Ingeniería de microondas - Introducción

El espectro electromagnético consiste en una gama completa de radiación electromagnética. La radiación es la energía que viaja y se esparce a medida que se propaga. Los tipos de radiación electromagnética que forman el espectro electromagnético se muestran en la siguiente captura de pantalla.

Echemos ahora un vistazo a las propiedades de las microondas.

Propiedades de las microondas

A continuación se enumeran las principales propiedades de las microondas.

  • Las microondas son las ondas que irradian energía electromagnética con una longitud de onda más corta.

  • Las microondas no se reflejan en la ionosfera.

  • Las microondas viajan en línea recta y son reflejadas por las superficies conductoras.

  • Las microondas se atenúan fácilmente a distancias más cortas.

  • Las corrientes de microondas pueden fluir a través de una fina capa de cable.

Ventajas de las microondas

Hay muchas ventajas de las microondas, como las siguientes:

  • Admite un mayor ancho de banda y, por lo tanto, se transmite más información. Por esta razón, las microondas se utilizan para comunicaciones punto a punto.

  • Es posible una mayor ganancia de antena.

  • Las velocidades de datos más altas se transmiten a medida que aumenta el ancho de banda.

  • El tamaño de la antena se reduce a medida que las frecuencias son más altas.

  • Bajo consumo de energía ya que las señales son de frecuencias más altas.

  • El efecto del desvanecimiento se reduce mediante el uso de la propagación de la línea de visión.

  • Proporciona un área de reflexión efectiva en los sistemas de radar.

  • Son posibles las comunicaciones por satélite y terrestres con altas capacidades.

  • Se pueden desarrollar componentes de microondas en miniatura de bajo costo.

  • Uso efectivo del espectro con una amplia variedad de aplicaciones en todos los rangos de frecuencia de operación disponibles.

Desventajas de las microondas

Hay algunas desventajas de las microondas, como las siguientes:

  • El costo del equipo o el costo de instalación es alto.
  • Son pesados ​​y ocupan más espacio.
  • Pueden producirse interferencias electromagnéticas.
  • Pueden ocurrir variaciones en las propiedades dieléctricas con las temperaturas.
  • Ineficiencia inherente a la energía eléctrica.

Aplicaciones de las microondas

Hay una amplia variedad de aplicaciones para microondas, que no son posibles para otras radiaciones. Ellos son -

Comunicaciones inalámbricas

  • Para llamadas telefónicas de larga distancia
  • Bluetooth
  • Operaciones WIMAX
  • Transmisiones de radiodifusión al aire libre
  • Servicios auxiliares de radiodifusión
  • Unidad de recogida remota
  • Enlace de estudio / transmisor
  • Satélite de transmisión directa (DBS)
  • Sistemas de comunicación personal (PCS)
  • Redes de área local inalámbricas (WLAN)
  • Sistemas de video celular (CV)
  • Sistema de prevención de colisiones de automóviles

Electrónica

  • Conmutadores rápidos sin fluctuaciones
  • Cambiadores de fase
  • Generación HF
  • Elementos de tuning
  • Sistemas ECM / ECCM (contador electrónico de medidas)
  • Sistemas de espectro ensanchado

Usos comerciales

  • Alarmas antirrobo
  • Abridores de puertas de garaje
  • Detectores de velocidad de la policía
  • Identificación por métodos sin contacto
  • Teléfonos móviles, buscapersonas, LAN inalámbricas
  • Televisión por satélite, radio XM
  • Detectores de movimiento
  • Sensores remotos

Navegación

  • Sistemas globales de navegación por satélite
  • Sistema de posicionamiento global (GPS)

Militar y radar

  • Radares para detectar el alcance y la velocidad del objetivo.

  • Aplicaciones SONAR

  • Control de tráfico aéreo

  • Predicción del tiempo

  • Navegación de barcos

  • Aplicaciones de barrido de minas

  • Aplicación del límite de velocidad

  • Military usa frecuencias de microondas para comunicaciones y para las aplicaciones mencionadas.

Aplicaciones de investigación

  • Resonancias atómicas
  • Resonancias nucleares

Astronomía radial

  • Marque la radiación de fondo de microondas cósmico
  • Detección de poderosas ondas en el universo
  • Detección de muchas radiaciones en el universo y la atmósfera terrestre.

Industria de alimentos

  • Hornos de microondas utilizados para recalentar y cocinar
  • Aplicaciones de procesamiento de alimentos
  • Aplicaciones de precalentamiento
  • Pre-cooking
  • Tostar granos / frijoles
  • Secar papas fritas
  • Nivelación de humedad
  • Absorber moléculas de agua

Usos industriales

  • Caucho vulcanizado
  • Aplicaciones de química analítica
  • Procesos de secado y reacción
  • Procesamiento de cerámica
  • Matriz de polímero
  • Modificacion superficial
  • Procesamiento de vapor químico
  • Procesamiento de polvo
  • Esterilización de productos farmacéuticos
  • Síntesis química
  • Remediación de residuos
  • Transmisión de potencia
  • Túnel aburrido
  • Rompiendo roca / hormigón
  • Rompiendo vetas de carbón
  • Curado de cemento
  • Iluminación RF
  • Reactores de fusión
  • Sistemas de negación activos

Técnicas de procesamiento de semiconductores

  • Grabado de iones reactivos
  • Deposición de vapor químico

Espectroscopia

  • Espectroscopía de resonancia paramagnética electrónica (EPR o ESR)
  • Conocer los electrones desapareados en los productos químicos.
  • Conocer los radicales libres en materiales
  • Química electrónica

Aplicaciones médicas

  • Monitorización de los latidos del corazón
  • Detección de agua pulmonar
  • Detección de tumores
  • Hipertermia regional
  • Aplicaciones terapéuticas
  • Calefacción local
  • Angioplasty
  • Tomografía por microondas
  • Imágenes acústicas de microondas

Para que cualquier onda se propague, es necesario un medio. Las líneas de transmisión, que son de diferentes tipos, se utilizan para la propagación de microondas. Aprendamos sobre ellos en el próximo capítulo.