Cov yam ntxwv ntawm Microwaves
Cov microwaves yog ib feem ntawm cov electromagnetic spectrum uas siv dav hauv lub neej niaj hnub no, los ntawm kev sib txuas lus wireless mus rau cov khoom siv hauv tsev. Txawm hais tias feem ntau cuam tshuam nrog cov qhov cub microwave, microwaves yeej muaj lub luag haujlwm dav dua, tshwj xeeb tshaj yog hauv kev siv tshuab radar, satellites, cellular networks, thiab navigation systems. Txhawm rau nkag siab tias vim li cas microwaves thiaj li tseem ceeb, peb yuav tsum nkag siab txog lawv cov yam ntxwv tseem ceeb: zaus thiab wavelength ntau yam, cov txheej txheem propagation, kev sib cuam tshuam nrog cov khoom, kev cuam tshuam thiab kev nkag mus, thiab cov yam ntxwv kev nyab xeeb hauv lawv siv.
1. Qhov chaw ntawm cov microwaves hauv cov electromagnetic spectrum
Cov microwaves yog cov nthwv dej electromagnetic, txhais tau tias lawv tuaj yeem kis tau yam tsis muaj qhov nruab nrab (qhov nqus tsev) thiab muaj cov hluav taws xob thiab cov teb sib nqus uas sib hloov ua ke. Feem ntau, cov microwaves muaj zaus txij li ntawm 300 MHz txog 300 GHz, nrog rau cov nthwv dej ntev txij li ntawm 1 meter txog 1 millimeter. Qhov ntau no tso lawv nyob nruab nrab ntawm cov nthwv dej xov tooj cua (zaus qis dua) thiab infrared (zaus siab dua).
Vim tias lawv cov wavelengths luv dua piv rau cov xov tooj cua zaus qis, microwaves tuaj yeem nqa cov ntaub ntawv ntau thiab tso cai rau kev siv cov antennas me dua. Qhov no yog ib qho laj thawj uas microwaves yog lub hauv paus ntawm ntau lub tshuab sib txuas lus niaj hnub no.
2. Kev ceev ntawm kev nthuav dav thiab cov khoom yooj yim
Ib yam li lwm cov nthwv dej electromagnetic, microwaves mus ncig ntawm qhov ceev ntawm lub teeb hauv lub tshuab nqus tsev, uas yog li 3 × 10⁸ m / s. Hauv ib qho nruab nrab xws li huab cua, yas, lossis cov ntaub so ntswg biological, qhov ceev qeeb me ntsis nyob ntawm qhov ntsuas refractive ntawm qhov nruab nrab.
Cov microwaves kuj muaj cov khoom dav dav ntawm cov nthwv dej, xws li:
– Kev cuam tshuam: tuaj yeem cuam tshuam los ntawm cov hlau lossis cov ntaub ntawv conductive.
- Refraction: qhov kev taw qhia ntawm kev nthuav dav hloov pauv thaum nws nkag mus rau hauv nruab nrab nrog cov khoom hluav taws xob sib txawv.
– Diffraction (khoov): tuaj yeem khoov dhau ntug ntawm qhov thaiv, tab sis qib ntawm diffraction me dua li cov nthwv dej xov tooj cua uas muaj qhov ntev dua.
– Kev cuam tshuam: ob lub microwaves tuaj yeem txhawb lossis ua kom tsis muaj zog ib leeg nyob ntawm theem.
Cov khoom no tau siv dav hauv radar thiab kev sib txuas lus, tab sis kuj tuaj yeem ua rau muaj teeb meem xws li multipath (ob chav reflections) hauv Wi-Fi systems lossis kev sib txuas lus ntawm tes.
3. Qhov kev taw qhia ntawm kev nthuav dav feem ntau yog "kab-ntawm-pom"
Ib qho tseem ceeb ntawm cov microwaves yog lawv txoj kev nyiam mus rau hauv ib txoj kab ncaj (kab-ntawm-pom), tshwj xeeb tshaj yog ntawm cov zaus siab dua. Vim yog lawv cov wavelengths luv luv, microwaves tsis khoov yooj yim nrog lub ntiaj teb cov duab zoo li cov xov tooj cua zaus qis. Yog li ntawd, kev sib txuas lus microwave ntev feem ntau xav tau:
- antennas ntawm cov pej thuam siab,
- repeater los yog relay;
- los yog satellite ua ib qho connector.
Qhov no yog vim li cas cov tes hauj lwm sib txuas microwave feem ntau siv los txuas ob lub ntsiab lus uas tuaj yeem "pom" ib leeg yam tsis muaj cov tsev lossis cov roob thaiv.
4. Kev sib cuam tshuam nrog cov ntaub ntawv: kev nqus thiab cua sov dielectric
Qhov zoo tshaj plaws ntawm cov microwaves yog lawv lub peev xwm los ua kom sov qee yam khoom siv, tshwj xeeb tshaj yog cov uas muaj cov molecule polar xws li dej. Cov txheej txheem cua sov no tshwm sim los ntawm kev cua sov dielectric: lub microwave lub zog hluav taws xob ua rau cov molecule polar (piv txwv li, H₂O) tig thiab oscillate, yog li hloov lub zog nthwv dej mus rau hauv lub zog cua sov.
Txawm li cas los xij, nws yog ib qho tseem ceeb kom nkag siab tias tsis yog txhua yam khoom siv cua sov tib yam. Cov yam ntxwv ntawm kev cua sov nyob ntawm:
- cov ntsiab lus ntawm dej,
- dielectric tas mus li,
- qhov poob dielectric,
- cov khoom siv tuab thiab kev faib tawm ntawm thaj chaw.
Feem ntau cov hlau cuam tshuam cov hluav taws xob microwave, yog li nws tsis yooj yim kub (tshwj tsis yog tias muaj hluav taws xob los ntawm cov khoom ntse). Cov iav thiab qee cov yas feem ntau nkag tau yooj yim rau cov hluav taws xob microwave, yog li lawv cov thawv tsis kub sai li cov khoom noj - txawm hais tias lawv tseem tuaj yeem sov los ntawm kev sib cuag nrog cov khoom noj kub.
5. Muaj peev xwm nkag mus tau tsawg tab sis muaj txiaj ntsig
Cov microwaves muaj peev xwm nkag mus rau qee yam khoom siv uas tsis yog conductive, tab sis lawv qhov tob nkag mus yog txwv thiab nyob ntawm qhov zaus thiab cov yam ntxwv ntawm cov khoom siv. Hauv cov qhov cub microwave hauv tsev, qhov zaus feem ntau siv yog 2,45 GHz. Qhov zaus no tau raug xaiv los ua qhov kev pom zoo: nws muaj txiaj ntsig txaus los ua kom cov zaub mov sov thiab muaj qhov tob nkag mus rau hauv cov khoom noj txhua hnub.
Hauv lwm daim ntawv thov, microwaves siv rau hauv:
- radar huab cua los ntes cov dej nag thiab cov qauv cua daj cua dub,
- kev thaij duab microwave rau kev tshuaj xyuas cov khoom siv,
- kev sib txuas lus satellite uas siv cov zaus tshwj xeeb (piv txwv li C-band, Ku-band, Ka-band).
6. Kev sib cais thiab nws cov kev cuam tshuam rau cov kab ke sib txuas lus
Cov microwaves muaj polarization, uas yog qhov kev taw qhia ntawm lub zog hluav taws xob thaum nws nthuav dav. Polarization tuaj yeem yog linear (kab rov tav / ntsug), voj voog, lossis elliptical. Hauv kev sib txuas lus, kev sib phim polarization ntawm lub transmitter thiab receiver yog qhov tseem ceeb vim tias qhov tsis sib xws tuaj yeem txo qhov hluav taws xob tau txais.
Polarization kuj tseem siv rau:
- txo kev cuam tshuam,
- nce lub peev xwm ntawm cov channel (piv txwv li nrog dual-polarization),
- hloov kho rau cov xwm txheej tshwj xeeb, tshwj xeeb tshaj yog hauv kev sib txuas lus satellite.
7. Kev cuam tshuam ntawm huab cua: kev ntub dej thiab nag
Hauv cov microwaves, huab cua tuaj yeem muaj qhov cuam tshuam loj heev, tshwj xeeb tshaj yog thaum muaj zaus siab. Qee qhov xwm txheej tseem ceeb yog:
- Nag poob: cov dej nag nqus thiab tawg nthwv dej, tshwj xeeb tshaj yog ntawm Ku thiab Ka zaus, yog li qhov zoo ntawm cov teeb liab satellite lossis cov txuas microwave tuaj yeem txo qis thaum muaj nag hnyav.
- Kev nqus los ntawm cov pa dej thiab cov pa oxygen: ntawm qee qhov zaus muaj qhov nqus siab tshaj plaws, yog li muaj "qhov rai zaus" uas zoo tagnrho rau kev sib txuas lus ntev.
- Kev tawg: cov khoom me me hauv huab cua tuaj yeem ua rau muaj kev tawg uas cuam tshuam rau kev ruaj khov ntawm lub teeb liab.
Yog li ntawd, cov neeg tsim qauv microwave system yuav tsum xav txog lub zog ntawm lub zog, kev xaiv zaus, thiab kev hloov kho thiab kev kho qhov yuam kev.
8. Muaj zog cuam tshuam los ntawm hlau thiab txoj cai ua haujlwm ntawm radar
Cov microwaves raug cuam tshuam los ntawm cov khoom siv hluav taws xob xws li hlau. Cov yam ntxwv no yog lub hauv paus ntawm radar (Radio Detection and Ranging) thev naus laus zis. Radar tso tawm microwaves thiab tom qab ntawd tau txais cov nthwv dej cuam tshuam los xam qhov deb, qhov ceev, thiab kev coj ntawm ib yam khoom. Vim tias microwaves muaj cov wavelengths luv luv, radar tuaj yeem ntes cov ntsiab lus zoo dua li cov kab ke uas muaj wavelengths ntev dua.
Radar siv rau hauv:
- kev tsav dav hlau thiab nkoj,
- lub tsheb radar (piv txwv li rau kev tswj hwm kev caij nkoj hloov pauv),
– kev saib xyuas huab cua,
– kev kos duab ntawm lub ntiaj teb (kev tshawb nrhiav deb).
9. Kev nyab xeeb thiab kev txwv kev raug mob
Cov hluav taws xob microwaves yog cov hluav taws xob uas tsis yog ionizing, txhais tau tias lawv lub zog tsis txaus los rhuav tshem cov tshuaj sib txuas xws li X-rays. Qhov kev pheej hmoo tseem ceeb los ntawm kev raug hluav taws xob microwave yog vim muaj cua sov ntawm cov nqaij ntshiv ntawm qhov muaj zog siab. Yog li ntawd, cov qauv kev nyab xeeb tsim cov kev txwv rau cov pej xeem thiab cov neeg ua haujlwm, thiab cov khoom siv tau tsim los kom cov pa phem nyob hauv cov kev txwv kev nyab xeeb.
Hauv cov khoom siv xws li lub qhov cub microwave, cov hlau thaiv thiab cov grilles ntawm lub qhov rooj yog tsim los kom cov microwaves nyob hauv chav cua sov. Cov khoom siv sib txuas lus xws li Wi-Fi thiab xov tooj ntawm tes tso tawm hluav taws xob tsawg dua li cov qhov cub microwave, yog li kev raug hluav taws xob feem ntau yog nyob rau hauv cov kev txwv uas tau tswj hwm.
10. Txoj kev
Cov yam ntxwv ntawm lub microwave muaj xws li qhov ntau zaus siab nrog cov wavelengths luv luv, qhov kev nyiam rau kab-ntawm-pom kev nthuav dav, kev cuam tshuam muaj zog los ntawm cov hlau, thiab kev sib cuam tshuam nrog cov khoom siv dielectric uas tuaj yeem tsim cua sov. Microwaves kuj raug cuam tshuam los ntawm cov huab cua, tshwj xeeb tshaj yog nag thiab roj nqus, thiab suav nrog lub tswv yim ntawm polarization, uas yog qhov tseem ceeb hauv kev sib txuas lus. Kev nkag siab txog cov yam ntxwv no tso cai rau peb pom vim li cas microwaves tseem ceeb heev rau lub neej niaj hnub no: lawv ua rau muaj kev sib txuas lus sai, cov kab ke radar raug, thiab cov thev naus laus zis ua kom sov - tsuav yog lawv siv nrog kev tsim qauv thiab cov qauv kev nyab xeeb.
