Microondas

Se denomina microondas a las ondas electromagnéticas; generalmente de entre 300 MHz y 30 GHz,[1] que supone un período de oscilación de 3 s (3×10−9 s) a 33 s (33×10−12 s) y una longitud de onda en el rango de 1 m a 10 mm. Otras definiciones, por ejemplo las de los estándares IEC 60050 y IEEE 100 sitúan su rango de frecuencias entre 1 GHz y 30 GHz, es decir, longitudes de onda de entre 30 centímetros a 10 milímetros.

Torre de telecomunicaciones mediante microondas en Wellington Nueva Zelanda. El rango de frecuencias de microondas es utilizada para transmisiones de televisión (500-900 MHz, dependiendo de los países) o telefonía móvil (850-900 MHz y 1800-1900 MHz).

El rango de las microondas está incluido en las bandas de radiofrecuencia, concretamente en las de UHF (ultra-high frequency - frecuencia ultra alta) 0,3-3 GHz, SHF (super-high frequency - frecuencia súper alta) 3-30 GHz y EHF (extremely-high frequency - frecuencia extremadamente alta) 30-300 GHz. Otras bandas de radiofrecuencia incluyen ondas de menor frecuencia y mayor longitud de onda que las microondas. Las microondas de mayor frecuencia y menor longitud de onda —en el orden de milímetros— se denominan ondas milimétricas.

La existencia de ondas electromagnéticas, de las cuales las microondas forman parte, fueron predichas por Maxwell en 1864 a partir de sus famosas Ecuaciones de Maxwell. En 1888, Heinrich Rudolf Hertz fue el primero en demostrar la existencia de ondas electromagnéticas mediante la construcción de un aparato para generar y detectar ondas de radiofrecuencia.

Las microondas pueden ser generadas de varias maneras, generalmente divididas en dos categorías: dispositivos de estado sólido y dispositivos basados en tubos de vacío. Los dispositivos de estado sólido para microondas están basados en semiconductores de silicio o arseniuro de galio, e incluyen transistores de efecto campo (FET), transistores de unión bipolar (BJT), diodos Gunn y diodos IMPATT. Se han desarrollado versiones especializadas de transistores estándar para altas velocidades que se usan comúnmente en aplicaciones de microondas.

Los dispositivos basados en tubos de vacío operan teniendo en cuenta el movimiento balístico de un electrón en el vacío bajo la influencia de campos eléctricos o magnéticos, entre los que se incluyen el magnetrón,[2] el klistrón, el TWT y el girotrón.

Usos

Una de las aplicaciones más conocidas de las microondas es el horno de microondas, que usa un magnetrón para producir ondas a una frecuencia de aproximadamente 2,45 GHz. Estas ondas hacen vibrar o rotar las moléculas de agua, lo cual genera calor. Debido a que la mayor parte de los alimentos contienen un importante porcentaje de agua, pueden ser fácilmente cocinados de esta manera.

En telecomunicaciones, las microondas son usadas en radiodifusión, ya que estas pasan fácilmente a través de la atmósfera con menos interferencia que otras longitudes de onda mayores. También hay más ancho de banda en el espectro de microondas que en el resto del espectro de radio. Usualmente, las microondas son usadas en programas informativos de televisión para transmitir una señal desde una localización remota a una estación de televisión mediante una camioneta especialmente equipada. Protocolos 802.11g y b también usan microondas en la banda ISM, aunque la especificación 802.11a usa una banda ISM en el rango de los 5 GHz. La televisión por cable y el acceso a Internet vía cable coaxial usan algunas de las más bajas frecuencias de microondas. Algunas redes de telefonía celular también usan bajas frecuencias de microondas.

En la industria armamentística, se han desarrollado prototipos de armas que utilicen la tecnología de microondas para la incapacitación momentánea o permanente de diferentes enemigos en un radio limitado.[3]

La tecnología de microondas también es utilizada por los radares, para detectar el rango, velocidad, información meteorológica y otras características de objetos remotos; o en el máser, un dispositivo semejante a un láser pero que trabaja con frecuencias de microondas.

Las cámaras de RF ejemplifican el gran cambio que recientemente ha surgido en este tipo de tecnologías. Desempeñan un papel importante en el ámbito de radar, detección de objetos y la extracción de identidad mediante el uso del principio de imágenes microondas de alta resolución, que consiste, esencialmente, en un transmisor de impulsos para iluminar la tarjeta, un auto-adaptador aleatorio de fase seguido por un receptor de microondas que produce un holograma a través del cual se lee la información de la fase e intensidad de la tarjeta de radiación.

Tecnologías usadas en la transmisión por medio de microondas

Al inicio, la tecnología de microondas, fue construyendo dispositivos de guía de onda: llamados "fontaneros". Luego surgió una tecnología híbrida:

  • Circuito integrado de microondas (MIC en inglés)

Para que luego los componentes discretos se construyeran en el mismo sustrato que las líneas de transmisión. La producción en masa y los dispositivos compactos:

  • Tecnologías MMIC

Pero existen algunos casos en los que no son posibles los dispositivos monolíticos:

  • RFIC

Microondas Estados Unidos

BandaRango de frecuenciaOrigen del nombre,
Banda Ihasta 0,2 GHz
Banda G0,2 a 0,25 GHz
Banda P0,25 a 0,5 GHzPrevious, dado que los primeros rádares del Reino Unido utilizaron esta banda, pero luego pasaron a frecuencias más altas
Banda L0,5 a 1,5 GHzLong wave (Onda larga)
Banda S2 a 4 GHzShort wave (Onda corta)
Banda C4 a 8 GHzCompromiso entre S y X
Banda X8 a 12 GHzUsada en la II Guerra Mundial por los sistemas de control de fuego, X de cruz (como la cruz de la retícula de puntería)
Banda Ku12 a 18 GHzKurz-unten (bajo la corta)
Banda K18 a 26 GHzAlemán Kurz (corta)
Banda Ka26 a 40 GHzKurz-above (sobre la corta)
Banda V40 a 75 GHzVery high frequency (Muy alta frecuencia)
Banda W75 a 111 GHzW hiper frecuencia

Microondas UE, OTAN

BandaRango de frecuencia
Banda Ahasta 0,25 GHz
Banda B0,25 a 0,5 GHz
Banda C0,5 a 1 GHz
Banda D1 a 2 GHz
Banda E2 a 3 GHz
Banda F3 a 4 GHz
Banda G4 a 6 GHz
Banda H6 a 8 GHz
Banda I8 a 10 GHz
Banda J10 a 20 GHz
Banda K20 a 40 GHz
Banda L40 a 60 GHz

Véase también

Generales

  • Pozar, David M. (1993). Microwave Engineering Addison-Wesley Publishing Company. ISBN 0-201-50418-9.
  • Dugauquier C. - Effects of exposure to electromagnetic fields (microwaves) on mammalian pregnancy. Litterature review - Médecine et Armées, 2006; 34 (3): 215-218.
  • Heynick C. et al. - Radio Frequency Electromagnetic Fields: Cancer, Mutagenesis, and Genotoxicity - Bioelectromagnetics Supplement, 2003; 6:S74-S100.
  • Martín-Gil J., Martín-Gil F.J, José-Yacamán M., Carapia-Morales L. and Falcón-Bárcenas T. Microwave-assisted Synthesis of Hydrated Sodium Uranyl Oxonium Silicate. Polish Journal of Chemistry. 2005. 79, 1399-1403.

Notas

  1. Arias, Arnaldo González (2001). ¿Qué es el magnetismo?. Universidad de Salamanca. ISBN 9788478008872. Consultado el 2 de marzo de 2018.
  2. Wolke, Robert L. (2003). Lo que Einstein le contó a su cocinero. Ediciones Robinbook. ISBN 9788496222007. Consultado el 2 de marzo de 2018.
  3. The Telegraph (Reino Unido) (20 de julio de 2010). «The Active Denial System: the weapon that's a hot topic». http://www.telegraph.co.uk/ (en inglés). Consultado el 9 de enero de 2011.


Predecesor:
Radiofrecuencia
Microondas
Long. onda: 3×10−1 m - 10−3 m
Frecuencia: 109 Hz - 3×1011 Hz
Sucesor:
Radiación infrarroja

Enlaces externos

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