微波及其特點

微波及其特點

    微波是指波長約1m-10mm的電磁波，常分為米波、厘米波、毫米波和亞毫米波4個波段。微波與可見光、紅外線、紫外線、x射線一樣，都是電磁波，不同之處在于它們的波長和頻率不同。微波的頻率(300Mh一300 GH2)介于無線電頻率(超短波)和遠紅外線頻率(低頻端)之間。由于其頻率很高，在某些場合也叫超高頻電磁波。微波的頻率接近無線電波的頻率，并重疊雷達波頻率，會干擾通訊聯絡。因此，國際上對工業、科學及醫學使用的微波頻帶范圍都有嚴格要求。目前工業上只有915MHz(美國用896M比)和2450Mh兩個頻率被廣泛應用。而在較高幾個頻帶，由于微波管的功率、效率、成本尚未能達到工業使用要求，故較少應用。

    微波具有電磁波的波動特性，如反射、透射和干涉、衍射、偏振以及伴隨電磁波的能量傳輸等波動特性，這就決定了微波的產生、傳輸、放大、輻射等問題也不同于普通的無線電、交流電。在微波系統中，幾件的電性質不能認為是集總的，微波系統沒有導線式電路，交、直流電的傳輸特性參數及放電容和電感等概念亦失去了其確切的意義。在微波領域中，通常應用所謂“場”的概念來分析系統內電磁波的結構。并采用功率、頻率、阻抗、駐波等作為微波測量的基本量。具體來說，①在研究微波問題時，應使用電磁場的概念，許多高頻交變電磁場的效應不能忽略。例如微波的波長和電路的直徑尺寸已是同一數量級，位相滯后現象已十分明顯，這一點必須加以考慮.②微波傳播時是直線傳播．遇到金屬表面將發生反射，其反射方向符合光的反射規律。③微波的頻率很高、因此其輻射效應更為明顯，它意味著微波在普通的導線上傳輸時，伴隨著能量不斷地向周圍空間輻射，波動傳輸將很快地衰減，所以對傳輸元器件有特殊要求。④當入射波與反射波相遇疊加時能形成波的干涉現象，其中包括駐波現象。在微波波導或諧振腔中，微波電磁場的駐波分布現象就很常見。在微波設備中，我們也利用多種模式的電磁場的分布、疊加來改善總電磁場分布的均勻性。⑤微波能量的空間分布同一般電磁場能量一樣，具有空間分布性質。哪里存在電磁場，哪里就存在能量。例如微波能量傳輸方向上的空間某點，其電場能且的數值大小與該處空間的電場強度的二次方有關，微波電磁場總能量為空間點的電磁場能量的總和。

    微波像光一樣直線傳播，受金屬反射，可通過空氣及其他物質(如各種玻璃、紙和塑料)，井可被不同食品成分(包括水)所吸收。當微波被物質反射，并不增加物質的熱；物質吸收了微波的能量，則引起該位置變熱。

    微波能量的傳輸與一般高低頻電磁波不同，它是一種超高頻電磁波，電磁波以交變的電場和磁場互相感應的形式傳輸。為了傳輸大容量功率及減少傳輸過程的功率損耗，微波常在一定尺寸的波導管(簡稱波導)內傳輸。常見的波導有中空的或內部填充介質的導電金屬管，如圓形波導、矩形波導和脊形波導等。波導的尺寸大小及結構，要按傳輸電磁波性質及實際需要進行專門設計及制造。