微波及其特性

微波及其特性

   微波是频率大约在300MHz-300GHz，即波长在100cm至1mm范围内的电磁波，它位于电磁波谱的红外辐射(光波)和无线电波之间。因此，可以用电磁波和电磁场理论处理与微波有关的一些问题，特别是微波在空间的传播及其与物质的相互作用等。在现实生活中，也其实是应用了这些原理解决了一些问题，甚至用这些原理开发了产品，比如，家用微波炉，再有杀菌机、干燥机、烘干机等微波设备。但是，由于微波波长与所用元器件的尺寸相近，所以常用于电子学中的印刷电路已不能使用。在这里，能够使用的是同轴电线、空心金属管波导、谐振腔、速调管和磁控管等。
   微波是一个十分特殊的电磁波段，尽管它介于无线电波和红外辐射之间．但却不能仅靠将低频无线电波和高频红外辐射的概念加以推广的办法导出微波的产生、传输与应用的原理．例如．按照低频无线电波的原理，空心金属管波导将不能传输微波．因为安照这些原理，相反方向的电流将不能同时在同一块金属里流动而不汇合成单一方向的电流．然而，对于微波，却确实可以观测到相反方向的电流在波导的同一导体中流动。同样，虽然光可以在空心管中传播，但光却不能像微波那样沿一个同轴电缆传播烘干机．

   微波除可通过波导或同轴电缆传输外，也可以用一些天线将其聚焦成波束通行传输，这已被广泛应用于雷达、通讯和电子战中.

    在一般条件下，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，可用这些材料作家用微波炉的炊具、支架及窗口材料等。 微波也可被一些介质材料，如水、碳、橡胶、食品、木材和湿纸等吸收而产生热，因此。微波也可作为一种能源而在家用、工业、科研和其它许多领域获得广泛的应用．这种微波功率是一类不属于通讯用的微波功率．

    微波波段中波长在1—25cm的波段专门用于雷达，其余部分用于电讯传播，为了防止微波功率对无线电通讯、广播、电视和雷达等造成干扰，国际上规定：科学研究、医学及家用等民用微波功率的频段要不同。
   众所周知，由于本世纪30年代微波电子管的出现和技术突破，使与微波技术紧密相关的雷达技术在第二次世界大战期间有了突飞猛进的发展。那时，参战双方任何一方在微波技术方而的进展都会给敌方带来重创．残酷的战争现实和交战备方的强烈竞争竟识极大地推动厂微波在军学通讯领域的广泛应用。
   发现微波的热效应，将微波作为一种非通讯的能源广泛应用于工业、农业  医疗、科学研究乃至家庭则是第一次大战结束以后的事．1945年英国雷声公司的研究人员发现了微波的热效应，两年后他们即研制成了世界上第—台采用微波加热食品的“雷达炉”．今天，家用微波炉在美国的普及率已达80％以上，年销量逾1200万台。微波加热作用的特点是可在不同深度同时产生热，这种“体加热作用”，不仅使加热更快速．而且更均匀，从而大大缩短了处理材料所需的时间．节省宝贵的能源，还大大改善了加热的质量，保持食品的营养成分，防止材料中有用(有效)成分的破坏和流失。正因为如此，日前它已被广泛府用于纸张、木材、皮革、烟草以至中草药的干燥等。微波还可用来杀虫灭菌，从而在医学和食品工业中获得广泛应用  微波在生物医学方面处可用于诊断(如肿瘤)和治疗(如突发性耳聋、疼痛、类风湿关节炎、肩周炎、某些癌症）疾病、组织固定、免疫组织化学和免疫细胞化学研究等，微波在其它领域的应用也越来越广泛，前景看好．