Микроволновая техника
Микроволновая техника относится к изучению и проектированию микроволновых схем, компонентов и систем. Фундаментальные принципы применяются к методам анализа, проектирования и измерений в этой области. Короткие волны отличают эту дисциплину от электронной техники . Это связано с тем, что на микроволновых частотах существуют разные взаимодействия с цепями, передачей и характеристиками распространения.
Некоторые теории и устройства, относящиеся к этой области, включают антенны , радары , линии передачи , системы космического базирования ( дистанционное зондирование ), измерения, опасности микроволнового излучения и меры безопасности.
Во время Второй мировой войны микроволновая техника сыграла значительную роль в разработке радара, который мог бы точно определять местонахождение вражеских кораблей и самолетов с помощью сфокусированного луча электромагнитного излучения . Основы этой дисциплины заложены в уравнениях Максвелла и работах Генриха Герца , Уильяма Томсона , волноводной теории Дж . К. Бозе , клистроне Рассела и Вариана Бросса, а также вкладах Перри Спенсера и других. [1]
Микроволновая область [ править ]
Микроволновая печь — это термин, используемый для обозначения электромагнитных волн силой выше 10 3 мегагерц (1 гигагерц) до 300 гигагерц из-за коротких физических длин волн этих частот. Коротковолновая энергия дает явные преимущества во многих приложениях. Например, достаточную направленность можно получить, используя относительно небольшие антенны и маломощные передатчики. Эти характеристики идеальны для использования как в военных, так и в гражданских радиолокационных и коммуникационных приложениях. Маленькие антенны и другие небольшие компоненты стали возможными благодаря использованию микроволновых частот. Преимущество в размере можно рассматривать как часть решения проблем с пространством или весом, или и тем, и другим. Использование микроволновой частоты имеет важное значение для проектирования корабельных радаров, поскольку позволяет обнаруживать цели меньшего размера. СВЧ-частоты создают особые проблемы при передаче, генерации и проектировании схем, которые не встречаются на более низких частотах. Обычная теория цепей основана на напряжениях и токах , тогда как теория микроволнового излучения основана на электромагнитных полях . [2]
Аппаратуру и методы можно качественно описать как «микроволновые», когда длины волн сигналов примерно такие же, как размеры оборудования, поэтому модель с сосредоточенными элементами является неточной. Как следствие, практическая микроволновая техника имеет тенденцию отходить от дискретных резисторов , конденсаторов и катушек индуктивности , используемых с радиоволнами более низкой частоты . Вместо этого модель распределенных элементов и теория линий передачи являются более полезными методами проектирования и анализа. Разомкнутые и коаксиальные линии передачи уступают место волноводам и полосковым линиям , а настроенные схемы с сосредоточенными элементами заменяются резонаторами или резонансными линиями. СВЧ имеют эффекты отражения , поляризации , рассеяния , дифракции и атмосферного поглощения Практическое значение при изучении распространения , обычно связанные с видимым светом . Одни и те же уравнения электромагнитной теории применимы на всех частотах. [1] [3]
Актуальность [ править ]
Дисциплина микроволновой инженерии стала актуальной по мере продвижения микроволновой области в коммерческий сектор и больше не применима только к военным технологиям 20-го и 21-го веков . Недорогие компоненты и цифровая связь в микроволновой области открыли области, относящиеся к этой дисциплине. Некоторые из этих областей — это радар, спутник , беспроводная радиосвязь , оптическая связь , более быстрые компьютерные схемы и радар для предотвращения столкновений. [4]
Образование [ править ]
Многие колледжи и университеты предлагают микроволновую технику. Далее следует несколько примеров.
реализует Массачусетский университет в Амхерсте исследовательские и образовательные программы в области микроволнового дистанционного зондирования, проектирования антенн и систем связи. Предлагаются курсы и проектная работа, ведущая к получению ученой степени. Специальности включают проектирование микроволновых и радиочастотных интегральных схем, проектирование антенн, вычислительную электромагнетику, распространение радиоволн, радиолокационные системы и системы дистанционного зондирования, обработку изображений и получение изображений ТГц. [5] [6]
Университет Тафтса предлагает программу сертификации в области микроволновой и беспроводной техники в рамках своих программ последипломного образования. Его можно применить к получению степени магистра в области электротехники. Для участия в этой программе студент должен иметь соответствующую степень бакалавра. [4]
Обернский университет предлагает исследования в области микроволнового излучения. Научно-образовательный центр беспроводной инженерии - один из трех исследовательских центров. Университет также предлагает степень бакалавра беспроводной инженерии по специальности «Беспроводная электротехника». [7] [8] [9]
Университет Брэдли предлагает степень бакалавра и магистра по программе микроволновой и беспроводной инженерии. Он имеет усовершенствованную микроволновую лабораторию, лабораторию беспроводной связи и другие объекты, связанные с исследованиями. [10]
Общества [ править ]
Существуют профессиональные общества, занимающиеся этой дисциплиной:
Общество теории и техники микроволнового излучения IEEE (MTT-S) «способствует развитию теории микроволнового излучения и ее приложений…». Общество также издает рецензируемые журналы и один журнал. [11]
Журналы и другие научные периодические издания [ править ]
Существуют рецензируемые журналы и другие научные периодические издания, освещающие темы, относящиеся к микроволновой технике. Некоторые из них — транзакции IEEE по теории и технике микроволнового излучения , письма IEEE о микроволновых и беспроводных компонентах , журнал Microwave Magazine, [12] IET Микроволновые печи, антенны и распространение, [13] и Микроволновой журнал. [14]
См. также [ править ]
Ссылки [ править ]
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Дас, Аннапурна; Сисир К. Дас (2000–2009). Микроволновая техника . Серия McGraw-Hill «Основные концепции электротехники». (1-е изд.). Высшее образование МакГроу-Хилл. ISBN 978-0-07-352950-9 .
- ^ «Модуль 11. Принципы работы микроволновой печи» (бесплатная загрузка в формате PDF) . Серия тренингов по электричеству и электронике ВМФ (NEETS) . ВМС США . 1998. стр. 1–1–1–10 . Проверено 4 сентября 2011 г. Подготовлено Фрэнком Слоаном из FTCM
Эта статья включает общедоступные материалы с веб-сайтов или документов ВМС США .
- ^ Этот абзац был напрямую скопирован из статьи в Википедии под названием «Микроволновая печь» . (04 сентября 2011 г.). Однако этот материал предоставлен надежным источником, указанным в этой статье (Дас, Аннапурна; и Сисир К. Дас. Микроволновая техника . Высшее образование МакГроу-Хилл).
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Микроволновая печь и беспроводная техника (2011). «Программа сертификации» (онлайн-страница) . Университет Тафтса . Проверено 12 сентября 2011 г.
- ^ «Исследовательский центр и лаборатории» (интернет-страница) . Массачусетский университет в Амхерсте . 2011 . Проверено 18 октября 2011 г.
- ^ «Высшие степени» (онлайн-страница) . Массачусетский университет в Амхерсте . 2011 . Проверено 18 октября 2011 г.
- ^ Исследования и информационно-просветительская работа (2011). «Обзор» (онлайн-страница) . Обернский университет (Алабама) . Проверено 12 сентября 2011 г.
- ^ «Программы бакалавриата» (онлайн-страница) . Обернский университет (Алабама). 2011 . Проверено 12 сентября 2011 г.
- ^ «Параметры программы беспроводного проектирования» (интернет-страница) . Обернский университет (Алабама). 2011 . Проверено 12 сентября 2011 г.
- ^ «Программа микроволновой и беспроводной инженерии» (интернет-страница) . Университет Брэдли (Иллинойс). 2011 . Проверено 12 сентября 2011 г.
- ^ «О МТТ-С» (Интернет-страница) . Проверено 12 сентября 2011 г.
- ^ «Публикации МТТ-С» (Интернет-страница) . Проверено 12 сентября 2011 г.
- ^ «IET Микроволновые волны, антенны и распространение» (Интернет-страница) . Институт техники и технологий . Проверено 12 сентября 2011 г.
- ^ «Микроволновой журнал» (Интернет-страница) . Публикации Horizon House . Проверено 12 сентября 2011 г.
Дальнейшее чтение [ править ]
- Донг, Цзюньвэй (2009). Конструкция микроволновых линз: оптимизация, алгоритмы быстрого моделирования и методы сканирования на 360 градусов (докторская диссертация). Политехнический институт Вирджинии и Государственный университет. hdl : 10919/29081 . OCLC 469368809 . Справка etd-09242009-195704 . Проверено 26 сентября 2020 г.
