sa tatlong hanay:

• napakataas na dalas (30-300 Hz). Kung ang mga tagapagpahiwatig ay mas mataas, pagkatapos ay nahaharap tayo sa malayong infrared na ilaw, na tinatawag ding terahertz radiation. Ang banda na ito ay kadalasang ginagamit sa radio astronomy at remote sensing.
• napakataas na dalas (3-30 GHz). Tinatawag itong centimeter band dahil ang dalas ay nagbabago sa pagitan ng 10-1 cm. Naaangkop ang banda sa mga radar transmitter, microwave oven, mga satellite ng komunikasyon, at maikling terrestrial na link para sa transportasyon ng data.
• Ultra-high frequency (300 MHz - 3 GHz) - hanay ng decimeter, dahil ang haba ng daluyong ay mula 10 cm hanggang 1 m. Ang mga ito ay naroroon sa pagsasahimpapawid sa telebisyon, wireless na komunikasyon sa telepono, walkie-talkie, satellite, atbp.

Mga mapagkukunan ng microwave

Ito ay mga high-frequency na electromagnetic wave na nabuo ng mga alon sa mga macroscopic na circuit at device. Maaari rin silang makuha mula sa mga atomo at molekula, kung kumilos sila bilang bahagi ng mga electromagnetic beam na nabuo sa panahon ng thermal mixing.

Mahalagang tandaan na mas maraming impormasyon ang ipinapadala sa mataas na frequency, kaya ang mga microwave ay mahusay para sa mga aparatong pangkomunikasyon. Dahil sa mga maikling wavelength, dapat na maitatag ang isang malinaw na linya ng paningin sa pagitan ng transmitter at receiver.

Gumagawa din ang Araw ng mga sinag ng microwave, bagama't karamihan sa mga ito ay hinaharangan ng atmospera ng planeta. Ang relic radiation ay tumatagos sa lahat ng espasyo. Ang paghahanap nito ay nagpapatunay sa teorya ng Big Bang.

CMB radiation na may tumaas na pagpapalawak

Mga aparatong microwave

Ang mga mapagkukunan ng high power na microwave ay gumagamit ng mga espesyal na vacuum tube upang makabuo ng mga microwave. Ang mga aparato ay gumagana ayon sa iba't ibang mga prinsipyo gamit ang ballistic motion ng mga electron sa isang vacuum. Naaapektuhan sila ng mga electric o magnetic field.

Magnetron cavity na ginagamit sa microwave oven

Ang mga microwave oven ay gumagamit ng mga microwave upang magpainit ng pagkain. Ang mga kinakailangang frequency ng 2.45 GHz ay ​​nilikha dahil sa acceleration ng mga electron. Pagkatapos nito, ang isang alternating electric field ay nabuo sa oven.

Ang tubig at ilang bahagi ng pagkain ay may negatibong singil sa isang dulo at positibong singil sa kabilang dulo. Ang hanay ng mga frequency ng microwave ay pinili sa paraang ang mga polar molecule, sa pagtatangkang i-save ang kanilang mga posisyon, ay sumisipsip ng enerhiya at tumaas ang kanilang temperatura (dielectric heating).

Ang radar sa panahon ng Second World Wave ay gumamit ng mga microwave. Ang paghahanap at timing ng microwave echoes ay maaaring kalkulahin ang distansya sa mga bagay tulad ng mga ulap o sasakyang panghimpapawid. Ang Doppler shift sa isang radar echo ay maaaring magpahiwatig ng bilis ng isang sasakyan o kahit na ang intensity ng isang bagyo. Ang mga mas kumplikadong sistema ay nagpapakita ng ating at alien na mga planeta. Ang maser ay isang laser-like device na nagpapalakas ng liwanag na enerhiya sa pamamagitan ng pagpapasigla ng mga photon.

Ang nilalaman ng artikulo

ULTRA HIGH FREQUENCY RANGE, ang frequency range ng electromagnetic radiation (100-300,000 million hertz), na matatagpuan sa spectrum sa pagitan ng ultra-high television frequency at far infrared frequency. Ang saklaw ng dalas na ito ay tumutugma sa mga wavelength mula 30 cm hanggang 1 mm; samakatuwid ito ay tinatawag ding hanay ng decimeter at centimeter waves. Sa mga bansang nagsasalita ng Ingles, ito ay tinatawag na microwave band; ibig sabihin na ang mga wavelength ay napakaikli kumpara sa maginoo na broadcast wavelength ng pagkakasunud-sunod ng ilang daang metro.

Dahil ang microwave radiation ay intermediate sa wavelength sa pagitan ng light radiation at conventional radio waves, mayroon itong ilang katangian ng parehong light at radio waves. Halimbawa, ito, tulad ng liwanag, ay kumakalat sa isang tuwid na linya at hinaharangan ng halos lahat ng solidong bagay. Katulad ng liwanag, ito ay nakatutok, pinapalaganap bilang isang sinag, at naaaninag. Maraming mga radar antenna at iba pang microwave device ang, kumbaga, pinalaki na mga bersyon ng mga optical na elemento tulad ng mga salamin at lente.

Kasabay nito, ang microwave radiation ay katulad ng broadcast radio emission dahil ito ay nabuo sa pamamagitan ng mga katulad na pamamaraan. Ang radiation ng microwave ay naaangkop sa klasikal na teorya ng mga radio wave, at maaari itong magamit bilang isang paraan ng komunikasyon, batay sa parehong mga prinsipyo. Ngunit dahil sa mas mataas na mga frequency, nagbibigay ito ng mas maraming pagkakataon para sa pagpapadala ng impormasyon, na ginagawang posible upang madagdagan ang kahusayan ng komunikasyon. Halimbawa, ang isang microwave beam ay maaaring sabay na magdala ng ilang daang mga pag-uusap sa telepono. Ang pagkakatulad ng microwave radiation na may liwanag at ang tumaas na density ng impormasyong dinadala nito ay naging lubhang kapaki-pakinabang para sa radar at iba pang larangan ng teknolohiya.

MGA APLIKASYON NG MICROWAVE RADIATION

Radar.

Ang decimeter-centimeter wave ay nanatiling isang bagay ng purong siyentipikong pag-usisa hanggang sa pagsiklab ng Ikalawang Digmaang Pandaigdig, kung kailan nagkaroon ng agarang pangangailangan para sa isang bago at epektibong electronic early detection tool. Noon lamang nagsimula ang masinsinang pananaliksik sa microwave radar, bagama't ang pangunahing posibilidad nito ay ipinakita noong 1923 sa US Naval Research Laboratory. Ang kakanyahan ng radar ay ang maikli, matinding pulso ng microwave radiation ay ibinubuga sa kalawakan, at pagkatapos ay ang bahagi ng radiation na ito ay naitala, na bumabalik mula sa nais na malayong bagay - isang barko o sasakyang panghimpapawid.

Koneksyon.

Ang mga microwave radio wave ay malawakang ginagamit sa teknolohiya ng komunikasyon. Bilang karagdagan sa iba't ibang mga sistema ng radyo ng militar, mayroong maraming mga komersyal na microwave link sa lahat ng mga bansa sa mundo. Dahil ang naturang mga radio wave ay hindi sumusunod sa kurbada ng ibabaw ng mundo, ngunit kumakalat sa isang tuwid na linya, ang mga linya ng komunikasyon na ito ay karaniwang binubuo ng mga istasyon ng relay na naka-install sa mga taluktok ng burol o sa mga radio tower sa pagitan ng humigit-kumulang. 50 km. Ang mga parabolic o horn antenna na naka-mount sa tower ay tumatanggap at nagpapadala ng mga signal ng microwave. Sa bawat istasyon, bago muling ipadala, ang signal ay pinalakas ng isang electronic amplifier. Dahil ang microwave radiation ay nagbibigay-daan sa makitid na nakatutok na pagtanggap at paghahatid, ang paghahatid ay hindi nangangailangan ng malaking halaga ng kuryente.

Kahit na ang sistema ng mga tower, antenna, receiver at transmitters ay maaaring mukhang napakamahal, sa huli ang lahat ng ito ay higit pa sa bayad dahil sa malaking kapasidad ng impormasyon ng mga channel ng komunikasyon sa microwave. Ang mga lungsod ng Estados Unidos ay magkakaugnay ng isang kumplikadong network ng higit sa 4,000 microwave relay link, na bumubuo ng isang sistema ng komunikasyon na umaabot mula sa isang baybayin ng karagatan patungo sa isa pa. Ang mga channel ng network na ito ay may kakayahang magpadala ng libu-libong mga pag-uusap sa telepono at maraming mga programa sa telebisyon sa parehong oras.

Mga satellite ng komunikasyon.

Ang sistema ng mga relay tower na kinakailangan para sa paghahatid ng microwave radiation sa malalayong distansya ay maaaring, siyempre, ay itatayo lamang sa lupa. Para sa intercontinental communication, kailangan ng ibang paraan ng relaying. Dito, ang mga konektadong artipisyal na Earth satellite ay sumagip; inilunsad sa geostationary orbit, maaari silang magsilbi bilang mga istasyon ng relay para sa mga komunikasyon sa microwave.

Ang isang elektronikong aparato na tinatawag na isang aktibong-relay na satellite ay tumatanggap, nagpapalaki at nagpapadala muli ng mga signal ng microwave na ipinadala ng mga istasyon sa lupa. Ang mga unang pang-eksperimentong satellite ng ganitong uri (Telstar, Relay at Syncom) ay matagumpay na nagsagawa ng muling pagpapadala ng pagsasahimpapawid sa telebisyon mula sa isang kontinente patungo sa isa pa noong unang bahagi ng 1960s. Batay sa karanasang ito, binuo ang mga komersyal na intercontinental at domestic communications satellite. Ang mga satellite ng pinakabagong Intelsat intercontinental series ay inilunsad sa iba't ibang mga punto ng geostationary orbit sa paraang ang kanilang saklaw na mga lugar, na magkakapatong, ay nagbibigay ng mga serbisyo sa mga subscriber sa buong mundo. Ang bawat satellite ng Intelsat series ng pinakabagong mga pagbabago ay nagbibigay sa mga customer ng libu-libong de-kalidad na mga channel ng komunikasyon para sa sabay-sabay na pagpapadala ng telepono, telebisyon, facsimile signal at digital data.

Paggamot ng init ng mga produktong pagkain.

Ginagamit ang microwave radiation para sa heat treatment ng mga produktong pagkain sa bahay at sa industriya ng pagkain. Ang enerhiya na nabuo sa pamamagitan ng malakas na vacuum tubes ay maaaring puro sa isang maliit na dami para sa mataas na mahusay na pagluluto ng mga produkto sa tinatawag na. microwave o microwave ovens, na nailalarawan sa pamamagitan ng kalinisan, kawalan ng ingay at pagiging compact. Ang mga naturang device ay ginagamit sa mga galera ng sasakyang panghimpapawid, mga railway dining car at vending machine kung saan kailangan ang paghahanda at pagluluto ng fast food. Gumagawa din ang industriya ng mga microwave oven sa bahay.

Siyentipikong pananaliksik.

Ang radiation ng microwave ay may mahalagang papel sa pag-aaral ng mga elektronikong katangian ng mga solido. Kapag ang naturang katawan ay nasa isang magnetic field, ang mga libreng electron sa loob nito ay nagsisimulang umikot sa paligid ng mga linya ng magnetic field sa isang eroplanong patayo sa direksyon ng magnetic field. Ang dalas ng pag-ikot, na tinatawag na cyclotron, ay direktang proporsyonal sa lakas ng magnetic field at inversely proportional sa epektibong masa ng elektron. (Ang epektibong masa ay tumutukoy sa acceleration ng isang electron sa ilalim ng impluwensya ng ilang puwersa sa isang kristal. Ito ay naiiba sa masa ng isang libreng electron, na tumutukoy sa acceleration ng isang electron sa ilalim ng pagkilos ng ilang puwersa sa isang vacuum. Ang pagkakaiba ay dahil sa pagkakaroon ng mga kaakit-akit at nakakasuklam na pwersa na kumikilos sa isang elektron sa isang kristal na nakapalibot na mga atomo at iba pang mga electron.) Kung ang radiation ng microwave ay bumagsak sa isang solidong katawan sa isang magnetic field, kung gayon ang radiation na ito ay malakas na hinihigop kapag ang dalas nito ay katumbas ng cyclotron frequency ng electron. Ang kababalaghang ito ay tinatawag na cyclotron resonance; pinapayagan nito ang isa na sukatin ang epektibong masa ng isang elektron. Ang ganitong mga sukat ay nagbigay ng maraming mahalagang impormasyon tungkol sa mga elektronikong katangian ng semiconductors, metal, at metalloid.

Ang radiation ng microwave ay gumaganap din ng isang mahalagang papel sa paggalugad sa kalawakan. Maraming natutunan ang mga astronomo tungkol sa ating kalawakan sa pamamagitan ng pag-aaral ng 21 cm radiation na ibinubuga ng hydrogen gas sa interstellar space. Ngayon posible na sukatin ang bilis at matukoy ang direksyon ng paggalaw ng mga armas ng Galaxy, pati na rin ang lokasyon at density ng mga rehiyon ng hydrogen gas sa kalawakan.

MGA PINAGMULAN NG MICROWAVE RADIATION

Ang mabilis na pag-unlad sa larangan ng teknolohiya ng microwave ay higit na nauugnay sa pag-imbento ng mga espesyal na aparatong electrovacuum - ang magnetron at ang klystron, na may kakayahang makabuo ng malaking halaga ng enerhiya ng microwave. Ang isang oscillator na batay sa isang maginoo na vacuum triode, na ginagamit sa mababang frequency, ay lumalabas na napakawalang-bisa sa hanay ng microwave.

Ang dalawang pangunahing disadvantages ng triode bilang isang microwave generator ay ang finite time of flight ng electron at ang interelectrode capacitance. Ang una ay dahil sa ang katunayan na ang elektron ay nangangailangan ng ilang (kahit na maikli) na oras upang lumipad sa pagitan ng mga electrodes ng vacuum tube. Sa panahong ito, ang patlang ng microwave ay may oras upang baguhin ang direksyon nito sa kabaligtaran, upang ang elektron ay mapipilitang tumalikod bago maabot ang kabilang elektrod. Bilang isang resulta, ang mga electron ay nag-vibrate nang walang silbi sa loob ng lampara, nang hindi binibigyan ang kanilang enerhiya sa oscillatory circuit ng panlabas na circuit.

Magnetron.

Sa magnetron, na naimbento sa Great Britain bago ang Ikalawang Digmaang Pandaigdig, ang mga pagkukulang na ito ay wala, dahil ang isang ganap na naiibang diskarte sa henerasyon ng microwave radiation ay kinuha bilang batayan - ang prinsipyo ng isang cavity resonator. Kung paanong ang isang organ pipe ng isang partikular na laki ay may sariling acoustic resonant frequency, ang isang cavity resonator ay may sariling electromagnetic resonances. Ang mga dingding ng resonator ay kumikilos bilang isang inductance, at ang puwang sa pagitan ng mga ito ay gumaganap bilang isang kapasidad ng ilang resonant circuit. Kaya, ang cavity resonator ay katulad ng parallel resonant circuit ng isang low-frequency oscillator na may hiwalay na kapasitor at inductor. Ang mga sukat ng cavity resonator ay pinili, siyempre, upang ang nais na resonant microwave frequency ay tumutugma sa isang naibigay na kumbinasyon ng capacitance at inductance.

Ang magnetron (Fig. 1) ay may ilang mga cavity resonator na nakaayos nang simetriko sa paligid ng katod na matatagpuan sa gitna. Ang instrumento ay inilalagay sa pagitan ng mga pole ng isang malakas na magnet. Sa kasong ito, ang mga electron na ibinubuga ng katod, sa ilalim ng pagkilos ng isang magnetic field, ay pinipilit na lumipat sa mga pabilog na tilapon. Ang kanilang bilis ay tulad na sila ay tumatawid sa mga bukas na puwang ng mga resonator sa paligid sa isang mahigpit na tinukoy na oras. Kasabay nito, binibigyan nila ang kanilang kinetic energy, kapana-panabik na mga oscillations sa mga resonator. Ang mga electron pagkatapos ay bumalik sa katod at ang proseso ay umuulit. Salamat sa naturang aparato, ang oras ng paglipad at mga interelectrode capacitances ay hindi makagambala sa pagbuo ng enerhiya ng microwave.

Ang mga magnetron ay maaaring gawing malaki, at pagkatapos ay nagbibigay sila ng malakas na pulso ng enerhiya ng microwave. Ngunit ang magnetron ay may mga kakulangan nito. Halimbawa, ang mga resonator para sa napakataas na frequency ay nagiging napakaliit na mahirap gawin, at ang gayong magnetron mismo, dahil sa maliit na sukat nito, ay hindi maaaring maging sapat na malakas. Bilang karagdagan, ang isang mabigat na magnet ay kinakailangan para sa magnetron, at ang kinakailangang masa ng magnet ay tumataas sa pagtaas ng kapangyarihan ng aparato. Samakatuwid, ang mga makapangyarihang magnetron ay hindi angkop para sa mga instalasyong on-board ng sasakyang panghimpapawid.

Klystron.

Ang electrovacuum device na ito, batay sa isang bahagyang naiibang prinsipyo, ay hindi nangangailangan ng panlabas na magnetic field. Sa isang klystron (Larawan 2), ang mga electron ay gumagalaw sa isang tuwid na linya mula sa cathode patungo sa reflective plate, at pagkatapos ay pabalik. Kasabay nito, tinatawid nila ang bukas na puwang ng cavity resonator sa anyo ng isang donut. Ang control grid at ang resonator grids ay nagpapangkat-pangkat sa mga electron sa magkahiwalay na "clumps" upang ang mga electron ay tumawid sa resonator gap lamang sa mga partikular na oras. Ang mga puwang sa pagitan ng mga bungkos ay naitugma sa resonant frequency ng resonator sa paraang ang kinetic energy ng mga electron ay inililipat sa resonator, bilang isang resulta kung saan ang malakas na electromagnetic oscillations ay naitatag dito. Ang prosesong ito ay maihahambing sa maindayog na pag-indayog ng isang hindi gumagalaw na pag-indayog.

Ang mga unang klystron ay medyo mababa ang kapangyarihan na mga aparato, ngunit kalaunan ay sinira nila ang lahat ng mga talaan ng mga magnetron bilang mga high-power na microwave generator. Ang mga Klystron ay nilikha na naghatid ng hanggang 10 milyong watts ng kapangyarihan bawat pulso at hanggang 100 libong watts sa tuloy-tuloy na mode. Ang sistema ng mga klystrons ng research linear particle accelerator ay naghahatid ng 50 milyong watts ng microwave power bawat pulse.

Ang mga Klystron ay maaaring gumana sa mga frequency na hanggang 120 bilyong hertz; gayunpaman, ang kanilang kapangyarihan sa output, bilang panuntunan, ay hindi lalampas sa isang watt. Ang mga variant ng disenyo ng klystron na idinisenyo para sa mataas na lakas ng output sa hanay ng milimetro ay binuo.

Ang mga Klystron ay maaari ding magsilbi bilang mga amplifier ng signal ng microwave. Upang gawin ito, ang isang input signal ay dapat ilapat sa mga grids ng cavity resonator, at pagkatapos ay magbabago ang density ng mga bunches ng elektron alinsunod sa signal na ito.

Travelling wave lamp (TWT).

Ang isa pang electrovacuum device para sa pagbuo at pagpapalakas ng mga electromagnetic wave sa hanay ng microwave ay isang travelling wave lamp. Ito ay isang manipis na evacuated tube na ipinasok sa isang nakatutok na magnetic coil. Sa loob ng tubo mayroong isang retarding wire coil. Ang isang electron beam ay dumadaan sa kahabaan ng axis ng spiral, at ang isang alon ng amplified signal ay tumatakbo kasama ang spiral mismo. Ang diameter, haba at pitch ng helix, pati na rin ang bilis ng mga electron ay pinili sa paraan na ang mga electron ay nagbibigay ng bahagi ng kanilang kinetic energy sa naglalakbay na alon.

Ang mga radio wave ay nagpapalaganap sa bilis ng liwanag, habang ang bilis ng mga electron sa sinag ay mas mababa. Gayunpaman, dahil ang signal ng microwave ay pinipilit na pumunta sa isang spiral, ang bilis ng paggalaw nito sa kahabaan ng axis ng tubo ay malapit sa bilis ng electron beam. Samakatuwid, ang naglalakbay na alon ay nakikipag-ugnayan sa mga electron sa loob ng sapat na mahabang panahon at pinalalakas sa pamamagitan ng pagsipsip ng kanilang enerhiya.

Kung walang panlabas na signal ang inilapat sa lampara, pagkatapos ay ang random na electrical noise ay pinalakas sa isang tiyak na resonant frequency at ang traveling wave na TWT ay gumagana bilang microwave generator, hindi isang amplifier.

Ang lakas ng output ng TWT ay mas mababa kaysa sa mga magnetron at klystron sa parehong frequency. Gayunpaman, ang mga TWT ay maaaring i-tune sa isang hindi karaniwang malawak na hanay ng dalas at maaaring magsilbi bilang napakasensitibong low-noise amplifier. Ang kumbinasyong ito ng mga katangian ay ginagawa ang TWT na isang napakahalagang aparato sa teknolohiya ng microwave.

Flat vacuum triodes.

Bagama't mas gusto ang mga klystron at magnetron bilang mga generator ng microwave, naibalik ng mga pagpapahusay sa ilang lawak ang mahalagang papel ng mga vacuum triode, lalo na bilang mga amplifier sa mga frequency na hanggang 3 bilyong hertz.

Ang mga paghihirap na nauugnay sa oras ng paglipad ay inalis dahil sa napakaliit na distansya sa pagitan ng mga electrodes. Ang hindi gustong inter-electrode capacitance ay nababawasan habang ang mga electrodes ay meshed at lahat ng panlabas na koneksyon ay ginawa sa malalaking singsing sa labas ng lampara. Tulad ng nakaugalian sa teknolohiya ng microwave, ginagamit ang isang cavity resonator. Ang resonator ay mahigpit na pumapalibot sa lampara, at ang mga ring connector ay nagbibigay ng contact sa buong circumference ng resonator.

Gunn diode generator.

Ang nasabing semiconductor microwave generator ay iminungkahi noong 1963 ni J. Gunn, isang empleyado ng IBM Watson Research Center. Sa kasalukuyang panahon, ang mga naturang device ay gumagawa ng mga kapangyarihan sa pagkakasunud-sunod ng milliwatts sa mga frequency na hindi hihigit sa 24 bilyong hertz. Ngunit sa loob ng mga limitasyong ito, mayroon itong walang alinlangan na mga pakinabang sa mga klystron na mababa ang lakas.

Dahil ang Gunn diode ay isang solong kristal ng gallium arsenide, ito ay sa prinsipyo ay mas matatag at matibay kaysa sa isang klystron, na dapat magkaroon ng heated cathode upang lumikha ng isang electron flow at isang mataas na vacuum ay kinakailangan. Bilang karagdagan, ang Gunn diode ay nagpapatakbo sa medyo mababang boltahe ng supply, habang ang klystron ay nangangailangan ng malaki at mamahaling mga supply ng kuryente na may boltahe na 1000 hanggang 5000 V.

MGA COMPONENT NG SIRCUIT

Mga coaxial cable at waveguides.

Upang magpadala ng mga electromagnetic wave ng hanay ng microwave hindi sa pamamagitan ng eter, ngunit sa pamamagitan ng mga metal conductor, kinakailangan ang mga espesyal na pamamaraan at conductor ng isang espesyal na hugis. Ang mga ordinaryong wire na nagdadala ng kuryente, na angkop para sa pagpapadala ng mga signal ng radyo na may mababang dalas, ay hindi mahusay sa mga frequency ng microwave.

Ang anumang piraso ng kawad ay may kapasidad at inductance. Ang mga tinatawag na ito. ang mga parameter na ipinamamahagi ay nagiging napakahalaga sa teknolohiya ng microwave. Ang kumbinasyon ng kapasidad ng konduktor na may sarili nitong inductance sa mga frequency ng microwave ay gumaganap ng papel ng isang resonant circuit, halos ganap na hinaharangan ang paghahatid. Dahil imposibleng alisin ang impluwensya ng mga ibinahagi na mga parameter sa mga wired transmission lines, kailangan ng isa na bumaling sa iba pang mga prinsipyo para sa paghahatid ng mga microwave wave. Ang mga prinsipyong ito ay nakapaloob sa mga coaxial cable at waveguides.

Ang isang coaxial cable ay binubuo ng isang panloob na kawad at isang cylindrical na panlabas na konduktor na nakapalibot dito. Ang puwang sa pagitan ng mga ito ay puno ng isang plastic dielectric, tulad ng Teflon o polyethylene. Sa unang sulyap, ito ay maaaring mukhang isang pares ng mga ordinaryong wire, ngunit sa ultra-high frequency ang kanilang function ay naiiba. Ang signal ng microwave na ipinakilala mula sa isang dulo ng cable ay talagang nagpapalaganap hindi sa pamamagitan ng metal ng mga konduktor, ngunit sa pamamagitan ng puwang sa pagitan ng mga ito na puno ng insulating material.

Ang mga coaxial cable ay nagpapadala ng mga signal ng microwave nang maayos hanggang sa ilang bilyong hertz, ngunit sa mas mataas na frequency ay bumababa ang kanilang kahusayan at hindi ito angkop para sa pagpapadala ng mataas na kapangyarihan.

Ang mga tradisyonal na channel para sa pagpapadala ng mga microwave ay nasa anyo ng mga waveguides. Ang waveguide ay isang maingat na ginawang metal tube na may hugis-parihaba o pabilog na cross section, kung saan kumakalat ang isang microwave signal. Sa madaling salita, ang waveguide ay nagdidirekta sa alon, na pinipilit itong tumalbog sa mga pader paminsan-minsan. Ngunit sa katunayan, ang pagpapalaganap ng isang alon kasama ang isang waveguide ay ang pagpapalaganap ng mga oscillations ng electric at magnetic field ng alon, tulad ng sa libreng espasyo. Ang ganitong pagpapalaganap sa isang waveguide ay posible lamang kung ang mga sukat nito ay nasa isang tiyak na ratio na may dalas ng ipinadalang signal. Samakatuwid, ang waveguide ay tumpak na kinakalkula, tulad ng tumpak na naproseso at nilayon lamang para sa isang makitid na hanay ng dalas. Ito ay nagpapadala ng iba pang mga frequency nang mahina o hindi nagpapadala sa lahat. Ang isang tipikal na pamamahagi ng mga electric at magnetic field sa loob ng waveguide ay ipinapakita sa Fig. 3.

Kung mas mataas ang dalas ng alon, mas maliit ang sukat ng katumbas na hugis-parihaba na waveguide; sa huli, ang mga sukat na ito ay naging napakaliit na ang paggawa nito ay labis na kumplikado at ang pinakamataas na kapangyarihan na ipinadala nito ay nabawasan. Samakatuwid, nagsimula ang pagbuo ng mga pabilog na waveguides (circular cross section), na maaaring maging malaki kahit na sa mataas na frequency ng saklaw ng microwave. Ang paggamit ng isang pabilog na waveguide ay napipigilan ng ilang mga paghihirap. Halimbawa, ang naturang waveguide ay dapat na tuwid, kung hindi man ay mababawasan ang kahusayan nito. Ang mga rectangular waveguides, sa kabilang banda, ay madaling yumuko, maaari silang bigyan ng nais na curvilinear na hugis, at hindi ito nakakaapekto sa pagpapalaganap ng signal sa anumang paraan. Ang radar at iba pang mga pag-install ng microwave ay karaniwang mukhang masalimuot na maze ng mga waveguide path na nagkokonekta sa iba't ibang bahagi at nagpapadala ng signal mula sa isang device patungo sa isa pa sa loob ng system.

mga bahagi ng solid state.

Ang mga solidong bahagi ng estado tulad ng mga semiconductor at ferrite ay may mahalagang papel sa teknolohiya ng microwave. Kaya, para sa pagtuklas, paglipat, pagwawasto, conversion ng dalas at pagpapalakas ng mga signal ng microwave, ginagamit ang germanium at silicon diodes.

Para sa amplification, ginagamit din ang mga espesyal na diode - varicaps (na may kontroladong kapasidad) - sa isang circuit na tinatawag na parametric amplifier. Ang malawak na ginagamit na mga amplifier ng ganitong uri ay ginagamit upang palakasin ang napakaliit na mga signal, dahil halos hindi nila ipinakilala ang kanilang sariling ingay at pagbaluktot.

Ang ruby ​​​​maser ay isa ring solid-state microwave amplifier na may mababang antas ng ingay. Ang nasabing maser, na ang pagkilos ay batay sa mga prinsipyo ng quantum mechanical, ay nagpapalaki ng signal ng microwave dahil sa mga paglipat sa pagitan ng mga antas ng panloob na enerhiya ng mga atomo sa isang ruby ​​​​crystal. Ang Ruby (o iba pang angkop na materyal ng maser) ay nilulubog sa likidong helium upang ang amplifier ay gumana sa napakababang temperatura (ilang degrees lamang sa itaas ng absolute zero). Samakatuwid, ang antas ng thermal noise sa circuit ay napakababa, na ginagawang angkop ang maser para sa astronomy ng radyo, ultrasensitive radar at iba pang mga sukat kung saan ang mga sobrang mahina na signal ng microwave ay dapat makita at palakasin.

Ang mga materyal na ferrite, tulad ng magnesium iron oxide at yttrium iron garnet, ay malawakang ginagamit para sa paggawa ng mga switch, filter, at circulators ng microwave. Ang mga ferrite device ay kinokontrol ng magnetic field, at sapat na ang mahinang magnetic field para makontrol ang daloy ng malakas na signal ng microwave. Ang mga switch ng ferrite ay may kalamangan kaysa sa mga mekanikal na walang gumagalaw na bahagi na napuputol at napakabilis ng paglipat. Sa fig. 4 ay nagpapakita ng isang tipikal na ferrite device - isang circulator. Kumikilos tulad ng isang rotonda, tinitiyak ng circulator na ang signal ay sumusunod lamang sa ilang mga landas na nagkokonekta sa iba't ibang bahagi. Ginagamit ang mga circulators at iba pang ferrite switching device kapag nagkokonekta ng ilang bahagi ng microwave system sa parehong antenna. Sa fig. 4, hindi ipinapasa ng circulator ang ipinadalang signal sa receiver, at ang natanggap na signal sa transmitter.

Sa teknolohiya ng microwave, ginagamit din ang isang tunnel diode - isang medyo bagong aparatong semiconductor na tumatakbo sa mga frequency hanggang sa 10 bilyong hertz. Ginagamit ito sa mga generator, amplifier, frequency converter at switch. Maliit ang operating power nito, ngunit ito ang unang semiconductor device na may kakayahang gumana nang mahusay sa ganoong mataas na frequency.

Mga antena.

Ang mga microwave antenna ay nakikilala sa pamamagitan ng iba't ibang uri ng hindi pangkaraniwang mga hugis. Ang laki ng antenna ay humigit-kumulang na proporsyonal sa wavelength ng signal, at samakatuwid, para sa hanay ng microwave, ang mga disenyo na magiging masyadong malaki sa mas mababang mga frequency ay lubos na katanggap-tanggap.

Isinasaalang-alang ng mga disenyo ng maraming antenna ang mga katangian ng microwave radiation na naglalapit dito sa liwanag. Ang mga karaniwang halimbawa ay mga horn antenna, parabolic reflector, metal at dielectric lens. Ginagamit din ang helical at helical antenna, kadalasang ginawa sa anyo ng mga naka-print na circuit.

Maaaring isaayos ang mga grupo ng mga slotted waveguides upang makuha ang ninanais na pattern ng radiation para sa radiated energy. Madalas ding ginagamit ang mga dipoles ng uri ng mga kilalang antenna sa telebisyon na nakakabit sa mga bubong. Ang ganitong mga antenna ay kadalasang may magkakaparehong elemento na may pagitan sa mga pagitan ng wavelength na nagpapataas ng direktiba sa pamamagitan ng interference.

Ang mga microwave antenna ay karaniwang idinisenyo upang maging lubhang direksyon, dahil sa maraming mga sistema ng microwave napakahalaga na ang enerhiya ay maipadala at matanggap sa eksaktong tamang direksyon. Ang directivity ng antenna ay tumataas sa pagtaas ng diameter nito. Ngunit maaari mong bawasan ang antenna, habang pinapanatili ang direktiba nito, kung lilipat ka sa mas mataas na mga frequency ng pagpapatakbo.

Maraming "mirror" antenna na may parabolic o spherical metal reflector ang partikular na idinisenyo upang makatanggap ng napakahinang signal na darating, halimbawa, mula sa interplanetary spacecraft o mula sa malalayong galaxy. Sa Arecibo (Puerto Rico) mayroong isa sa pinakamalaking teleskopyo ng radyo na may metal reflector sa anyo ng isang spherical segment, ang diameter nito ay 300 m. Ang antenna ay may nakapirming base ("meridian"); ang receiving radio beam nito ay gumagalaw sa kalangitan dahil sa pag-ikot ng Earth. Ang pinakamalaking (76 m) fully movable antenna ay matatagpuan sa Jodrell Bank (UK).

Bago sa larangan ng mga antenna - antenna na may kontrol sa electronic directivity; ang naturang antenna ay hindi kailangang iikot nang mekanikal. Binubuo ito ng maraming elemento - mga vibrator, na maaaring konektado sa elektronikong paraan sa bawat isa at sa gayon ay matiyak ang sensitivity ng "antenna array" sa anumang nais na direksyon.

Ang microwave radiation ay electromagnetic radiation, na binubuo ng mga sumusunod na hanay: decimeter, centimeter at millimeter. Ang wavelength nito ay mula sa 1 m (frequency sa kasong ito ay 300 MHz) hanggang 1 mm (frequency ay 300 GHz).

Ang microwave radiation ay nakatanggap ng malawak na praktikal na aplikasyon sa pagpapatupad ng paraan ng non-contact heating ng mga katawan at bagay. Sa siyentipikong mundo, ang pagtuklas na ito ay masinsinang ginagamit sa paggalugad sa kalawakan. Ang pinakakaraniwan at pinakakilalang paggamit nito ay sa mga microwave oven sa bahay. Ginagamit ito para sa paggamot ng init ng mga metal.

Ngayon din, ang radiation ng microwave ay naging laganap sa radar. Ang mga antenna, receiver at transmitter ay talagang mga mamahaling bagay, ngunit matagumpay silang nabayaran dahil sa malaking kapasidad ng impormasyon ng mga channel ng komunikasyon sa microwave. Ang katanyagan ng paggamit nito sa pang-araw-araw na buhay at sa produksyon ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng ang katunayan na ang ganitong uri ng radiation ay lahat-matalim, samakatuwid, ang bagay ay pinainit mula sa loob.

Ang sukat ng mga electromagnetic frequency, o sa halip, ang simula at pagtatapos nito, ay kumakatawan sa dalawang magkaibang anyo ng radiation:

• ionizing (dalas ng alon ay mas malaki kaysa sa dalas ng nakikitang liwanag);
• non-ionizing (radiation frequency ay mas mababa kaysa sa dalas ng nakikitang liwanag).

Para sa isang tao, ang microwave non-ionized radiation ay mapanganib, na direktang nakakaapekto sa biocurrents ng tao na may dalas na 1 hanggang 35 Hz. Bilang isang patakaran, ang non-ionized microwave radiation ay naghihimok ng walang dahilan na pagkapagod, cardiac arrhythmia, pagduduwal, pagbawas sa pangkalahatang tono ng katawan at isang matinding sakit ng ulo. Ang ganitong mga sintomas ay dapat na isang senyales na ang isang mapaminsalang pinagmumulan ng radiation ay nasa malapit, na maaaring magdulot ng malaking pinsala sa kalusugan. Gayunpaman, sa sandaling umalis ang isang tao sa danger zone, humihinto ang karamdaman, at ang mga hindi kasiya-siyang sintomas na ito ay nawawala sa kanilang sarili.

Ang stimulated emission ay natuklasan noong 1916 ng napakatalino na siyentipiko na si A. Einstein. Inilarawan niya ang hindi pangkaraniwang bagay na ito bilang impluwensya ng isang panlabas na elektron na nagaganap sa panahon ng paglipat ng isang elektron sa isang atom mula sa itaas patungo sa mas mababang isa. Ang radiation na lumabas sa kasong ito ay tinatawag na sapilitan. Mayroon itong ibang pangalan - stimulated emission. Ang kakaiba nito ay nakasalalay sa katotohanan na ang atom ay naglalabas ng electromagnetic wave - ang polariseysyon, dalas, yugto, at direksyon ng pagpapalaganap ay kapareho ng sa orihinal na alon.

Ginamit ng mga siyentipiko ang mga modernong laser bilang batayan para sa kanilang trabaho, na, naman, ay tumulong na lumikha ng panimula ng mga bagong modernong aparato - halimbawa, mga quantum hygrometer, mga amplifier ng liwanag, atbp.

Salamat sa laser, lumitaw ang mga bagong teknikal na lugar - tulad ng mga teknolohiya ng laser, holography, nonlinear at integrated optics, laser chemistry. Ginagamit ito sa gamot para sa mga kumplikadong operasyon sa mga mata, sa operasyon. Ang monochromaticity at coherence ng laser ay ginagawa itong kailangang-kailangan sa spectroscopy, isotope separation, measurement system, at light location.

Ang radiation ng microwave ay radio emission din, kabilang lamang ito sa infrared range, at mayroon din itong pinakamataas na frequency sa hanay ng radyo. Nakatagpo namin ang radiation na ito ng ilang beses sa isang araw, gamit ang microwave oven upang magpainit ng pagkain, pati na rin ang pakikipag-usap sa isang mobile phone. Natagpuan ng mga astronomo ang isang napaka-interesante at mahalagang aplikasyon para dito. Ang microwave radiation ay ginagamit upang pag-aralan ang cosmic background o ang panahon ng Big Bang, na nangyari bilyun-bilyong taon na ang nakalilipas. Pinag-aaralan ng mga astrophysicist ang mga iregularidad sa glow sa ilang bahagi ng kalangitan, na tumutulong upang malaman kung paano nabuo ang mga galaxy sa Uniberso.