Une micro-onde est une onde électromagnétique dont la longueur d’onde est très courte, entre 0,039 pouce (1 millimètre) et 1 pied (30 centimètres). Dans le spectre électromagnétique, les micro-ondes se situent entre les ondes radio et les ondes infrarouges plus courtes. Grâce à leurs courtes longueurs d’onde, les micro-ondes sont idéales pour la radiodiffusion et la télévision. Elles peuvent transmettre le long d’une vaste gamme de fréquences sans causer d’interférence ou de chevauchement des signaux.
La technologie des micro-ondes a été développée pendant la Seconde Guerre mondiale (1939-45) dans le cadre de recherches militaires secrètes sur les radars. Aujourd’hui, les micro-ondes sont principalement utilisées dans les fours à micro-ondes et les communications. Un circuit de communication par micro-ondes peut transmettre tout type d’information aussi efficacement que les fils téléphoniques.
Les dispositifs les plus populaires pour générer des micro-ondes sont les magnétrons et les klystrons. Ils produisent des micro-ondes de faible puissance et nécessitent l’utilisation d’un dispositif d’amplification, tel qu’un maser (amplification des micro-ondes par émission stimulée de rayonnement). Comme les ondes radio, les micro-ondes peuvent être modulées à des fins de communication. Cependant, elles offrent 100 fois plus de fréquences utiles que la radio.
Les micro-ondes peuvent être facilement diffusées et reçues par des antennes aériennes. Contrairement aux ondes radio, les signaux micro-ondes peuvent être focalisés par les antennes, tout comme un projecteur concentre la lumière en un faisceau étroit. Les signaux sont transmis directement d’une source à un site récepteur. La portée fiable des signaux micro-ondes ne s’étend pas très loin au-delà de l’horizon visible.
C’est une pratique courante de placer les récepteurs et les émetteurs de micro-ondes au sommet de bâtiments élevés lorsque le sommet des collines ou des montagnes n’est pas disponible. Plus l’antenne est haute, plus le signal peut être diffusé loin. Il faut de nombreux « sauts » de relais terrestres pour transporter un signal micro-ondes à travers un continent. Depuis les années 1960, les États-Unis sont traversés par un réseau de stations relais à micro-ondes.
Mots à connaître
Rayonnement électromagnétique : Rayonnement qui transmet de l’énergie par l’interaction de l’électricité et du magnétisme.
Spectre électromagnétique : L’ensemble des rayonnements électromagnétiques, y compris les ondes radio (à l’extrémité de la longueur d’onde la plus longue), les micro-ondes, le rayonnement infrarouge, la lumière visible, le rayonnement ultraviolet, les rayons X et les rayons gamma (à l’extrémité de la longueur d’onde la plus courte).
Une méthode plus courante de transmission des micro-ondes est le guide d’ondes. Les guides d’ondes sont des tubes creux qui conduisent les micro-ondes le long de leurs parois internes. Ils sont construits à partir de matériaux de très haute conductivité électrique et doivent être de conception précise. Les guides d’ondes ne fonctionnent qu’à des fréquences très élevées, ils sont donc des conducteurs de micro-ondes idéaux.
Satellites et micro-ondes
Les satellites terrestres relayant les signaux micro-ondes depuis le sol ont augmenté la distance qui peut être couverte en un saut. Les répéteurs de micro-ondes d’un satellite en orbite stationnaire à 22 300 miles (35 880 kilomètres) au-dessus de la Terre peuvent atteindre un tiers de la surface de la Terre. Plus de la moitié des appels téléphoniques longue distance effectués aux États-Unis sont acheminés par des satellites via des micro-ondes.
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La météo et la communication par micro-ondes
Les gouttes de pluie et les grêlons ont une taille similaire à la longueur d’onde des micro-ondes à haute fréquence. Une tempête de pluie peut bloquer la communication par micro-ondes, produisant une condition appelée l’évanouissement dû à la pluie. Pour localiser les tempêtes qui arrivent, les radars météorologiques utilisent délibérément des micro-ondes de longueur d’onde plus courte pour augmenter l’interaction avec la pluie.
La communication par micro-ondes est presque 100 % fiable. La raison en est que les circuits de communication par micro-ondes ont été conçus pour minimiser l’évanouissement, et les réseaux contrôlés par ordinateur réacheminent souvent les signaux par un chemin différent avant qu’un évanouissement ne devienne perceptible.