Een microgolf is een elektromagnetische golf met een zeer korte golflengte, tussen 0,039 inch (1 millimeter) en 1 voet (30 centimeter). Binnen het elektromagnetische spectrum zijn microgolven te vinden tussen radiogolven en kortere infrarode golven. Door hun korte golflengte zijn microgolven ideaal voor gebruik in radio- en televisie-uitzendingen. Zij kunnen over een groot bereik van frequenties uitzenden zonder signaalinterferentie of overlapping te veroorzaken.
De microgolftechnologie werd tijdens de Tweede Wereldoorlog (1939-45) ontwikkeld in verband met geheim militair radaronderzoek. Tegenwoordig worden microgolven voornamelijk gebruikt in microgolfovens en communicatie. Een microgolf communicatiecircuit kan elk type informatie even efficiënt overbrengen als telefoondraden.
De meest populaire apparaten voor het opwekken van microgolven zijn magnetrons en klystrons. Zij produceren microgolven met een laag vermogen en vereisen het gebruik van een versterkingsapparaat, zoals een maser (microgolfversterking door gestimuleerde emissie van straling). Evenals radiogolven kunnen microgolven worden gemoduleerd voor communicatiedoeleinden. Zij bieden echter 100 maal meer nuttige frequenties dan radio.
Microgolven kunnen gemakkelijk worden uitgezonden en ontvangen via antennes. In tegenstelling tot radiogolven kunnen microgolfsignalen door antennes worden gefocusseerd, net zoals een zoeklicht licht concentreert in een smalle bundel. Signalen worden rechtstreeks van een bron naar een ontvangerplaats gezonden. Betrouwbare microgolfsignalen reiken niet ver voorbij de zichtbare horizon.
Het is gebruikelijk om microgolfontvangers en -zenders boven op hoge gebouwen te plaatsen wanneer heuveltoppen of bergtoppen niet beschikbaar zijn. Hoe hoger de antenne, hoe verder het signaal kan worden uitgezonden. Er zijn vele “hops” nodig om een microgolfsignaal over een continent te transporteren. Sinds de jaren zestig wordt de Verenigde Staten overspannen door een netwerk van microgolf-relaisstations.
Woorden om te weten
Elektromagnetische straling: Straling die energie overbrengt door de wisselwerking van elektriciteit en magnetisme.
Elektromagnetisch spectrum: Het volledige scala van elektromagnetische straling, met inbegrip van radiogolven (aan de langste-golflengte einde), microgolven, infrarode straling, zichtbaar licht, ultraviolette straling, röntgenstraling, en gammastralen (aan de kortste-golflengte einde).
Een meer gebruikelijke methode van microgolftransmissie is de golfgeleider. Golfgeleiders zijn holle buizen die microgolven langs hun binnenwanden geleiden. Zij zijn gemaakt van materialen met een zeer hoog elektrisch geleidingsvermogen en moeten nauwkeurig zijn ontworpen. Golfgeleiders werken alleen bij zeer hoge frequenties, zodat zij ideale microgolfgeleiders zijn.
Satellieten en microgolven
Aardsatellieten die microgolfsignalen vanaf de grond doorgeven, hebben de afstand die in één hop kan worden afgelegd, vergroot. Microgolfrepeaters in een satelliet in een stationaire baan 22.300 mijl (35.880 kilometer) boven de aarde kunnen een derde van het aardoppervlak bereiken. Meer dan de helft van de lange-afstandstelefoongesprekken in de Verenigde Staten wordt via satellieten door microgolven geleid.
)
Het weer en microgolfcommunicatie
Regendruppels en hagelstenen komen qua grootte overeen met de golflengte van microgolven met een hogere frequentie. Een regenbui kan de microgolfcommunicatie blokkeren, waardoor een toestand ontstaat die “rain fade” wordt genoemd. Om inkomende stormen te lokaliseren, gebruikt weerradar opzettelijk microgolven met een kortere golflengte om de interactie met regen te vergroten.
Microgolfcommunicatie is bijna 100 procent betrouwbaar. De reden is dat microgolfcommunicatiecircuits zijn ontworpen om fading te minimaliseren, en computergestuurde netwerken leiden signalen vaak om via een ander pad voordat een fade merkbaar wordt.