Mikrovlny jsou elektromagnetické vlny s velmi krátkou vlnovou délkou, od 0,039 palce (1 milimetr) do 1 stopy (30 centimetrů). V rámci elektromagnetického spektra se mikrovlny nacházejí mezi rádiovými vlnami a kratšími infračervenými vlnami. Díky své krátké vlnové délce jsou mikrovlny ideální pro použití v rozhlasovém a televizním vysílání. Mohou vysílat v širokém rozsahu frekvencí, aniž by způsobovaly rušení nebo překrývání signálu.
Mikrovlnná technologie byla vyvinuta během druhé světové války (1939-45) v souvislosti s tajným výzkumem vojenských radarů. Dnes se mikrovlny používají především v mikrovlnných troubách a komunikacích. Mikrovlnný komunikační obvod může přenášet jakýkoli typ informace stejně efektivně jako telefonní dráty.
Nejoblíbenějšími zařízeními pro generování mikrovln jsou magnetrony a klystrony. Produkují mikrovlny o malém výkonu a vyžadují použití zesilovacího zařízení, například maseru (zesílení mikrovln stimulovanou emisí záření). Stejně jako rádiové vlny mohou být mikrovlny modulovány pro komunikační účely. Nabízejí však stokrát více užitečných frekvencí než rádio.
Mikrovlny lze snadno vysílat a přijímat pomocí antén. Na rozdíl od rádiových vln lze mikrovlnné signály soustředit pomocí antén stejně jako reflektor soustřeďuje světlo do úzkého paprsku. Signály jsou vysílány přímo ze zdroje na místo příjmu. Spolehlivý dosah mikrovlnného signálu nesahá příliš daleko za viditelný horizont.
Běžnou praxí je umístění mikrovlnných přijímačů a vysílačů na vrcholcích vysokých budov, pokud nejsou k dispozici vrcholky kopců nebo hor. Čím vyšší je anténa, tím dále může být signál vysílán. K přenosu mikrovlnného signálu přes celý kontinent je zapotřebí mnoha pozemních reléových „skoků“. Od 60. let 20. století pokrývá území Spojených států síť mikrovlnných retranslačních stanic.
Slova, která je třeba znát
Elektromagnetické záření: Záření, které přenáší energii vzájemným působením elektřiny a magnetismu.
Elektromagnetické spektrum: Je to kompletní spektrum elektromagnetického záření, které zahrnuje rádiové vlny (na konci nejdelší vlnové délky), mikrovlny, infračervené záření, viditelné světlo, ultrafialové záření, rentgenové záření a gama záření (na konci nejkratší vlnové délky).
Běžnějším způsobem přenosu mikrovln je vlnovod. Vlnovody jsou duté trubky, které vedou mikrovlny podél svých vnitřních stěn. Jsou konstruovány z materiálů s velmi vysokou elektrickou vodivostí a musí mít přesnou konstrukci. Vlnovody pracují pouze na velmi vysokých frekvencích, takže jsou ideálními vodiči mikrovln.
Družice a mikrovlny
Pozemské družice přenášející mikrovlnné signály ze země zvýšily vzdálenost, kterou lze překonat na jeden skok. Mikrovlnné opakovače v družici na stacionární oběžné dráze ve výšce 22 300 mil (35 880 km) nad Zemí mohou dosáhnout jedné třetiny zemského povrchu. Více než polovina dálkových telefonních hovorů uskutečněných ve Spojených státech je vedena přes družice prostřednictvím mikrovln.
)
Počasí a mikrovlnná komunikace
Kapky deště a kroupy mají podobnou velikost jako vlnová délka mikrovln vyšších frekvencí. Dešťová bouře může blokovat mikrovlnnou komunikaci, což způsobuje stav nazývaný „rain fade“. Aby bylo možné lokalizovat přicházející bouřky, používají meteorologické radary záměrně mikrovlny s kratší vlnovou délkou, aby se zvýšila interakce s deštěm.
Mikrovlnná komunikace je téměř stoprocentně spolehlivá. Důvodem je, že mikrovlnné komunikační obvody byly navrženy tak, aby minimalizovaly fading, a počítačem řízené sítě často přesměrují signály jinou cestou dříve, než se fade projeví.