Definitie van magnetronstraling

Granville Davies / Getty Images

Microgolfstraling is een vorm van electromagnetische straling . De voorvoegsel 'micro-' in microgolven betekent niet dat microgolven micrometergolflengten hebben, maar eerder dat microgolven zeer kleine golflengten hebben in vergelijking met traditionele radiogolven (1 mm tot 100.000 km golflengte). In het elektromagnetische spectrum vallen microgolven tussen infraroodstraling en radiogolven.

Frequenties

Microgolfstraling heeft een frequentie tussen 300 MHz en 300 GHz (1 GHz tot 100 GHz in radiotechniek) of a golflengte variërend van 0,1 cm tot 100 cm. Het assortiment omvat de SHF (super high frequency), UHF (ultra high frequency) en EHF (extreem hoge frequentie of millimetergolven) radiobanden.

Terwijl radiogolven met een lagere frequentie de contouren van de aarde kunnen volgen en van lagen in de atmosfeer kunnen weerkaatsen, reizen microgolven alleen in de gezichtslijn, meestal beperkt tot 30-40 mijl op het aardoppervlak. Een andere belangrijke eigenschap van microgolfstraling is dat het wordt opgenomen door vocht. Een fenomeen genaamd regen vervaagt vindt plaats aan de bovenkant van de microgolfband. Voorbij 100 GHz absorberen andere gassen in de atmosfeer de energie, waardoor de lucht ondoorzichtig wordt in het microgolfbereik, hoewel transparant in het zichtbare en infrarood gebied.

Bandbenamingen

Omdat microgolfstraling zo'n breed golflengte-/frequentiebereik omvat, wordt het onderverdeeld in IEEE-, NAVO-, EU- of andere radarbandaanduidingen:

Bandaanduiding	Frequentie	Golflengte	Toepassingen
L-band	1 tot 2 GHz	15 tot 30 cm	amateurradio, mobiele telefoons, GPS, telemetrie
S-band	2 tot 4 GHz	7,5 tot 15 cm	radioastronomie, weerradar, magnetrons, Bluetooth , sommige communicatiesatellieten, amateurradio, mobiele telefoons
C-band	4 tot 8 GHz	3,75 tot 7,5 cm	lange afstand radio
X-band	8 tot 12 GHz	25 tot 37,5 mm	satellietcommunicatie, terrestrische breedband, ruimtecommunicatie, amateurradio, spectroscopie
Kinband	12 tot 18 GHz	16,7 tot 25 mm	satellietcommunicatie, spectroscopie
K-band	18 tot 26,5 GHz	11,3 tot 16,7 mm	satellietcommunicatie, spectroscopie, autoradar, astronomie
Kaband	26,5 tot 40 GHz	5,0 tot 11,3 mm	satellietcommunicatie, spectroscopie
Q-band	33 tot 50 GHz	6,0 tot 9,0 mm	automotive radar, moleculaire rotatiespectroscopie, terrestrische microgolfcommunicatie, radioastronomie, satellietcommunicatie
U-band	40 tot 60 GHz	5,0 tot 7,5 mm
V-band	50 tot 75 GHz	4,0 tot 6,0 mm	moleculaire rotatiespectroscopie, millimetergolfonderzoek
W-band	75 tot 100 GHz	2,7 tot 4,0 mm	radar richten en volgen, autoradar, satellietcommunicatie
F-band	90 tot 140 GHz	2,1 tot 3,3 mm	SHF, radioastronomie, de meeste radars, satelliet-tv, draadloos LAN
D-band	110 tot 170 GHz	1,8 tot 2,7 mm	EHF, microgolfrelais, energiewapens, millimetergolfscanners, teledetectie, amateurradio, radioastronomie

Toepassingen

Microgolven worden voornamelijk gebruikt voor communicatie, waaronder analoge en digitale spraak-, data- en video-uitzendingen. Ze worden ook gebruikt voor radar (RAdio Detection and Ranging) voor het volgen van het weer, radarsnelheidskanonnen en luchtverkeersleiding. Radiotelescopen gebruik grote schotelantennes om afstanden te bepalen, oppervlakken in kaart te brengen en radiosignaturen van planeten, nevels, sterren en sterrenstelsels te bestuderen. Microgolven worden gebruikt om thermische energie over te brengen om voedsel en andere materialen te verwarmen.

bronnen

Kosmische magnetron achtergrond straling is een natuurlijke bron van microgolven. De straling wordt bestudeerd om wetenschappers te helpen de oerknal te begrijpen. Sterren, inclusief de zon, zijn natuurlijke microgolfbronnen. Onder de juiste omstandigheden kunnen atomen en moleculen microgolven uitzenden. Door de mens gemaakte bronnen van microgolven zijn onder meer magnetronovens, masers, circuits, communicatiezendmasten en radar.

Ofwel solid-state apparaten of speciale vacuümbuizen kunnen worden gebruikt om microgolven te produceren. Voorbeelden van solid-state apparaten zijn masers (hoofdzakelijk lasers waarbij het licht zich in het microgolfbereik bevindt), Gunn-diodes, veldeffecttransistoren en IMPATT-diodes. De vacuümbuisgeneratoren gebruiken elektromagnetische velden om elektronen in een dichtheidsgemoduleerde modus, waarbij groepen elektronen door het apparaat gaan in plaats van door een stroom. Deze apparaten omvatten de klystron, gyrotron en magnetron.

Referentie

• Andjus, RK; Lovelock, JE (1955). 'Reanimatie van ratten van lichaamstemperaturen tussen 0 en 1 °C door microgolfdiathermie'. The Journal of Physiology . 128 (3): 541-546.