微波通信的特点(什么是微波)

一、怎么解释微波和电磁波

微波是什么

微波是一种高频率、短波长的无线电波,与一般电视和收音机接收到的电磁波和紫外光灯发射的紫外光波相近,微波本身并不生热,然而当微波使食物中的水、油脂、糖及蛋白质等极性分子互相摩擦的时候,便会产生热量；正如我们快速地摩擦自己双手的时候,也会发热一样.

电磁波是什么?电磁波的种类有几种?对人体有影响吗?

从科学的角度来说,电磁波是能量的一种,凡是能够释出能量的物体,都会释出电磁波.电与磁可说是一体两面,变动的电会产生磁,变动的磁则会产生电.电磁的变动就如同微风轻拂水面产生水波一般,因此被称为电磁波,而其每秒钟变动的次数便是频率.

当电磁波频率低时,主要藉由有形的导电体才能传递；当频率渐提高时,电磁波就会外溢到导体之外,不需要介质也能向外传递能量,这就是一种辐射.举例来说,太阳与地球之间的距离非常遥远,但在户外时,我们仍然能感受到和煦阳光的光与热,这就好比是「电磁辐射藉由辐射现象传递能量」的原理一样.

电磁辐射是传递能量的一种方式,辐射种类可分为三种：

1.游离辐射

2.有热效应的非游离辐射

3.无热效应的非游离辐射

电磁波的能量和频率高低成正比.当高能量电磁波把能量传给其它物质时,有可能撞出该物质内原子、分子的电子,使物质内充满带电离子,这种效应称为"游离化",而造成这种游离化现象的电磁波就称为游离辐射,包括伽玛射线、X光、紫外线等.

进入可见光频率以内的电磁波均及红外线均无法造成游离化效应,称为非游离辐射.这边必须澄清一个观念,辐射伤害是指游离辐射（游离辐射会与身体内的物质抢夺电荷,产生离子破坏生理组织）,非游离辐射则不具游离化能力,不会产生有害人体的自由化离子,大量非游离电磁波只会造成温热效应.

这就好像做日光浴或站在灯泡下方一般,只要不在短期内传太多能量给人体,生理组织就能加以调控,所以在安全范围下长期接受非游离电磁波,并不会产生累积性伤害.Q2:我们日常生活中会接触到电磁波吗?

我们的生活环境中,"电"和"磁"的现象无所不在,除了大自然的太阳光和闪电外,举凡各种电器用品,如电视、微波炉、电灯泡、计算机等,甚至广播电台、电视台、业余无线电台、无线电出租车、警用无线电台或卫星行动通信等之无线电磁波,都存在我们的生活环境中.

二、微波炉中的微波是什么波

微波炉中的微波是高频率、短波长的电磁波，不是红外线。

高频率、短波长的电磁波频率在300MHz-3000GHz，波长范围在1mm-1 m间的电磁波。其在空气中的波长为 12.2cm，但在食物中的波长低于12 cm。

电磁波在不同材料中传递时，其每单位时间内的震荡频率不会改变，但电磁波的传播速度v和波长会随材料的导电系数，r和导磁系数，r不同而改变。

扩展资料：

微波炉电源向磁控管提供大约4000伏高压，磁控管在电源激励下，连续产生微波，再经过波导系统，耦合到烹调腔内。

在烹调腔的进口处附近，有一个可旋转的搅拌器，因为搅拌器是风扇状的金属，旋转起来以后对微波具有各个方向的反射，所以能够把微波能量均匀地分布在烹调腔内，从而加热食物。微波炉的功率范围一般为500～1000瓦。

通常来说，浅而圆直边的容器盛装食物，加热较快且均匀，应优先选用，由于微波对外围的食物加热较快，所以要把厚实粗大部分向外，细小部分排在容器中间并放射状置于盘中，以便让不易熟的厚部分多吸收微波能量。

三、射频与微波的区别

微波信号和射频信号的区别是：

一、性质不同

微波作为一种电磁波也具有波粒二象性。微波的基本性质通常呈现为穿透、反射、吸收三个特性。对于玻璃、塑料和瓷器，微波几乎是穿越而不被吸收。对于水和食物等就会吸收微波而使自身发热。而对金属类东西，则会反射微波。

我们把具有远距离传输能力的高频电磁波称为射频,英文缩写:RF。为了能够在空中传播电视信号，必须把视频全电视信号调制成高频或射频（RF-Radio Frequency）信号，每个信号占用一个频道，这样才能在空中同时传播多路电视节目而不会导致混乱。

二、信号不同

微波信号是指频率为300MHz~300GHz的电磁波信号，微波频率比一般的无线电波频率高，通常也称为“超高频电磁波”。

射频信号就是经过调制的，拥有一定发射频率的电波。在电磁波频率低于100kHz时,电磁波会被地表吸收,不能形成有效的传输,一旦电磁波频率高于100kHz时，电磁波就可以在空气中传播，并经大气层外缘的电离层反射,形成远距离传输能力。

扩展资料：

射频分类和应用

目前定义RFID产品的工作频率有低频、高频和甚高频的频率范围内的符合不同标准的不同的产品，而且不同频段的 RFID产品会有不同的特性。其中感应器有无源和有源两种方式。

低频

其实 RFID技术首先在低频(从125kHz到134kHz)得到广泛的应用和推广。该频率主要是通过电感耦合的方式进行工作，也就是在读写器线圈和感应器线圈间存在着变压器耦合作用，通过读写器交变场的作用在感应器天线中感应的电压被整流，可作供电电压使用。磁场区域能够很好的被定义，但是场强下降的太快。

特性：

工作在低频的感应器的一般工作频率从120kHz到134kHz, TI的工作频率为134.2kHz。该频段的波长大约为 2500m；

1.除了金属材料影响外，一般低频能够穿过任意材料的物品而不降低它的读取距离。

2.工作在低频的读写器在全球没有任何特殊的许可限制。

3.低频产品有不同的封装形式。好的封装形式就是价格太贵，但是有 10年以上的使用寿命。

4.虽然该频率的磁场区域下降很快，但是能够产生相对均匀的读写区域。

5.相对于其他频段的 RFID产品，该频段数据传输速率比较慢。

6.感应器的价格相对与其他频段来说要贵。

主要应用：

畜牧业的管理系统；汽车防盗和无钥匙开门系统的应用；马拉松赛跑系统的应用；自动停车场收费和车辆管理系统；自动加油系统的应用；酒店门锁系统的应用；门禁和安全管理系统。

高频

高频(工作频率为 13.56MHz)在该频率的感应器不再需要线圈进行绕制，可以通过腐蚀或者印刷的方式制作天线。

感应器一般通过负载调制的方式的方式进行工作。也就是通过感应器上的负载电阻的接通和断开促使读写器天线上的电压发生变化，实现用远距离感应器对天线电压进行振幅调制。如果人们通过数据控制负载电压的接通和断开，那么这些数据就能够从感应器传输到读写器。

特性：

1.工作频率为 13.56MHz，该频率的波长大概为 22m；

2.除了金属材料外，该频率的波长可以穿过大多数的材料，但是往往会降低读取距离。感应器需要离开金属一段距离；

3.该频段在全球都得到认可并没有特殊的限制；

4.感应器一般以电子标签的形式；

5.虽然该频率的磁场区域下降很快，但是能够产生相对均匀的读写区域；

6.该系统具有防冲撞特性，可以同时读取多个电子标签；

7.可以把某些数据信息写入标签中；

8.数据传输速率比低频要快，价格不是很贵。

主要应用：

图书管理系统的应用；液化气钢瓶的管理应用；服装生产线和物流系统的管理和应用；三表预收费系统；酒店门锁的管理和应用；大型会议人员通道系统；固定资产的管理系统；医药物流系统的管理和应用；智能货架的管理。

甚高频

甚高频(工作频率为 860MHz到 960MHz之间甚高频系统通过电场来传输能量。电场的能量下降的不是很快，但是读取的区域不是很好进行定义。该频段读取距离比较远，无源可达 10m左右。主要是通过电容耦合的方式进行实现。

特性：

1.在该频段，全球的定义不是很相同－欧洲和部分亚洲定义的频率为 868MHz，北美定义的频段为 902 MHz到 905MHz之间，在日本建议的频段为 950 MHz到 956 MHz之间。该频段的波长大概为 30cm左右。

2.目前，该频段功率输出目前统一的定义(美国定义为 4W，欧洲定义为 500mW)。

3.甚高频频段的电波不能通过许多材料，特别是水，灰尘，雾等悬浮颗粒物资。相对于高频的电子标签来说，该频段的电子标签不需要和金属分开来。

4.电子标签的天线一般是长条和标签状。天线有线性和圆极化两种设计，满足不同应用的需求。

5.该频段有好的读取距离，但是对读取区域很难进行定义。

6.有很高的数据传输速率，在很短的时间可以读取大量的电子标签。

主要应用：

供应链上的管理和应用；生产线自动化的管理和应用；航空包裹的管理和应用；集装箱的管理和应用；铁路包裹的管理和应用；后勤管理系统的应用；大规模人员进出管理的应用。

有源 RFID技术

有源 RFID技术（ 2.45GHz、 5.8GHz）有源 RFID具备低发射功率、通信距离长、传输数据量大,可靠性高和兼容性好等特点,与无源 RFID相比,在技术上的优势非常明显。

被广泛地应用到公路收费、港口货运管理、人员定位管理等应用中。但是使用此频段具有很强的方向性，并且在接收区域内如有金属物体的话，金属物体对该频段的射频会产生折射和反射，从而影响射频接收器的信号读写。

参考资料来源：百度百科-射频

参考资料来源：百度百科-微波

四、什么是微波

这张于2013年3月21日公布的图片显示了欧洲航天局普朗克空间天文台观测到的宇宙微波背景（CMB）。CMB是我们宇宙中最古老的光的快照，在宇宙只有38万年的时候印在了天空上。它显示微小的温度波动，对应于密度略有不同的区域，代表未来所有结构的种子：今天的恒星和星系。（欧空局和普朗克合作组织）

微波是一种电磁辐射，无线电波、紫外线、X射线和伽马射线也是。微波有一系列的应用，包括通信、雷达，也许大多数人最清楚的是烹饪。

电磁辐射是以不同波长和频率的波或粒子传播的。这种宽范围的波长称为电磁波谱。根据波长的减小、能量和频率的增加，光谱一般分为七个区域。常用名称有无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线。微波在射电和红外线之间的电磁波谱范围内。

微波的频率范围约为每秒10亿个周期或1千兆赫（GHz），据《大英百科全书》报道，高达300兆赫，波长约30厘米（12英寸）至1毫米（0.04英寸）。根据Ginger Butcher的《电磁频谱之旅》一书，该区域进一步划分为多个波段，命名为L、S、C、X和K。

微波主要用于点对点通信系统，以传输包括语音在内的所有类型的信息，根据联邦通信委员会（FCC）的数据和视频，包括模拟和数字格式。它们还用于远程机械、开关、阀门和信号的监控和数据采集（SCADA）。

微波的另一个重要应用是雷达。“雷达”一词最初是无线电探测和测距的缩写。二战前，英国无线电工程师发现，短波无线电波可以从遥远的物体（如船只和飞机）上反射出去，而返回的信号可以用高灵敏度的定向天线探测到，这样就可以确定这些物体的存在和位置。“雷达”一词的用法已经非常普遍，现在它本身就是一个词，可以指使用微波或无线电波的系统。

一个鲜为人知的历史事实是，早期的雷达装置是在瓦胡岛最北端的卡胡库点上建造的。根据夏威夷州的网站，当飞机在132英里（212公里）外时，该站实际上探测到了日本飞机攻击珍珠港的第一波。然而，由于该系统只运行了两周，因此被认为是不可靠的，而这一警告被忽略了。在战争过程中，雷达得到了改进和完善，成为国防和民用空中交通管制的重要组成部分，

雷达有许多其他用途，其中一些利用了多普勒效应。多普勒效应的一个例子可以通过一辆驶近的救护车来证明：当它驶近时，汽笛的声音似乎在音调上上升，直到它嚎啕大哭。然后，当它退到远处时，汽笛的音调似乎降低了。

密苏里州立大学物理学教授罗伯特·马亚诺维奇（Robert Mayanovic）说，通常使用微波的多普勒雷达用于空中交通管制和车辆限速执法。当物体接近天线时，返回的微波被压缩，因此波长更短，频率更高。匡威ly，远离物体的返回波被拉长，具有较长的波长和较低的频率。通过测量这种频率偏移，可以确定物体朝向或远离天线的速度。

这一原理的常见应用包括简单的运动探测器、用于限速的雷达炮、雷达高度计和能够跟踪大气中水滴三维运动的气象雷达。这些应用被称为主动传感，因为微波被传输，反射信号被接收和分析。在被动传感中，对微波的自然来源进行了观测和分析。这些观测中有许多是由卫星进行的，它们要么回望地球，要么向太空发射。

微波最常见的用途之一是快速加热食物。微波炉是可能的，因为微波可以用来传输热能。这一现象的发现纯属偶然。在他的书《他们都笑了……：从灯泡到激光：改变我们生活的伟大发明背后的迷人故事》（HarperCollins，1992）中，作者Ira Flatow讲述了微波炉发明的故事：“二战后不久，电子天才和战争英雄Percy L.Spencer正在参观他在雷神公司的实验室。斯宾塞停在一个磁控管前，磁控管是驱动雷达装置的动力管。突然，他注意到口袋里的一根棒棒糖开始融化，“进一步的调查使他制作出了第一批微波爆米花和第一个爆炸的鸡蛋。”

第一批微波炉相当大而且很贵，但后来变得非常便宜，在全世界的家庭中很常见。微波加热系统也用于许多工业应用，包括食品，分批和连续操作中的化学和材料处理。

射电天文学家在微波区进行观测，但由于大气的衰减，这些研究大多是使用高空气球或卫星进行的。然而，最著名的外星微波观测可能是由两位贝尔实验室的科学家进行的，他们使用大型地面喇叭天线研究电信系统。

据美国宇航局科学网站报道，“1965年，使用长L波段微波，阿诺·彭齐亚斯和罗伯特·威尔逊，贝尔实验室的科学家们意外地发现了一个不可思议的发现：他们用一种特殊的低噪声天线探测到了背景噪声。奇怪的是，噪音来自四面八方，强度似乎一点都没有变化。如果这种静电来自我们星球上的某些东西，比如附近机场控制塔的无线电传输，那么它将只来自一个方向，而不是所有地方。贝尔实验室的科学家们很快意识到他们偶然发现了宇宙微波背景辐射。这种辐射充满了整个宇宙，是宇宙大爆炸开始的线索。

彭齐亚斯和威尔逊因其发现而被授予1978年诺贝尔物理学奖。宇宙微波背景辐射后来被卫星精确地绘制出来。这些观测揭示了微小的温度变化，最终演变成我们今天看到的星系团。

对这一背景辐射的分析也为天文学家提供了宇宙组成的线索，科学家们现在认为，95%的宇宙是由传统仪器无法“感知”的物质和能量组成的，因此命名为暗物质和暗能量。未来对这一背景辐射的分析可能会降低f关于宇宙诞生后不久发生的事情，甚至在宇宙存在之前，根据一些宇宙模型，“Charles Q. Choi”，“KDSPs”补充报道，Live of Science撰稿人。“KDSPE”“KDSPs”附加资源“KDSPE”项目LuxRION列表，详细描述，分配给射电天文学的所有频率。美国宇航局科学网站讨论微波。哈卡迪展示了如何制造多普勒运动传感器的电子设备。”哈卡迪展示了如何制作多普勒运动传感器的电子设备

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