微波及其特點(diǎn)

微波及其特點(diǎn)

    微波是指波長(cháng)約1m-10mm的電磁波，常分為米波、厘米波、毫米波和亞毫米波4個(gè)波段。微波與可見(jiàn)光、紅外線(xiàn)、紫外線(xiàn)、x射線(xiàn)一樣，都是電磁波，不同之處在于它們的波長(cháng)和頻率不同。微波的頻率(300Mh一300 GH2)介于無(wú)線(xiàn)電頻率(超短波)和遠紅外線(xiàn)頻率(低頻端)之間。由于其頻率很高，在某些場(chǎng)合也叫超高頻電磁波。微波的頻率接近無(wú)線(xiàn)電波的頻率，并重疊雷達波頻率，會(huì )干擾通訊聯(lián)絡(luò )。因此，國際上對工業(yè)、科學(xué)及醫學(xué)使用的微波頻帶范圍都有嚴格要求。目前工業(yè)上只有915MHz(美國用896M比)和2450Mh兩個(gè)頻率被廣泛應用。而在較高幾個(gè)頻帶，由于微波管的功率、效率、成本尚未能達到工業(yè)使用要求，故較少應用。

    微波具有電磁波的波動(dòng)特性，如反射、透射和干涉、衍射、偏振以及伴隨電磁波的能量傳輸等波動(dòng)特性，這就決定了微波的產(chǎn)生、傳輸、放大、輻射等問(wèn)題也不同于普通的無(wú)線(xiàn)電、交流電。在微波系統中，幾件的電性質(zhì)不能認為是集總的，微波系統沒(méi)有導線(xiàn)式電路，交、直流電的傳輸特性參數及放電容和電感等概念亦失去了其確切的意義。在微波領(lǐng)域中，通常應用所謂“場(chǎng)”的概念來(lái)分析系統內電磁波的結構。并采用功率、頻率、阻抗、駐波等作為微波測量的基本量。具體來(lái)說(shuō)，①在研究微波問(wèn)題時(shí)，應使用電磁場(chǎng)的概念，許多高頻交變電磁場(chǎng)的效應不能忽略。例如微波的波長(cháng)和電路的直徑尺寸已是同一數量級，位相滯后現象已十分明顯，這一點(diǎn)必須加以考慮.②微波傳播時(shí)是直線(xiàn)傳播．遇到金屬表面將發(fā)生反射，其反射方向符合光的反射規律。③微波的頻率很高、因此其輻射效應更為明顯，它意味著(zhù)微波在普通的導線(xiàn)上傳輸時(shí)，伴隨著(zhù)能量不斷地向周?chē)臻g輻射，波動(dòng)傳輸將很快地衰減，所以對傳輸元器件有特殊要求。④當入射波與反射波相遇疊加時(shí)能形成波的干涉現象，其中包括駐波現象。在微波波導或諧振腔中，微波電磁場(chǎng)的駐波分布現象就很常見(jiàn)。在微波設備中，我們也利用多種模式的電磁場(chǎng)的分布、疊加來(lái)改善總電磁場(chǎng)分布的均勻性。⑤微波能量的空間分布同一般電磁場(chǎng)能量一樣，具有空間分布性質(zhì)。哪里存在電磁場(chǎng)，哪里就存在能量。例如微波能量傳輸方向上的空間某點(diǎn)，其電場(chǎng)能且的數值大小與該處空間的電場(chǎng)強度的二次方有關(guān)，微波電磁場(chǎng)總能量為空間點(diǎn)的電磁場(chǎng)能量的總和。

    微波像光一樣直線(xiàn)傳播，受金屬反射，可通過(guò)空氣及其他物質(zhì)(如各種玻璃、紙和塑料)，井可被不同食品成分(包括水)所吸收。當微波被物質(zhì)反射，并不增加物質(zhì)的熱；物質(zhì)吸收了微波的能量，則引起該位置變熱。

    微波能量的傳輸與一般高低頻電磁波不同，它是一種超高頻電磁波，電磁波以交變的電場(chǎng)和磁場(chǎng)互相感應的形式傳輸。為了傳輸大容量功率及減少傳輸過(guò)程的功率損耗，微波常在一定尺寸的波導管(簡(jiǎn)稱(chēng)波導)內傳輸。常見(jiàn)的波導有中空的或內部填充介質(zhì)的導電金屬管，如圓形波導、矩形波導和脊形波導等。波導的尺寸大小及結構，要按傳輸電磁波性質(zhì)及實(shí)際需要進(jìn)行專(zhuān)門(mén)設計及制造。