Engenharia de Microondas - Introdução

O espectro eletromagnético consiste em toda a gama de radiação eletromagnética. A radiação é a energia que viaja e se espalha à medida que se propaga. Os tipos de radiação eletromagnética que formam o espectro eletromagnético são descritos na captura de tela a seguir.

Vamos agora dar uma olhada nas propriedades das Microondas.

Propriedades das microondas

A seguir estão as principais propriedades das Microondas.

  • Microondas são ondas que irradiam energia eletromagnética com comprimento de onda mais curto.

  • As microondas não são refletidas pela ionosfera.

  • As microondas viajam em linha reta e são refletidas pelas superfícies condutoras.

  • As microondas são facilmente atenuadas em distâncias mais curtas.

  • As correntes de micro-ondas podem fluir através de uma fina camada de um cabo.

Vantagens das Microondas

Existem muitas vantagens do Microondas, como as seguintes -

  • Suporta largura de banda maior e, portanto, mais informações são transmitidas. Por esta razão, as microondas são usadas para comunicações ponto a ponto.

  • Mais ganho de antena é possível.

  • Taxas de dados mais altas são transmitidas conforme a largura de banda é maior.

  • O tamanho da antena fica reduzido à medida que as frequências são mais altas.

  • Baixo consumo de energia, pois os sinais são de frequências mais altas.

  • O efeito do desbotamento é reduzido usando a propagação da linha de visão.

  • Fornece área de reflexão efetiva nos sistemas de radar.

  • As comunicações por satélite e terrestres com alta capacidade são possíveis.

  • Componentes de micro-ondas em miniatura de baixo custo podem ser desenvolvidos.

  • Uso eficaz do espectro com ampla variedade de aplicações em todas as faixas de freqüência de operação disponíveis.

Desvantagens das Microondas

Existem algumas desvantagens do Microondas, como as seguintes -

  • Custo do equipamento ou custo de instalação é alto.
  • Eles são pesados ​​e ocupam mais espaço.
  • Pode ocorrer interferência eletromagnética.
  • Podem ocorrer variações nas propriedades dielétricas com as temperaturas.
  • Ineficiência inerente à energia elétrica.

Aplicações de microondas

Há uma grande variedade de aplicações para microondas, que não são possíveis para outras radiações. Eles são -

Comunicações sem fio

  • Para ligações de longa distância
  • Bluetooth
  • Operações WIMAX
  • Transmissões de radiodifusão ao ar livre
  • Serviços auxiliares de transmissão
  • Unidade de captação remota
  • Link estúdio / transmissor
  • Satélite de transmissão direta (DBS)
  • Sistemas de comunicação pessoal (PCSs)
  • Redes locais sem fio (WLANs)
  • Sistemas de vídeo celular (CV)
  • Sistema anti-colisão de automóveis

Eletrônicos

  • Interruptores rápidos sem jitter
  • Phase shifters
  • Geração HF
  • Elementos de ajuste
  • Sistemas ECM / ECCM (contador eletrônico)
  • Sistemas de espalhamento de espectro

Usos Comerciais

  • Alarmes contra roubo
  • Abridores de porta de garagem
  • Detectores de velocidade policial
  • Identificação por métodos sem contato
  • Telefones celulares, pagers, LANs sem fio
  • Televisão por satélite, rádio XM
  • Detectores de movimento
  • Sensoriamento remoto

Navegação

  • Sistemas globais de navegação por satélite
  • Sistema de Posicionamento Global (GPS)

Militar e radar

  • Radares para detectar o alcance e a velocidade do alvo.

  • Aplicativos SONAR

  • Controle de tráfego aéreo

  • Previsão do tempo

  • Navegação de navios

  • Aplicativos de varredura de minas

  • Aplicação de limite de velocidade

  • Militares usam frequências de microondas para comunicações e para as aplicações mencionadas acima.

Aplicações de pesquisa

  • Ressonâncias atômicas
  • Ressonâncias nucleares

Radioastronomia

  • Marcar radiação cósmica de fundo em microondas
  • Detecção de ondas poderosas no universo
  • Detecção de muitas radiações no universo e na atmosfera terrestre

Indústria alimentícia

  • Fornos micro-ondas usados ​​para reaquecer e cozinhar
  • Aplicações de processamento de alimentos
  • Aplicações de pré-aquecimento
  • Pre-cooking
  • Torrefação de grãos / feijão
  • Secagem de batatas fritas
  • Nivelamento de umidade
  • Absorvendo moléculas de água

Usos Industriais

  • Borracha vulcanizante
  • Aplicações de química analítica
  • Processos de secagem e reação
  • Processamento de cerâmicas
  • Matriz de polímero
  • Modificação de superfície
  • Processamento de vapor químico
  • Processamento de pó
  • Esterilizando produtos farmacêuticos
  • Síntese química
  • Remediação de resíduos
  • Transmissão de energia
  • Perfuração de túnel
  • Quebra de rocha / concreto
  • Quebrando camadas de carvão
  • Cura de cimento
  • Iluminação RF
  • Reatores de fusão
  • Sistemas de negação ativos

Técnicas de processamento de semicondutores

  • Gravura de íon reativo
  • Deposição de vapor químico

Espectroscopia

  • Espectroscopia de Ressonância Paramagnética Eletrônica (EPR ou ESR)
  • Para saber sobre elétrons desemparelhados em produtos químicos
  • Para conhecer os radicais livres nos materiais
  • Química do elétron

Aplicações Médicas

  • Monitorando batimento cardíaco
  • Detecção de água no pulmão
  • Detecção de tumor
  • Hipertermia regional
  • Aplicações terapêuticas
  • Aquecimento local
  • Angioplasty
  • Tomografia micro-ondas
  • Imagem acústica de micro-ondas

Para qualquer onda se propagar, é necessário um meio. As linhas de transmissão, que são de diferentes tipos, são utilizadas para a propagação de Microondas. Vamos aprender sobre eles no próximo capítulo.