Définition du rayonnement micro-ondes
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Le rayonnement micro-ondes est un type de rayonnement électromagnétique. Le préfixe «micro-» dans les micro-ondes ne signifie pas que les micro-ondes ont des longueurs d'onde micrométriques, mais plutôt que les micro-ondes ont de très petites longueurs d'onde par rapport aux ondes radio traditionnelles (longueurs d'onde de 1 mm à 100 000 km). Dans le spectre électromagnétique, les micro-ondes se situent entre le rayonnement infrarouge et les ondes radio.
Fréquences
Le rayonnement micro-ondes a une fréquence comprise entre 300 MHz et 300 GHz (1 GHz à 100 GHz en ingénierie radio) ou une longueur d'onde allant de 0,1 cm à 100 cm. La gamme comprend les bandes radio SHF (super haute fréquence), UHF (ultra haute fréquence) et EHF (ondes extrêmement hautes fréquences ou millimétriques).
Alors que les ondes radio à basse fréquence peuvent suivre les contours de la Terre et rebondir sur les couches de l'atmosphère, les micro-ondes ne parcourent que la ligne de vue, généralement limitée à 30 à 40 miles à la surface de la Terre. Une autre propriété importante du rayonnement micro-ondes est qu'il est absorbé par l'humidité. Un phénomène appelé la pluie s'estompe se produit à l'extrémité supérieure de la bande hyperfréquence. Au-delà de 100 GHz, d'autres gaz dans l'atmosphère absorbent l'énergie, ce qui rend l'air opaque dans la gamme des micro-ondes, bien que transparent dans la région visible et infrarouge.
Désignations de bande
Étant donné que le rayonnement micro-ondes couvre une si large gamme de longueurs d'onde / fréquences, il est subdivisé en IEEE, OTAN, UE ou autres désignations de bande radar:
| Désignation de la bande | La fréquence | Longueur d'onde | Les usages |
| Bande L | 1 à 2 GHz | 15 à 30 cm | radio amateur, téléphones portables, GPS, télémétrie |
| Bande S | 2 à 4 GHz | 7,5 à 15 cm | radioastronomie, radar météorologique, fours à micro-ondes, Bluetooth, certains satellites de communication, radio amateur, téléphones portables |
| Bande C | 4 à 8 GHz | 3,75 à 7,5 cm | radio longue distance |
| Bande X | 8 à 12 GHz | 25 à 37,5 mm | communications par satellite, large bande terrestre, communications spatiales, radioamateur, spectroscopie |
| Ku bande | 12 à 18 GHz | 16,7 à 25 mm | communications par satellite, spectroscopie |
| Bande K | 18 à 26,5 GHz | 11,3 à 16,7 mm | communications par satellite, spectroscopie, radar automobile, astronomie |
| Kune bande | 26,5 à 40 GHz | 5,0 à 11,3 mm | communications par satellite, spectroscopie |
| Bande Q | 33 à 50 GHz | 6,0 à 9,0 mm | radar automobile, spectroscopie moléculaire en rotation, communication par micro-ondes terrestre, radioastronomie, communication par satellite |
| Bande U | 40 à 60 GHz | 5,0 à 7,5 mm | |
| Bande V | 50 à 75 GHz | 4,0 à 6,0 mm | spectroscopie moléculaire en rotation, recherche sur les ondes millimétriques |
| Bande W | 75 à 100 GHz | 2,7 à 4,0 mm | ciblage et suivi radar, radar automobile, communication par satellite |
| Bande F | 90 à 140 GHz | 2,1 à 3,3 mm | SHF, radioastronomie, la plupart des radars, télévision par satellite, LAN sans fil |
| Bande D | 110 à 170 GHz | 1,8 à 2,7 mm | EHF, relais micro-ondes, armes à énergie, scanners à ondes millimétriques, télédétection, radio-amateur, radio-astronomie |
Les usages
Les micro-ondes sont utilisées principalement pour les communications, notamment les transmissions analogiques et numériques de la voix, des données et de la vidéo. Ils sont également utilisés pour le radar (détection et télémétrie RAdio) pour le suivi météorologique, les radars rapides et le contrôle de la circulation aérienne. Les radiotélescopes utilisent de grandes antennes paraboliques pour déterminer les distances, cartographier les surfaces et étudier les signatures radio des planètes, des nébuleuses, des étoiles et des galaxies. Les micro-ondes sont utilisées pour transmettre l'énergie thermique pour chauffer les aliments et autres matériaux.
Sources
Le rayonnement de fond des micro-ondes cosmiques est une source naturelle de micro-ondes. Le rayonnement est étudié pour aider les scientifiques à comprendre le Big Bang. Les étoiles, y compris le Soleil, sont des sources micro-ondes naturelles. Dans de bonnes conditions, les atomes et les molécules peuvent émettre des micro-ondes. Les sources de micro-ondes artificielles comprennent les fours à micro-ondes, les masers, les circuits, les tours de transmission de communication et le radar..
Des appareils à semi-conducteurs ou des tubes à vide spéciaux peuvent être utilisés pour produire des micro-ondes. Des exemples de dispositifs à semi-conducteurs comprennent des masers (essentiellement des lasers où la lumière est dans la gamme des micro-ondes), des diodes Gunn, des transistors à effet de champ et des diodes IMPATT. Les générateurs de tubes à vide utilisent des champs électromagnétiques pour diriger les électrons dans un mode modulé en densité, où des groupes d'électrons traversent l'appareil plutôt qu'un flux. Ces appareils incluent le klystron, le gyrotron et le magnétron.
Effets sur la santé
Le rayonnement micro-ondes est appelé «rayonnement» parce qu'il rayonne vers l'extérieur et non parce qu'il est de nature radioactive ou ionisante. Les faibles niveaux de rayonnement micro-ondes ne sont pas connus pour produire des effets néfastes sur la santé. Cependant, certaines études indiquent qu'une exposition à long terme peut agir comme cancérogène.
L'exposition aux micro-ondes peut provoquer des cataractes, car le chauffage diélectrique dénature les protéines dans le cristallin de l'œil, le rendant laiteux. Alors que tous les tissus sont susceptibles de chauffer, l'œil est particulièrement vulnérable car il n'a pas de vaisseaux sanguins pour moduler la température. Le rayonnement micro-ondes est associé à la effet auditif micro-ondes, où l'exposition aux micro-ondes produit des bourdonnements et des clics. Cela est dû à la dilatation thermique dans l'oreille interne.
Les brûlures par micro-ondes peuvent se produire dans les tissus plus profonds, pas seulement à la surface, car les micro-ondes sont plus facilement absorbées par les tissus qui contiennent beaucoup d'eau. Cependant, des niveaux d'exposition plus faibles produisent de la chaleur sans brûlures. Cet effet peut être utilisé à diverses fins. L'armée américaine utilise des ondes millimétriques pour repousser les personnes ciblées avec une chaleur inconfortable. Autre exemple, en 1955, James Lovelock a réanimé des rats congelés en utilisant la diathermie à micro-ondes.
Référence
- Andjus, R.K .; Lovelock, J.E. (1955). "Réanimation de rats à des températures corporelles comprises entre 0 et 1 ° C par diathermie micro-ondes". Le Journal de Physiologie. 128 (3): 541-546.
