Микроволна — это форма электромагнитного излучения с длиной волны от одного метра до одного миллиметра, что соответствуетчастоты между 300 МГц и 300 ГГц соответственно. [1] [2] [3] [4] [5] В разных источниках разные диапазоны частот определяются как микроволны; приведенное выше широкое определение включает диапазоны УВЧ и КВЧ ( миллиметровые волны ). Более распространенным определением в радиотехнике является диапазон от 1 до 100 ГГц (длины волн от 0,3 м до 3 мм). [2] Во всех случаях микроволны включают как минимум весь диапазон СВЧ (от 3 до 30 ГГц или от 10 до 1 см). Частоты в микроволновом диапазоне часто обозначаются обозначениями радиолокационного диапазона IEEE : S ,C , X , K u , K или K a диапазон или аналогичные обозначения НАТО или ЕС.
Префикс микро- в микроволнах не означает длину волны в микрометровом диапазоне . Скорее, это указывает на то, что микроволны «маленькие» (с более короткими длинами волн) по сравнению с радиоволнами , использовавшимися до появления микроволновых технологий. Границы между дальним инфракрасным , терагерцовым излучением , микроволнами и сверхвысокочастотными радиоволнами довольно условны и используются по-разному в разных областях исследований.
Микроволны распространяются по линии прямой видимости ; в отличие от низкочастотных радиоволн , они не дифрагируют вокруг холмов, не следуют за поверхностью земли в виде земных волн и не отражаются от ионосферы , поэтому наземные линии микроволновой связи ограничены видимым горизонтом примерно до 40 миль (64 км). В верхней части диапазона они поглощаются газами в атмосфере, что ограничивает практическое расстояние связи примерно до километра. Микроволны широко используются в современной технике, например, в линиях связи « точка-точка », беспроводных сетях , микроволновых радиорелейных сетях, радарах ,спутниковая и космическая связь , медицинская диатермия и лечение рака , дистанционное зондирование , радиоастрономия , ускорители частиц , спектроскопия , промышленное отопление , системы предотвращения столкновений , открыватели гаражных ворот и системы входа без ключа , а также для приготовления пищи в микроволновых печах .
Микроволны занимают место в электромагнитном спектре с частотой выше обычных радиоволн и ниже инфракрасного света:
В описаниях электромагнитного спектра некоторые источники классифицируют микроволны как радиоволны, подмножество диапазона радиоволн; в то время как другие классифицируют микроволны и радиоволны как отдельные типы излучения. Это произвольное различие.
Микроволны распространяются исключительно по путям прямой видимости ; в отличие от низкочастотных радиоволн, они не распространяются как земные волны , которые повторяют контур Земли или отражаются от ионосферы ( небесные волны ). [6] Хотя в нижней части диапазона они могут проходить сквозь стены зданий, достаточные для полезного приема, обычно требуется расчищение прохода к первой зоне Френеля . Поэтому на поверхности Земли микроволновые линии связи ограничены горизонтом видимости примерно до 30–40 миль (48–64 км). Микроволны поглощаются влагой в атмосфере, и затухание увеличивается с частотой, становясь существенным фактором ( затухание под дождем ).) в верхней части диапазона. Начиная примерно с 40 ГГц атмосферные газы также начинают поглощать микроволны, поэтому микроволновая передача выше этой частоты ограничена несколькими километрами. Спектральная полосовая структура вызывает пики поглощения на определенных частотах (см. график справа). На частотах выше 100 ГГц поглощение электромагнитного излучения атмосферой Земли настолько велико, что она фактически непрозрачна , пока атмосфера снова не станет прозрачной в так называемых инфракрасных и оптических частотных диапазонах окна.