Що таке «надвисокий діапазон» і яка розшифровка СВЧ?

Розшифровка СВЧ - це «надвисокі частоти». Багато хто подумає, що це щось складне з області заумної фізики і математики, і що це їх не стосується. Однак справа йде зовсім інакше. Пристрої НВЧ давно і щільно увійшли в наше життя, і їх можна зустріти повсюдно. Але що ж це таке?

Діапазон надвисоких частот

Розшифровка СВЧ - надвисокі частоти електромагнітного випромінювання, які розташовані в спектрі між частотою інфрачервоної дальньої області та ультрависокими частотами. Довжина хвиль даного діапазону становить від тридцяти сантиметрів до одного міліметра. Саме тому СВЧ іноді називають сантиметровими і дециметровими хвилями. У зарубіжній технічній літературі розшифровка СВЧ - мікрохвильовий діапазон. Мається на увазі, що довжина хвиль дуже мала в порівнянні з хвилями радіомовлення, які мають порядок в кілька сотень метрів.

Властивості СВЧ-діапазону

По своїй довжині даний тип хвиль - проміжний між випромінюванням світла і радіосигналами, тому він і має властивості обох видів. Наприклад, як і світло, ці хвилі поширюються по прямій траєкторії і перекриваються практично всіма більш-менш твердими об`єктами. Аналогічно світловому випромінювання, СВЧ може фокусуватися, відбиватися, поширяться у вигляді променів. Незважаючи на те що розшифровка СВЧ акцентує увагу на «понад» -Високий діапазоні, багато антени і радіолокаційні пристрої являють собою кілька збільшений варіант дзеркал, лінз та інших оптичних елементів.

Генерація

Так як випромінювання надвисоких частот схоже з радіохвилями, то і генерується воно схожими методами. Розшифровка СВЧ передбачає застосування до неї класичної теорії радіохвиль, проте завдяки підвищеному діапазону існує можливість підвищити ефективність його використання. Приміром, один тільки промінь може «нести» відразу до тисячі телефонних розмов одночасно. Подібності СВЧ-хвиль і світла, що виражаються в підвищеної щільності переносимої інформації, виявилися корисними для радіолокаційної техніки.

Застосування надвисоких частот в радіолокації

Хвилі сантиметрового і дециметрового діапазонів стали предметом інтересу ще за часів Другої світової війни. У той час виникла потреба в ефективному і новаторський засобі виявлення. Тоді досліджували СВЧ-хвилі на предмет їх застосування в радіолокації. Суть полягає в тому, що інтенсивні і короткі імпульси запускаються в простір, а потім частина цих променів реєструється після повернення від шуканих віддалених об`єктів.

Застосування надвисоких частот у галузі зв`язку

Як ми вже говорили, розшифровка СВЧ - надвисокі частоти. Інженери і техніки вирішили застосувати ці радіохвилі в зв`язку. У всіх країнах активно використовують комерційні лінії зв`язку, засновані на передачі хвиль високих діапазонів. Такі радіосигнали йдуть не по кривій земної поверхні, а по прямій, через ретрансляційні станції зв`язку, розташовані на висотах з інтервалами близько п`ятдесяти кілометрів.

Для передачі не потрібні великі витрати електроенергії, так як СВЧ-хвилі допускають вузьконаправлені прийом і передачу, а також на станціях посилюються електронними підсилювачами перед ретрансляцією. Система антен, веж, передавачів і приймачів здається дорогою, але все це окупається інформаційною ємністю подібних каналів зв`язку.

Застосування надвисоких частот в області супутникового зв`язку

Система радіобашен для ретрансляції СВЧ-сигналів на великі відстані може існувати тільки на суші. Для міжконтинентальних переговорів використовують штучні супутники, які знаходяться на геостаціонарній орбіті Землі і виконують функції ретрансляторів. Кожен супутник надає кілька тисяч каналів зв`язку високої якості своїм клієнтам для передачі телевізійних і телефонних сигналів одночасно.

Термообробка продуктів

Перші спроби застосування надвисоких частот для обробки харчових продуктів отримали позитивні, і навіть захоплені відгуки. СВЧ-печі на сьогоднішній день застосовують як в домашніх умовах, так і в крупній харчової промисловості. Генерируемая електронними високопотужними лампами енергія концентрується в незначному обсязі, що дозволяє термічно обробити продукцію чисто, компактно і безшумно.

Вбудована мікрохвильова піч отримала найбільше поширення в домашньому господарстві, і її можна знайти на багатьох кухнях. Також подібні пристрої побутового призначення застосовуються у всіх місцях, де необхідний швидкий підігрів і підготовка страв. Піч СВЧ з грилем, наприклад, є абсолютно необхідним елементом для будь-якого поважаючого себе ресторану.

Основні джерела випромінювання

Прогрес у використанні СВЧ-хвиль пов`язаний з такими електровакуумними приладами, як клістрон і магнетрон, які здатні генерувати величезну кількість енергії високої частоти. Використання магнетрона базується на принципі об`ємного резонатора, стінки якого є індуктивністю, а простір між стінами - ємністю резонансної ланцюга. Розміри даного елемента вибирають по необхідної резонансної надвисокої частоти, яка б відповідала потрібним співвідношенням між ємністю і індуктивністю.

Отже, розшифровка СВЧ - надвисокі частоти. Розмір генератора безпосередньо впливає на потужність подібних випромінювань. Магнетрони малого розміру для високих частот є такими маленькими, що їх потужності не можуть досягти потрібних величин. Проблема також стоїть і з використанням важких магнітів. У клістроні вона частково вирішена, тому що в цьому електровакуумному приладі не потрібно зовнішнє поле.