يرمز الميكروويف إلى "الترددات الفائقة الفائقة". سوف يعتقد الكثير أن هذا شيء معقد من مجال الفيزياء والرياضيات المبهمة ، وأن هذا لا يعنيهم. ومع ذلك ، فإن الأمور مختلفة تمامًا. لقد دخلت أجهزة الميكروويف حياتنا لفترة طويلة وبقوة ، ويمكن العثور عليها في كل مكان. لكن ما هذا؟
نطاق UHF
Interpretation Microwave - ترددات عالية جدًا للإشعاع الكهرومغناطيسي ، والتي تقع في الطيف بين تردد الأشعة تحت الحمراء البعيدة والترددات فائقة الارتفاع. يتراوح الطول الموجي لهذا النطاق من ثلاثين سنتيمترا إلى مليمتر واحد. هذا هو السبب في أن الموجات الدقيقة تسمى أحيانًا موجات السنتيمتر والديسيمتر. في الأدبيات الفنية الأجنبية ، تفسير الميكروويف هو نطاق الميكروويف. هذا يعني أن الأطوال الموجية قصيرة جدًا مقارنة بموجات البث ، والتي تكون في حدود بضع مئات من الأمتار.
خصائص الميكروويف
من حيث طولها ، فإن هذا النوع من الموجات هو وسيط بين انبعاث الضوء وإشارات الراديو ، وبالتالي فهو يمتلك خصائص كلا النوعين. على سبيل المثال ، مثل الضوء ، هذه الموجاتتنتشر على طول مسار مستقيم وتغطيها تقريبًا كل الأجسام الصلبة أكثر أو أقل. على غرار الإشعاع الضوئي ، يمكن أن تركز الموجات الدقيقة ، وتعكسها ، وتنتشر في شكل أشعة. على الرغم من حقيقة أن فك تشفير الميكروويف يركز على النطاق "الفائق" العالي ، فإن العديد من الهوائيات وأجهزة الرادار هي نسخة مكبرة قليلاً من المرايا والعدسات والعناصر البصرية الأخرى.
جيل
نظرًا لأن إشعاع الميكروويف يشبه موجات الراديو ، فإنه يتم إنشاؤه بطرق مماثلة. يتضمن فك تشفير الموجات الدقيقة تطبيق النظرية الكلاسيكية لموجات الراديو عليها ، ومع ذلك ، نظرًا للنطاق المتزايد ، من الممكن زيادة كفاءة استخدامها. على سبيل المثال ، يمكن لشعاع واحد فقط "حمل" ما يصل إلى ألف محادثة هاتفية في نفس الوقت. أثبتت أوجه التشابه بين الموجات الدقيقة والضوء ، المعبر عنها في زيادة كثافة المعلومات المنقولة ، أنها مفيدة لتقنية الرادار.
استخدام ترددات الميكروويف في الرادار
أصبحت موجات نطاقات السنتيمتر والديسيمتر موضوعًا موضع اهتمام خلال الحرب العالمية الثانية. في ذلك الوقت ، كانت هناك حاجة إلى وسيلة فعالة ومبتكرة للكشف. ثم تم فحص موجات الميكروويف لاستخدامها في الرادار. خلاصة القول هي أنه يتم إطلاق نبضات مكثفة وقصيرة في الفضاء ، ومن ثم يتم تسجيل بعض هذه الأشعة بعد العودة من الأجسام البعيدة المرغوبة.
استخدام ترددات الميكروويف في مجال الاتصالات
كما قلنا ، فك تشفير الموجات الدقيقة هو ترددات عالية جدًا. قرر المهندسون والفنيون تطبيق هذه الموجات اللاسلكية في الاتصالات. في جميع البلدان ، تُستخدم بنشاط خطوط الاتصالات التجارية القائمة على إرسال الموجات عالية النطاق. لا تسير مثل هذه الإشارات الراديوية على طول منحنى سطح الأرض ، ولكن في خط مستقيم ، من خلال محطات اتصال الترحيل الموجودة على ارتفاعات على مسافات تبلغ حوالي خمسين كيلومترًا.
لا يتطلب النقل كميات كبيرة من الكهرباء ، لأن موجات الميكروويف تسمح بالاستقبال والإرسال الموجودين بشكل ضيق ، ويتم تضخيمها أيضًا في المحطات بواسطة مكبرات الصوت الإلكترونية قبل إعادة الإرسال. يبدو أن نظام الهوائيات والأبراج وأجهزة الإرسال والاستقبال باهظ الثمن ، لكن كل هذا يؤتي ثماره من خلال القدرة المعلوماتية لقنوات الاتصال هذه.
استخدام ترددات الميكروويف في مجال الاتصالات الفضائية
نظام أبراج الراديو لترحيل إشارات الميكروويف لمسافات طويلة لا يمكن أن يوجد إلا على الأرض. بالنسبة للمفاوضات العابرة للقارات ، يتم استخدام الأقمار الصناعية الموجودة في مدار أرضي ثابت بالنسبة للأرض وتعمل كمكررات. يوفر كل قمر صناعي عدة آلاف من قنوات الاتصال عالية الجودة لعملائه من أجل الإرسال المتزامن لإشارات التلفزيون والهاتف.
المعالجة الحرارية للمنتجات
تلقت المحاولات الأولى لاستخدام الموجات الدقيقة في معالجة الطعام تقييمات إيجابية ، بل وحتى هذيان. تستخدم أفران الميكروويف حاليًا في المنزل وفي صناعة المواد الغذائية الكبيرة. تم إنشاؤها بواسطة الإلكترونيةالمصابيح عالية الطاقة تركز الطاقة في حجم صغير ، مما يسمح بالمعالجة الحرارية للمنتجات بطريقة نظيفة ومضغوطة وصامتة.
فرن الميكروويف المدمج هو الأكثر استخدامًا في المنزل ويمكن العثور عليه في العديد من المطابخ. أيضًا ، يتم استخدام هذه الأجهزة المنزلية في جميع الأماكن التي تتطلب التسخين السريع وتحضير الأطباق. فرن الميكروويف مع شواية ، على سبيل المثال ، هو ضرورة مطلقة لأي مطعم يحترم نفسه.
مصادر الإشعاع الرئيسية
يرتبط التقدم في استخدام أفران الميكروويف بأجهزة تفريغ كهذه مثل klystron و magnetron ، القادرة على توليد كمية هائلة من الطاقة عالية التردد. يعتمد استخدام المغنطرون على مبدأ مرنان التجويف ، وجدرانه عبارة عن المحاثة ، والمسافة بين الجدران هي سعة دائرة الطنين. يتم تحديد أبعاد هذا العنصر وفقًا لتردد الموجات الرنينية المطلوب ، والذي يتوافق مع النسب المرغوبة بين السعة والحث.
إذن ، فك تشفير الميكروويف - ترددات فائقة الارتفاع. يؤثر حجم المولد بشكل مباشر على قوة هذا الإشعاع. المغنطرونات الصغيرة للترددات العالية صغيرة جدًا بحيث لا يمكن لقوتها أن تصل إلى القيم المطلوبة. تكمن المشكلة أيضًا في استخدام المغناطيس الثقيل. في klystron ، يتم حلها جزئيًا ، لأن جهاز الفراغ الكهربائي هذا لا يتطلب مجالًا خارجيًا.
