Wat zijn microgolven?
Microgolven verwijzen naar de elektromagnetische straling met frequenties tussen 300 MHz en 300 GHz in het elektromagnetische spectrum. Microgolven zijn klein in vergelijking met de golven die worden gebruikt bij radio-uitzendingen. Hun bereik ligt tussen de radiogolven en infraroodgolven in. Microgolven reizen in rechte lijnen en worden licht beïnvloed door de troposfeer. Ze hebben geen medium nodig om te reizen. Metalen zullen deze golven reflecteren. Niet-metalen zoals glas en deeltjes zijn gedeeltelijk transparant voor deze golven.
Magnetrons zijn geschikt voor draadloze overdracht van signalen van een grotere bandbreedte. Microgolven worden het meest gebruikt in satellietcommunicatie, radarsignalen, telefoons en navigatietoepassingen. Andere toepassingen waarbij de microgolven worden gebruikt, zijn medische behandelingen, droogmaterialen en in huishoudens voor de bereiding van voedsel.
Praktisch gezien heeft een microgolftechniek de neiging om weg te gaan van de weerstanden, condensatoren en inductoren die worden gebruikt met radiogolven met een lagere frequentie. In plaats daarvan is de theorie van gedistribueerde en transmissielijnen een nuttiger methode voor ontwerp en analyse. In plaats van open-draads en coaxiale lijnen die op lagere frequenties worden gebruikt, worden golfgeleiders gebruikt. En samengebalde elementen en afgestemde circuits worden vervangen door holteresonatoren of resonantielijnen. Zelfs bij hogere frequenties, waar de golflengte van de elektromagnetische golven klein wordt in vergelijking met de grootte van de structuren die worden gebruikt om ze te verwerken, is de microgolf de nieuwste technologie geworden en worden de methoden van optica gebruikt. Krachtige microgolfbronnen gebruiken gespecialiseerde vacuümbuizen om microgolven te genereren.
Toepassingen en gebruik van magnetron:
De meest voorkomende toepassingen zijn binnen het bereik van 1 tot 40 GHz. Microgolven zijn geschikt voor draadloze transmissie (draadloos LAN-protocol Ex-Bluetooth) signalen met een hogere bandbreedte. Microgolven worden vaak gebruikt in radarsystemen waarbij radar microgolfstraling gebruikt om het bereik, de afstand en andere kenmerken van detectieapparatuur en mobiele breedbandtoepassingen te detecteren. Microgolftechnologie wordt in radio gebruikt voor uitzending en telecommunicatie van transmissie omdat vanwege hun kleine golflengte, sterk gerichte golven kleiner en daarom praktischer zijn dan ze zouden zijn bij langere golflengten (lagere frequenties) vóór de introductie van glasvezeltransmissie. Microgolven worden over het algemeen gebruikt in telefoons voor communicatie over lange afstanden.
Elektromagnetisch spectrum
Verschillende andere toepassingen waarbij de microgolven medische behandelingen zijn, wordt microgolvenverwarming gebruikt voor het drogen en uitharden van producten, en in huishoudens voor de bereiding van voedsel (magnetrons).
Een toepassing van microgolf-microgolfoven:
Magnetronoven wordt vaak gebruikt om te koken zonder water te gebruiken. De hoge energie van de magnetron zorgt ervoor dat de polaire moleculen water, vet en suikers van het voedingsmiddel roteren. Deze rotatie veroorzaakt wrijving die resulteert in warmteontwikkeling. Dit proces wordt diëlektrische verwarming genoemd. De excitatie door de magnetron is nagenoeg gelijkmatig zodat het eten gelijkmatig zal opwarmen. Het koken in de magnetron is snel, efficiënt en veilig.
MAGNETRON-OVEN-ONDERDELEN
De microgolfoven bestaat uit een hoogspanningstransformator die energie doorgeeft aan de Magnetron, een Magnetron-kamer, Magnetron-regeleenheid, een golfgeleider en de kookkamer. De energie in de microgolfoven heeft een frequentie van 2,45 GHz met een golflengte van 12,24 cm. De microgolf plant zich voort als afwisselende cycli zodat de polaire moleculen (het ene uiteinde positief en het andere uiteinde negatief) zichzelf uitlijnen volgens de afwisselende cycli. Deze zelfuitlijning veroorzaakt rotatie van de polaire moleculen. De roterende polaire moleculen raken andere moleculen en brengen ze in beweging. Door microgolven geïnduceerde verwarming is efficiënter als het weefsel een hoog watergehalte heeft, aangezien er vrije watermoleculen zijn die kunnen roteren. Vetten, suikers, bevroren water, enz. Vertonen minder diëlektrische verhitting door de aanwezigheid van minder vrije watermoleculen. De magnetron kookt eerst het buitenste deel van het voedsel en vervolgens het binnenste deel zoals bij gewoon koken met een vlam.
De kookkamer van de magnetronoven is een kooi van Faraday die voorkomt dat de magnetron naar de omgeving lekt. De glazen deur van de oven helpt om de binnenkant van de oven te bekijken. De kooi van Faraday, evenals de deur, is goed beschermd met behulp van geleidend gaas om de afscherming te behouden. De perforaties in het gaas zijn kleiner van formaat waardoor de magnetron niet door het gaas kan ontsnappen. De elektrische efficiëntie van de microgolfoven is hoog, aangezien de oven slechts een deel van de elektrische energie Een typische oven verbruikt 1100 elektrische energie om 700 watt microgolfenergie te produceren. De resterende 400 watt wordt als warmte afgevoerd in de Magnetron. Er is extra energie nodig voor het bedienen van andere componenten van de oven, zoals een lamp, een motor van de koelventilator, enz.
Magnetronbanden:
Microgolven bevinden zich aan de bovenkant van het radiospectrum, maar ze verschillen gewoonlijk van radiogolven op basis van de technologie die ze gebruikt. Microgolven zijn onderverdeeld in subbanden op basis van hun golflengten die verschillende informatie geven. De frequentiebanden van microgolven zijn als volgt:
Magnetronbanden
Microgolffrequentiebanden en hun frequentiebereik
L-band:
L-banden hebben een frequentiebereik tussen 1 GHz en 2 GHz en hun golflengte in de vrije ruimte is 15 cm tot 30 cm. Deze reeksen golven worden gebruikt in navigatie, gsm-mobiele telefoons en in militaire toepassingen. Ze kunnen worden gebruikt om het bodemvocht van regenwouden te meten.
S-band:
S-band microgolven hebben een frequentiebereik tussen 2 GHz en 4 GHz en hun golflengtebereik is 7,5 cm tot 15 cm. Deze golven kunnen worden gebruikt in navigatiebakens, optische communicatie en draadloze netwerken.
C-band:
C-bandgolven hebben een bereik tussen 4 GHz en 8 GHz en hun golflengte ligt tussen 3,75 cm en 7,5 cm. C-band microgolven dringen door kluiten, stof, rook, sneeuw en regen om het aardoppervlak te onthullen. Deze microgolven kunnen worden gebruikt in radiotelecommunicatie over lange afstanden.
X-band:
Het frequentiebereik voor S-band microgolven is 8 GHz tot 12 GHz met een golflengte tussen 25 mm en 37,5 mm. Deze golven worden gebruikt in satellietcommunicatie, breedbandcommunicatie, radars, ruimtecommunicatie en amateurradiosignalen.
Radartoepassingen met microgolven
Ku-band:
Golfmeter voor meten in de Ku-band
Deze golven beslaan het frequentiebereik tussen 12 GHz en 18 GHz en hebben een golflengte tussen 16,7 mm en 25 mm. 'Ku' verwijst naar Quartz-under. Deze golven worden in satellietcommunicatie gebruikt om de veranderingen in de energie van de microgolfpulsen te meten en ze kunnen de snelheid en richting van de wind nabij kustgebieden bepalen.
K-Band en Ka-Band:
Het frequentiebereik voor K-bandgolven ligt tussen 18 GHz en 26,5 GHz. Deze golven hebben een golflengte tussen 11,3 mm en 16,7 mm. Voor de Ka-band is het frequentiebereik 26,5 GHz tot 40 GHz en ze bezetten de golflengte tussen 5 mm en 11,3 mm. Deze golven worden gebruikt in satellietcommunicatie, astronomische waarnemingen en radars. Radars in dit frequentiebereik bieden korte afstanden, hoge resolutie en grote hoeveelheden gegevens met het vernieuwende tempo.
V-band:
Deze band blijft voor een hoge demping. Radartoepassingen zijn beperkt voor een korte reeks toepassingen. Het frequentiebereik voor deze golven is 50 GHz tot 75 GHz. De golflengte voor deze microgolven ligt tussen 4,0 mm en 6,0 mm. Er zijn nog meer banden zoals U, E, W, F, D en P met zeer hoge frequenties die in verschillende toepassingen worden gebruikt.
Microgolfstraling en het effect ervan op de gezondheid:
Straling is een energie die uit een bron komt en door een medium of ruimte reist. Over het algemeen wordt RF-straling geproduceerd door verschillende apparaten, zoals tv- en radiozenders, inductieverhitters en diëlektrische kachels. Microgolfstraling wordt geproduceerd door radarapparatuur, schotelantennes en magnetrons.
Microgolfstralingseffect na een telefoontje
Door de microgolfstraling kan de lichaamstemperatuur stijgen. Er is een groter risico op hitteschade bij organen met een slechte temperatuurregeling, zoals de ooglens. Omdat de door het lichaam geabsorbeerde stralingsenergie met de frequentie varieert, is het meten van de absorptiesnelheid erg moeilijk.
5 Voordelen van het gebruik van microgolftechnologie:
- Het vereist geen kabelverbinding.
- Ze kunnen grote hoeveelheden informatie overbrengen vanwege hun hoge werkfrequenties.
- We hebben toegang tot meer kanalen.
- Goedkope grondaankoop: elke toren beslaat een klein oppervlak.
- Voor hoogfrequente / korte golflengtesignalen is een kleine antenne nodig.
5 nadelen:
- Verzwakking door vaste voorwerpen: vogels, regen, sneeuw en mist.
- Het is veel duur om lange torens te bouwen.
- Weerkaatst door vlakke oppervlakken zoals water en metaal.
- Afgebogen (gespleten) rond vaste objecten.
- Gebroken door de atmosfeer, waardoor de straal van de ontvanger wordt geprojecteerd.
Nu heb je het concept van microgolven en toepassingen en effecten uit het bovenstaande artikel begrepen, dus als je vragen hebt over het bovenstaande onderwerp of de elektrische en elektronische projecten laat het commentaar hieronder achter.
Foto tegoed:
