微波及其特性

微波及其特性

   微波是頻率大約在300MHz-300GHz，即波長在100cm至1mm范圍內的電磁波，它位于電磁波譜的紅外輻射(光波)和無線電波之間。因此，可以用電磁波和電磁場理論處理與微波有關的一些問題，特別是微波在空間的傳播及其與物質的相互作用等。在現實生活中，也其實是應用了這些原理解決了一些問題，甚至用這些原理開發了產品，比如，家用微波爐，再有殺菌機、干燥機、烘干機等微波設備。但是，由于微波波長與所用元器件的尺寸相近，所以常用于電子學中的印刷電路已不能使用。在這里，能夠使用的是同軸電線、空心金屬管波導、諧振腔、速調管和磁控管等。
   微波是一個十分特殊的電磁波段，盡管它介于無線電波和紅外輻射之間．但卻不能僅靠將低頻無線電波和高頻紅外輻射的概念加以推廣的辦法導出微波的產生、傳輸與應用的原理．例如．按照低頻無線電波的原理，空心金屬管波導將不能傳輸微波．因為安照這些原理，相反方向的電流將不能同時在同一塊金屬里流動而不匯合成單一方向的電流．然而，對于微波，卻確實可以觀測到相反方向的電流在波導的同一導體中流動。同樣，雖然光可以在空心管中傳播，但光卻不能像微波那樣沿一個同軸電纜傳播烘干機．

   微波除可通過波導或同軸電纜傳輸外，也可以用一些天線將其聚焦成波束通行傳輸，這已被廣泛應用于雷達、通訊和電子戰中.

    在一般條件下，微波可方便地穿透某些材料，如玻璃、陶瓷、某些塑料（如聚四氟乙烯)等。因此，可用這些材料作家用微波爐的炊具、支架及窗口材料等。 微波也可被一些介質材料，如水、碳、橡膠、食品、木材和濕紙等吸收而產生熱，因此。微波也可作為一種能源而在家用、工業、科研和其它許多領域獲得廣泛的應用．這種微波功率是一類不屬于通訊用的微波功率．

    微波波段中波長在1—25cm的波段專門用于雷達，其余部分用于電訊傳播，為了防止微波功率對無線電通訊、廣播、電視和雷達等造成干擾，國際上規定：科學研究、醫學及家用等民用微波功率的頻段要不同。
   眾所周知，由于本世紀30年代微波電子管的出現和技術突破，使與微波技術緊密相關的雷達技術在第二次世界大戰期間有了突飛猛進的發展。那時，參戰雙方任何一方在微波技術方而的進展都會給敵方帶來重創．殘酷的戰爭現實和交戰備方的強烈競爭竟識極大地推動廠微波在軍學通訊領域的廣泛應用。
   發現微波的熱效應，將微波作為一種非通訊的能源廣泛應用于工業、農業  醫療、科學研究乃至家庭則是第一次大戰結束以后的事．1945年英國雷聲公司的研究人員發現了微波的熱效應，兩年后他們即研制成了世界上第—臺采用微波加熱食品的“雷達爐”．今天，家用微波爐在美國的普及率已達80％以上，年銷量逾1200萬臺。微波加熱作用的特點是可在不同深度同時產生熱，這種“體加熱作用”，不僅使加熱更快速．而且更均勻，從而大大縮短了處理材料所需的時間．節省寶貴的能源，還大大改善了加熱的質量，保持食品的營養成分，防止材料中有用(有效)成分的破壞和流失。正因為如此，日前它已被廣泛府用于紙張、木材、皮革、煙草以至中草藥的干燥等。微波還可用來殺蟲滅菌，從而在醫學和食品工業中獲得廣泛應用  微波在生物醫學方面處可用于診斷(如腫瘤)和治療(如突發性耳聾、疼痛、類風濕關節炎、肩周炎、某些癌癥）疾病、組織固定、免疫組織化學和免疫細胞化學研究等，微波在其它領域的應用也越來越廣泛，前景看好．