Mikroaallot

Kohteesta Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun
Kuva maailmankaikkeudesta mikroaaltoalueella

Mikroaallot ovat sähkömagneettisia aaltoja. Ne ovat korkeataajuisia radioaaltoja, joiden aallonpituus on pidempi kuin infrapunaisella säteilyllä, mutta lyhyempi kuin yleisradiolähetyksiin käytettävillä radioaalloilla.

Mikroaaltoja käytetään muun muassa tutkissa ja mikroaaltouuneissa. Mikroaaltoihin perustuva laserin tapaan toimiva laite on maser. Langattomassa tiedonsiirrossa (WLAN, matkapuhelin, radiolinkki) käytetään mikroaaltoja.

Avaruudessa monet kohteet säteilevät mikroaaltoja tai masersäteilyä. Mikroaallot ovat aallonpituuksien 30 cm–1 mm ja taajuuksien 1 GHz–300 GHz välissä tai jopa 3 000 GHz asti. Mikroaallot käsittävät taajuusalueet UHF (0,3–3 GHz), SHF (3–30 GHz) ja EHF (30–300 GHz). Lisäksi on alimillimetrisäteilyn alue (300-3000 GHz). Mikroaaltojen ja radioaaltojen raja on liukuva, samoin mikroaaltojen ja kaukoinfrapunan. Useimmiten käytetään 1–40 GHz:n aluetta.

Mikroaaltojen taajuuskaistat[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Mikroaallot luokitellaan käyttötarkoituksen mukaan taajuusalueisiin joita merkitään kirjaimilla.[1] Tutkatekniikassa ensimmäiset yritykset mikroaaltotutkiksi tehtiin L- ja S-alueella (L=long, pitkä, ja S= short = lyhyt). X-aluetta kehitettiin sotilastarkoituksiin "salaisena" projektina. Kun X ja S olivat käytössä, niiden väliin otettiin C (engl. compromise, kompromissi). Saksassa kehitettiin erittäin lyhyet K-aallot (saks. Kurtz, lyhyt). Kirjaimissa on jonkun verran kansallisia eroja. P-alue lienee brittien "Previous" (edellinen; alue jonka tutkakäytöstä luovuttiin varhaisessa vaiheessa).[2]

Nimitys Taajuusalue
L-kaista 1–2 GHz
S-kaista 2–4 GHz
C-kaista 4–8 GHz
X-kaista 8–12 GHz
Ku-kaista 12–18 GHz
K-kaista 18–26,5 GHz
Ka-kaista 26,5–40 GHz
Q-kaista 30–50 GHz
U-kaista 40–60 GHz
V-kaista 50–75 GHz
E-kaista 60–90 GHz
W-kaista 75–110 GHz
F-kaista 90–140 GHz
D-kaista 110–170 GHz

Mikroaaltojen tuottaminen[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Aaltoputkiliitoksia lennnonjohdon tutkassa.

Mikroaaltojen tuottamiseen käytetään kiinteitä puolijohdevahvistimia tai onteloresonaattoreita eli putkivahvistimia kuten magnetronia, klystronia, tai kulkuaaltoputkea (TWT). Sekä puolijohdevahvistimissa että putkivahvistimissa elektroneja kiihdytetään sähkökentän avulla resonaattorissa, joka saadaan resonoimaan halutulla resonanssitaajuudella. Resonoivassa komponentissa elektronit kiihtyvät ja hidastuvat (pulssittuvat) luovuttaen samalla energiaa sähkömagneettiselle kentälle.[3][4][5]

Mikroaaltoja siirretään aaltoputkea pitkin.[3] Aaltoputkessa on pienemmät häviöt kuin mikroaaltoja siirrettäessä koaksiaalikaapelia pitkin, ja se kestää suurempien tehojen siirtämistä.[6]

Mikroaaltojen eteneminen ilmakehässä[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Mikroaaltojen etenemistä ilmakehässä häiritsee niiden sironta ja absorptio, jota aiheuttavat kaasumolekyylit (lähinnä vesihöyry ja happi) sekä sadepisarat. Vaimeneminen on sitä suurempaa, mitä korkeampi taajuus (lyhyempi aallonpituus).[7] Mikroaaltojen sironta sadepisaroista on säätutkan toiminnan ydin,[8] mutta myös tiedonsiirtoon tarkoitettujen mikroaaltolinkkkien kokemaa vaimenemista käytetään sateen arviointiin.[9]

Katso myös[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. Letter Designations of Microwave Bands
  2. Frequency Letter bands Microwaves 101. Viitattu 21.2.2017.
  3. a b Mikroaallot Jyväskylän yliopisto. Viitattu 24.2.2017.
  4. Microwave Tubes Microwaves 101. Viitattu 21.2.2017.
  5. Microwave tubes RF Wireless World. Viitattu 21.2.2017.
  6. difference between waveguide and coaxial line RF wireless World. Viitattu 25.2.2017.
  7. Kestwal et al.: Prediction of Rain Attenuation and Impact of Rain in Wave Propagation at Microwave Frequency for Tropical Region (Uttarakhand, India) Int. J. Microwave Sci. Tech. 2014. Viitattu 22.2.2017.
  8. Yuter S.: Precipitation radars Washington uni.. Viitattu 22.2.2017.
  9. Lejnse, H.: Microwave link rainfall estimation: Effects of link length and frequency, temporal sampling, power resolution, and wet antenna attenuation Advances in Water Resources. 2008. Viitattu 22.2.2017.

Aiheesta muualla[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]