マイクロ波工学

1. マイクロ波の基礎

1.1. コアプロパティ

マイクロ波は、波長が短い電磁波です。その基本的な特性によって、様々なシステムにおけるマイクロ波の用途や挙動が決まります。

それらは電磁エネルギーを放射します。
これらは直線的に移動し、電離層によって反射されません。
それらは導電性の表面によって反射されます。
短い距離では減衰の影響を受けやすくなります。
マイクロ波電流はケーブルの薄い層を流れることがあり、この現象は 表皮効果.

1.2。長所と短所

優位性	デメリット
より大きな帯域幅: より多くの情報の伝送をサポートし、ポイントツーポイント通信に最適です。	設備コストが高い: インストールとコンポーネントのコストは重要です。
より高いアンテナ利得: より集中した信号送受信が可能になります。	かさばるコンポーネント: 機器は重量が重いため、かなりのスペースが必要になる場合があります。
データレートの向上: 利用可能な帯域幅が拡大したことによる直接的な結果です。	電磁妨害：他のソースからの干渉を受けやすい。
アンテナサイズの縮小: 周波数が高くなると、より小型でコンパクトなアンテナが可能になります。	誘電特性の変動: 温度の変動により特性が変化する場合があります。
低消費電力：信号周波数が高いほど、必要な電力は少なくなります。	固有の電力効率の悪さ: 電力の変換は非効率的になる可能性があります。
色あせの軽減: 見通し内伝播により信号フェージングの影響を最小限に抑えます。
有効なレーダー反射: レーダーシステムに適した反射領域を提供します。
大容量通信: 大容量の衛星および地上リンクを可能にします。
小型化: 低コストで小型のマイクロ波部品を開発できます。
スペクトルの使用: 利用可能なすべての周波数範囲にわたって、さまざまなアプリケーションを提供します。

1.3. 主な用途

マイクロ波は、数多くの分野にわたって幅広く多様な用途に使用されています。

カテゴリー	特定のアプリケーション
無線通信	長距離電話、Bluetooth、WiMAX、屋外放送、直接放送衛星（DBS）、パーソナル通信システム（PCS）、WLAN、自動車衝突回避システム。
ディスプレイ・電子機器関連	高速ジッタフリースイッチ、位相シフター、HF 生成、チューニング要素、電子対抗手段 (ECM/ECCM) システム、拡散スペクトルシステム。
商用利用	防犯アラーム、ガレージドアオープナー、警察用速度検知器、非接触型識別装置、携帯電話、ポケベル、衛星テレビ、動作検知器。
ナビゲーション	全地球測位システム (GPS) およびその他の全地球航法衛星システム。
軍事とレーダー	目標距離/速度検出、ソナー、航空交通管制、天気予報、船舶航行、掃海、速度制限の施行。
研究	原子と核の共鳴。
電波天文学	宇宙マイクロ波背景放射をマークし、宇宙の強力な波と放射線を検出します。
食品業界	電子レンジ、食品加工（予熱、焙煎、乾燥）、水分均一化。
産業用途	ゴムの加硫、分析化学、セラミックの加工、医薬品の殺菌、送電、トンネル掘削、岩石/コンクリートの破砕、RF照明、核融合炉、アクティブ拒否システム。
半導体加工	反応性イオンエッチング、化学蒸着。
分光法	不対電子とフリーラジカルを研究するための電子常磁性共鳴 (EPR/ESR) 分光法。
医療応用	心拍のモニタリング、肺水の検出、腫瘍の検出、局所温熱療法、血管形成術、マイクロ波断層撮影、音響イメージング。