माइक्रोवेव

माइक्रोवेव विद्युत चुम्बकीय विकिरण का एक रूप है जिसकी तरंग दैर्ध्य लगभग एक मीटर से एक मिलीमीटर तक होती है जो क्रमशः 300 मेगाहर्ट्ज और 300 गीगाहर्ट्ज़ के बीच आवृत्तियों के अनुरूप है।   विभिन्न स्रोत विभिन्न आवृत्ति श्रेणियों को माइक्रोवेव के रूप में परिभाषित करते हैं; उपरोक्त व्यापक परिभाषा में यूएचएफ और ईएचएफ (मिलीमीटर तरंग) बैंड दोनों शामिल हैं। रेडियो फ्रीक्वेंसी इंजीनियरिंग में एक अधिक सामान्य परिभाषा 1 और 100 गीगाहर्ट्ज (0.3 मीटर और 3 मिमी के बीच तरंग दैर्ध्य) के बीच की सीमा है। सभी मामलों में, माइक्रोवेव में कम से कम संपूर्ण SHF बैंड (3 से 30 GHz, या 10 से 1 सेमी) शामिल होता है। माइक्रोवेव रेंज में आवृत्तियों को अक्सर उनके आईईईई रडार बैंड पदनामों द्वारा संदर्भित किया जाता है: एस, सी, एक्स, कू, के, या का बैंड, या इसी तरह के नाटो या ईयू पदनामों द्वारा।

माइक्रोवेव में उपसर्ग माइक्रो माइक्रोमीटर रेंज में तरंग दैर्ध्य का सुझाव देने के लिए नहीं है। बल्कि, यह इंगित करता है कि माइक्रोवेव प्रौद्योगिकी से पहले उपयोग की जाने वाली रेडियो तरंगों की तुलना में माइक्रोवेव "छोटे" (कम तरंग दैर्ध्य वाले) होते हैं। दूर अवरक्त, टेराहर्ट्ज विकिरण, माइक्रोवेव के बीच की सीमाएं, और अल्ट्रा हाई फ़्रीक्वेंसी रेडियो तरंगें काफी मनमानी हैं और अध्ययन के विभिन्न क्षेत्रों के बीच विभिन्न प्रकार से उपयोग की जाती हैं।

माइक्रोवेव दृष्टि की रेखा से यात्रा करते हैं; कम आवृत्ति वाली रेडियो तरंगों के विपरीत वे पहाड़ियों के चारों ओर विवर्तित नहीं होते हैं, पृथ्वी की सतह का जमीनी तरंगों के रूप में अनुसरण करते हैं, या आयनमंडल से परावर्तित होते हैं, इसलिए स्थलीय माइक्रोवेव संचार लिंक दृश्य क्षितिज द्वारा लगभग 40 मील (64 किमी) तक सीमित हैं। बैंड के उच्च अंत में, वे वातावरण में गैसों द्वारा अवशोषित होते हैं, व्यावहारिक संचार दूरी को लगभग एक किलोमीटर तक सीमित करना। आधुनिक तकनीक में माइक्रोवेव का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए बिंदु से बिंदु संचार लिंक, वायरलेस नेटवर्क, माइक्रोवेव रेडियो रिले नेटवर्क, रडार, उपग्रह और अंतरिक्ष यान संचार, चिकित्सा डायथर्मी और कैंसर उपचार, रिमोट सेंसिंग, रेडियो खगोल विज्ञान, कण त्वरक, स्पेक्ट्रोस्कोपी, औद्योगिक हीटिंग, टकराव से बचाव प्रणाली, गेराज दरवाजा खोलने वाले और बिना चाबी के प्रवेश प्रणाली, और माइक्रोवेव ओवन में खाना पकाने के लिए।

विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम
माइक्रोवेव विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम में सामान्य रेडियो तरंगों के ऊपर और अवरक्त प्रकाश के नीचे आवृत्ति के साथ एक स्थान पर कब्जा कर लेते हैं: विद्युत चुम्बकीय वर्णक्रम के विवरण में, कुछ स्रोत माइक्रोवेव को रेडियो तरंगों के रूप में वर्गीकृत करते हैं, जो रेडियो तरंग बैंड का एक उपसमुच्चय है; जबकि अन्य माइक्रोवेव और रेडियो तरंगों को अलग-अलग प्रकार के विकिरण के रूप में वर्गीकृत करते हैं। यह एक मनमाना भेद है।

प्रसार
माइक्रोवेव पूरी तरह से दृष्टि पथों की रेखा से यात्रा करते हैं; कम आवृत्ति वाली रेडियो तरंगों के विपरीत, वे जमीनी तरंगों के रूप में यात्रा नहीं करते हैं जो पृथ्वी के समोच्च का अनुसरण करती हैं, या आयनमंडल (आकाश तरंग) से परावर्तित हो जाता है। हालांकि बैंड के निचले सिरे पर वे उपयोगी स्वागत के लिए पर्याप्त इमारत की दीवारों से गुजर सकते हैं, आम तौर पर पहले फ़्रेज़नेल ज़ोन के लिए साफ़ किए गए रास्ते के अधिकारों की आवश्यकता होती है। इसलिए, पृथ्वी की सतह पर, माइक्रोवेव संचार लिंक दृश्य क्षितिज द्वारा लगभग 30-40 मील (48-64 किमी) तक सीमित हैं। माइक्रोवेव वातावरण में नमी द्वारा अवशोषित होते हैं, और क्षीणन आवृत्ति के साथ बढ़ता है, बैंड के उच्च अंत में एक महत्वपूर्ण कारक (बारिश फीका) बन जाता है। लगभग 40 गीगाहर्ट्ज़ से शुरू होकर, वायुमंडलीय गैसें भी माइक्रोवेव को अवशोषित करना शुरू कर देती हैं, इसलिए इस आवृत्ति से ऊपर माइक्रोवेव ट्रांसमिशन कुछ किलोमीटर तक सीमित है। एक वर्णक्रमीय बैंड संरचना विशिष्ट आवृत्तियों पर अवशोषण शिखर का कारण बनती है (दाईं ओर ग्राफ देखें)। 100 GHz से ऊपर, पृथ्वी के वायुमंडल द्वारा विद्युत चुम्बकीय विकिरण का अवशोषण इतना अधिक है कि यह प्रभाव में अपारदर्शी है, जब तक तथाकथित इन्फ्रारेड और ऑप्टिकल विंडो फ़्रीक्वेंसी रेंज में वातावरण फिर से पारदर्शी नहीं हो जाता।

ट्रोपोस्कैटर
आकाश में एक कोण पर निर्देशित माइक्रोवेव बीम में, जैसे ही किरण क्षोभमंडल से होकर गुजरती है, बिजली की एक छोटी मात्रा बेतरतीब ढंग से बिखर जाएगी। क्षोभमंडल के उस क्षेत्र पर केंद्रित एक उच्च लाभ एंटीना के साथ क्षितिज से परे एक संवेदनशील रिसीवर सिग्नल उठा सकता है। इस तकनीक का उपयोग ट्रोपोस्फेरिक स्कैटर (ट्रोपोस्कैटर) संचार प्रणालियों में 0.45 और 5 गीगाहर्ट्ज के बीच आवृत्तियों पर क्षितिज से परे, 300 किमी तक की दूरी पर संचार करने के लिए किया गया है।

एंटेना
माइक्रोवेव की छोटी तरंग दैर्ध्य पोर्टेबल उपकरणों के लिए सर्वदिशात्मक एंटेना को 1 से 20 सेंटीमीटर लंबे से बहुत छोटा बनाने की अनुमति देती है, इसलिए वायरलेस उपकरणों के लिए माइक्रोवेव आवृत्तियों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है जैसे सेल फोन, कॉर्डलेस फोन, और लैपटॉप के लिए वायरलेस लैन (वाई-फाई) एक्सेस, और ब्लूटूथ इयरफ़ोन। इस्तेमाल किए गए एंटेना में शॉर्ट व्हिप एंटेना, रबर डकी एंटेना, स्लीव डीपोल, पैच एंटेना शामिल हैं। और यह भी तेजी से सेल फोन में इस्तेमाल किया जाने वाला प्रिंटेड सर्किट इनवर्टेड एफ एंटीना (पीआईएफए) है।

उनकी छोटी तरंग दैर्ध्य भी माइक्रोवेव के संकीर्ण बीम को आधे मीटर से 5 मीटर व्यास तक आसानी से छोटे उच्च लाभ एंटेना द्वारा उत्पादित करने की अनुमति देती है। इसलिए, माइक्रोवेव के बीम का उपयोग बिंदु से बिंदु संचार लिंक और रडार के लिए किया जाता है। संकीर्ण बीम का एक लाभ यह है कि वे समान आवृत्ति का उपयोग करके आस-पास के उपकरणों में हस्तक्षेप नहीं करते हैं, जो आस-पास के ट्रांसमीटरों द्वारा आवृत्ति के पुन: उपयोग की अनुमति दे रहा है। परवलयिक ("डिश") एंटेना माइक्रोवेव आवृत्तियों पर सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले निर्देश एंटेना हैं, लेकिन हॉर्न एंटेना, स्लॉट एंटेना और लेंस एंटेना का भी उपयोग किया जाता है। उपभोक्ता उपकरणों में फ्लैट माइक्रोस्ट्रिप एंटेना का तेजी से उपयोग किया जा रहा है। माइक्रोवेव आवृत्तियों पर व्यावहारिक एक अन्य निर्देश एंटीना चरणबद्ध सरणी है, जो एंटेना का एक कंप्यूटर नियंत्रित सरणी है जो एक बीम का उत्पादन करता है जिसे इलेक्ट्रॉनिक रूप से विभिन्न दिशाओं में चलाया जा सकता है।

माइक्रोवेव फ़्रीक्वेंसी पर ट्रांसमिशन लाइनें जिनका उपयोग एंटेना से कम आवृत्ति वाली रेडियो तरंगों को ले जाने के लिए किया जाता है, जैसे समाक्षीय केबल और समानांतर तार लाइनें, और अत्यधिक बिजली हानि भी होती है, इसलिए जब कम क्षीणन की आवश्यकता होती है तो माइक्रोवेव को वेवगाइड नामक धातु के पाइप द्वारा ले जाया जाता है। वेवगाइड रन की उच्च लागत और रखरखाव आवश्यकताओं के कारण, कई माइक्रोवेव एंटेना में ट्रांसमीटर का आउटपुट चरण या रिसीवर का आरएफ फ्रंट एंड एंटीना पर स्थित होता है।

डिजाइन और विश्लेषण
माइक्रोवेव शब्द का इलेक्ट्रोमैग्नेटिक्स और सर्किट थ्योरी में भी अधिक तकनीकी अर्थ है। उपकरण और तकनीकों को गुणात्मक रूप से "माइक्रोवेव" के रूप में वर्णित किया जा सकता है जब संकेतों की तरंग दैर्ध्य लगभग सर्किट के आयामों के समान होती है, ताकि गांठदार तत्व सर्किट सिद्धांत गलत हो और इसके बजाय वितरित सर्किट तत्व और ट्रांसमिशन लाइन सिद्धांत डिजाइन और विश्लेषण के लिए अधिक उपयोगी तरीके हैं।

परिणामस्वरूप व्यावहारिक माइक्रोवेव सर्किट कम आवृत्ति वाले रेडियो तरंगों के साथ उपयोग किए जाने वाले असतत प्रतिरोधों कैपेसिटर और इंडक्टर्स से दूर चले जाते हैं। कम आवृत्तियों पर उपयोग किए जाने वाले खुले तार और समाक्षीय संचरण लाइनें उन्हें वेवगाइड और स्ट्रिपलाइन द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है, और गांठ वाले तत्व ट्यून किए गए सर्किट को कैविटी रेज़ोनेटर या रेज़ोनेंट स्टब्स द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है। बदले में और भी उच्च आवृत्तियों पर जहां विद्युत चुम्बकीय तरंगों की तरंग दैर्ध्य उन्हें संसाधित करने के लिए उपयोग की जाने वाली संरचनाओं के आकार की तुलना में छोटी हो जाती है, माइक्रोवेव तकनीक अपर्याप्त हो जाती है और प्रकाशिकी के तरीकों का उपयोग किया जाता है।

माइक्रोवेव स्रोत
उच्च शक्ति वाले माइक्रोवेव स्रोत माइक्रोवेव उत्पन्न करने के लिए विशेष वैक्यूम ट्यूब का उपयोग करते हैं। ये उपकरण कम आवृत्ति वाली वैक्यूम ट्यूब से विभिन्न सिद्धांतों पर काम करते हैं, ये विद्युत या चुंबकीय क्षेत्रों को नियंत्रित करने के प्रभाव में निर्वात में इलेक्ट्रॉनों की बैलिस्टिक गति का उपयोग कर रहे हैं, और इसमें मैग्नेट्रोन (माइक्रोवेव ओवन में प्रयुक्त), क्लेस्ट्रॉन, ट्रैवलिंग वेव ट्यूब (टीडब्ल्यूटी TWT), और जाइरोट्रॉन भी शामिल हैं। ये डिवाइस वर्तमान मॉड्युलेटेड मोड के बजाय डेंसिटी मॉड्युलेटेड मोड में काम करते हैं। इसका मतलब यह है कि वे अपने माध्यम से बैलिस्टिक रूप से उड़ने वाले इलेक्ट्रॉनों के गुच्छों के आधार पर काम करते हैं।

इलेक्ट्रॉनों की एक सतत धारा का उपयोग करने के बजाय। कम शक्ति वाले माइक्रोवेव स्रोत ठोस राज्य उपकरणों का उपयोग करते हैं जैसे कि फील्ड इफेक्ट ट्रांजिस्टर (कम से कम कम आवृत्तियों पर), टनल डायोड, गन डायोड और इमपैट (IMPATT) डायोड। कम शक्ति के स्रोत बेंचटॉप इंस्ट्रूमेंट्स, रैकमाउंट इंस्ट्रूमेंट्स, एम्बेड करने योग्य मॉड्यूल और कार्ड लेवल फॉर्मेट में उपलब्ध हैं। एक मेसर एक ठोस अवस्था वाला उपकरण है जो लेजर के समान सिद्धांतों का उपयोग करके माइक्रोवेव को बढ़ाता है, जो उच्च आवृत्ति प्रकाश तरंगों को बढ़ाता है।

सभी गर्म वस्तुएं निम्न स्तर के माइक्रोवेव ब्लैक बॉडी विकिरण का उत्सर्जन करती हैं, यह उनके तापमान पर निर्भर करता है, इसलिए मौसम विज्ञान और सुदूर संवेदन में, माइक्रोवेव रेडियोमीटर का उपयोग वस्तुओं या इलाके के तापमान को मापने के लिए किया जाता है। सूर्य और अन्य खगोलीय रेडियो स्रोत जैसे कैसिओपिया ए निम्न स्तर के माइक्रोवेव विकिरण का उत्सर्जन करते हैं जिसमें उनके मेकअप की जानकारी होती है, जिसका रेडियो खगोलविदों द्वारा रेडियो टेलीस्कोप नामक रिसीवर का उपयोग करके अध्ययन किया जाता है। कॉस्मिक माइक्रोवेव बैकग्राउंड रेडिएशन (,सीएमबीआर CMBR), उदाहरण के लिए, एक कमजोर माइक्रोवेव का शोर यह खाली जगह भर रहा है जो ब्रह्मांड विज्ञान के ब्रह्मांड की उत्पत्ति के बिग बैंग सिद्धांत पर जानकारी का एक प्रमुख स्रोत है।

माइक्रोवेव का उपयोग
बिंदु से बिंदु दूरसंचार के लिए माइक्रोवेव प्रौद्योगिकी का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है (अर्थात गैर प्रसारण उपयोग)। माइक्रोवेव इस उपयोग के लिए विशेष रूप से उपयुक्त हैं क्योंकि वे रेडियो तरंगों की तुलना में संकरे बीम में अधिक आसानी से केंद्रित होते हैं, जो आवृत्ति पुन: उपयोग की अनुमति देता है; उनकी तुलनात्मक रूप से उच्च आवृत्तियाँ व्यापक बैंडविड्थ और उच्च डेटा संचरण दर की अनुमति देती हैं, और एंटीना का आकार कम आवृत्तियों की तुलना में छोटा होता है क्योंकि एंटीना का आकार प्रेषित आवृत्ति के व्युत्क्रमानुपाती होता है। अंतरिक्ष यान संचार में माइक्रोवेव का उपयोग किया जाता है, और दुनिया के अधिकांश डेटा, टीवी और टेलीफोन संचार ग्राउंड स्टेशनों और संचार उपग्रहों के बीच माइक्रोवेव द्वारा लंबी दूरी तक प्रेषित किए जाते हैं। माइक्रोवेव का उपयोग माइक्रोवेव ओवन और रडार तकनीक में भी किया जाता है।

संचार


फाइबर-ऑप्टिक ट्रांसमिशन के आगमन से पहले, सबसे लंबी दूरी की कॉल | लंबी दूरी की टेलीफोन कॉल को एटी एंड टी लंबी लाइनों जैसे वाहक द्वारा चलाए जा रहे माइक्रोवेव रेडियो रिले लिंक के नेटवर्क के माध्यम से किया गया था।1950 के दशक की शुरुआत में, फ़्रीक्वेंसी-डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग का उपयोग प्रत्येक माइक्रोवेव रेडियो चैनल पर 5,400 टेलीफोन चैनलों को भेजने के लिए किया गया था, जिसमें से कई के साथ दस रेडियो चैनलों को अगली साइट पर हॉप के लिए एक एंटीना में मिला दिया गया था, 70 और एनबीएसपी;।

वायरलेस लैन प्रोटोकॉल, जैसे कि ब्लूटूथ और वाई-फाई के लिए उपयोग किए जाने वाले IEEE 802.11 विनिर्देशों, 2.4 & nbsp; GHz ISM बैंड में माइक्रोवेव का भी उपयोग करें, हालांकि 802.11a 5 & nbsp; GHz रेंज में ISM बैंड और U-NII आवृत्तियों का उपयोग करता है।लाइसेंस प्राप्त लंबी दूरी (लगभग 25 & nbsp; किमी) वायरलेस इंटरनेट एक्सेस सेवाओं का उपयोग कई देशों में लगभग एक दशक से 3.5-4.0 & nbsp; GHz रेंज में किया गया है।एफसीसी हाल ही में ऐसे वाहक के लिए नक्काशीदार स्पेक्ट्रम जो यू.एस. में इस रेंज में सेवाओं की पेशकश करना चाहते हैं - 3.65 & nbsp; GHz पर जोर देने के साथ। देश भर में दर्जनों सेवा प्रदाता इस बैंड में काम करने के लिए एफसीसी से पहले से ही सुरक्षित या लाइसेंस प्राप्त कर रहे हैं। WIMAX सेवा प्रसाद जो 3.65 & nbsp; GHz बैंड पर किया जा सकता है, व्यवसाय ग्राहकों को कनेक्टिविटी के लिए एक और विकल्प देगा।

मेट्रोपॉलिटन एरिया नेटवर्क (MAN) प्रोटोकॉल, जैसे कि WIMAX (माइक्रोवेव एक्सेस के लिए दुनिया भर में इंटरऑपरेबिलिटी) IEEE 802.16 जैसे मानकों पर आधारित हैं, जो 2 और 11 & nbsp; GHz के बीच संचालित करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। वाणिज्यिक कार्यान्वयन 2.3 & nbsp; GHz, 2.5 & nbsp; GHz; 3.5 & nbsp; GHz और 5.8 & nbsp; GHz रेंज में हैं।

IEEE 802.20 या ATIS/ANSI HC-SDMA (जैसे iburst) जैसे मानकों के विनिर्देशों के आधार पर मोबाइल ब्रॉडबैंड वायरलेस एक्सेस (MBWA) प्रोटोकॉल 1.6 और 2.3 & nbsp; GHz के बीच संचालित होता है, जो मोबाइल फोन के समान गतिशीलता और इन-बिल्डिंग पेनेट्रेशन विशेषताओं को देता है। बहुत अधिक वर्णक्रमीय दक्षता के साथ। कुछ मोबाइल फोन नेटवर्क, जैसे कि जीएसएम, क्रमशः 1.8 और 1.9 & nbsp; GHz में कम-माइक्रोवेव/उच्च-यूएचएफ आवृत्तियों का उपयोग करते हैं। DVB-SH और S-DMB 1.452 से 1.492 & nbsp; GHz का उपयोग करते हैं, जबकि U.S. में मालिकाना/असंगत उपग्रह रेडियो DARS के लिए लगभग 2.3 & nbsp; GHz का उपयोग करता है।

माइक्रोवेव रेडियो का उपयोग प्रसारण और दूरसंचार प्रसारण में किया जाता है, क्योंकि उनकी छोटी तरंग दैर्ध्य के कारण, अत्यधिक दिशात्मक एंटेना छोटे होते हैं और इसलिए वे लंबे समय तक तरंग दैर्ध्य (कम आवृत्तियों) की तुलना में अधिक व्यावहारिक होते हैं। बाकी रेडियो स्पेक्ट्रम की तुलना में माइक्रोवेव स्पेक्ट्रम में अधिक बैंडविड्थ भी है; 300 & nbsp के नीचे उपयोग करने योग्य बैंडविड्थ; MHz 300 & nbsp से कम है; MHz जबकि कई GHz का उपयोग 300 & nbsp; mHz से ऊपर किया जा सकता है। आमतौर पर, माइक्रोवेव का उपयोग टेलीविजन समाचार में एक दूरस्थ स्थान से एक विशेष रूप से सुसज्जित वैन से टेलीविजन स्टेशन तक सिग्नल प्रसारित करने के लिए किया जाता है। प्रसारण सहायक सेवा (बीएएस), रिमोट पिकअप यूनिट (आरपीयू), और स्टूडियो/ट्रांसमीटर लिंक (एसटीएल) देखें।

अधिकांश उपग्रह संचार प्रणाली C, X, K में संचालित होती हैंa, या के।u माइक्रोवेव स्पेक्ट्रम के बैंड।ये आवृत्तियां भीड़ -भाड़ वाली यूएचएफ आवृत्तियों से बचने और ईएचएफ आवृत्तियों के वायुमंडलीय अवशोषण के नीचे रहने के दौरान बड़ी बैंडविड्थ की अनुमति देती हैं।सैटेलाइट टीवी या तो पारंपरिक बड़े डिश फिक्स्ड सैटेलाइट सर्विस या के के लिए सी बैंड में संचालित होता हैu डायरेक्ट-ब्रॉडकास्ट सैटेलाइट के लिए बैंड।सैन्य संचार मुख्य रूप से x या k पर चलते हैंu-बैंड लिंक, के के साथa बैंड का उपयोग मिलस्टार के लिए किया जा रहा है।

नेविगेशन
ग्लोबल नेविगेशन सैटेलाइट सिस्टम्स (जीएनएसएस), जिसमें चीनी बीडौ, अमेरिकन ग्लोबल पोजिशनिंग सिस्टम (1978 में पेश किया गया) और रूसी ग्लोनास ने लगभग 1.2 & nbsp; GHz और 1.6 & nbsp; GHz;

रडार


रडार एक रेडियोलोकेशन तकनीक है जिसमें एक ट्रांसमीटर द्वारा उत्सर्जित रेडियो तरंगों का एक बीम एक ऑब्जेक्ट को उछाल देता है और एक रिसीवर पर लौटता है, जिससे ऑब्जेक्ट की अन्य विशेषताओं को निर्धारित करने के लिए स्थान, सीमा, गति और अन्य विशेषताओं की अनुमति मिलती है। माइक्रोवेव की छोटी तरंग दैर्ध्य ऑब्जेक्ट्स से मोटर वाहनों, जहाजों और विमानों के आकार से बड़े प्रतिबिंब का कारण बनती हैं। इसके अलावा, इन तरंग दैर्ध्य पर, उच्च लाभ एंटेना जैसे परवलयिक एंटेना जो कि ऑब्जेक्ट्स को सही ढंग से खोजने के लिए आवश्यक संकीर्ण बीमविड्थ का उत्पादन करने के लिए आवश्यक हैं, आसानी से छोटे हैं, जिससे उन्हें तेजी से वस्तुओं के लिए स्कैन करने के लिए बदल दिया जा सकता है। इसलिए, माइक्रोवेव आवृत्तियों रडार में उपयोग की जाने वाली मुख्य आवृत्तियों हैं। माइक्रोवेव रडार का उपयोग व्यापक रूप से वायु यातायात नियंत्रण, मौसम पूर्वानुमान, जहाजों के नेविगेशन और गति सीमा प्रवर्तन जैसे अनुप्रयोगों के लिए किया जाता है। लंबी दूरी के रडार बैंड वायुमंडलीय अवशोषण के ऊपरी छोर पर रेंज को सीमित करने के बाद से निचले माइक्रोवेव आवृत्तियों का उपयोग करते हैं, लेकिन मिलीमीटर तरंगों का उपयोग शॉर्ट-रेंज रडार जैसे टकराव से बचने के लिए किया जाता है।

रेडियो खगोल विज्ञान
खगोलीय रेडियो स्रोतों द्वारा उत्सर्जित माइक्रोवेव;रेडियो टेलीस्कोप्स नामक बड़े डिश एंटेना के साथ रेडियो खगोल विज्ञान में ग्रहों, सितारों, आकाशगंगाओं और नेबुलों का अध्ययन किया जाता है।स्वाभाविक रूप से होने वाले माइक्रोवेव विकिरण को प्राप्त करने के अलावा, रेडियो टेलीस्कोप का उपयोग सक्रिय रडार प्रयोगों में सौर प्रणाली में ग्रहों से माइक्रोवेव को उछालने के लिए किया गया है, चंद्रमा से दूरी निर्धारित करने के लिए या क्लाउड कवर के माध्यम से शुक्र की अदृश्य सतह को मैप करने के लिए।

हाल ही में पूरा किया गया माइक्रोवेव रेडियो टेलीस्कोप अटाकामा लार्ज मिलीमीटर सरणी है, जो चिली में 5,000 मीटर (16,597 & nbsp; फीट) की ऊंचाई पर स्थित है, जो कि मिलीमीटर और सबमिलिमेट्रे वेवलेंथ रेंज में ब्रह्मांड का अवलोकन करता है।दुनिया की सबसे बड़ी जमीन-आधारित खगोल विज्ञान परियोजना आज तक, इसमें 66 से अधिक व्यंजन शामिल हैं और इसे यूरोप, उत्तरी अमेरिका, पूर्वी एशिया और चिली द्वारा एक अंतरराष्ट्रीय सहयोग में बनाया गया था। माइक्रोवेव रेडियो एस्ट्रोनॉमी का एक प्रमुख फोकस 1964 में रेडियो खगोलविदों अर्नो पेनज़ियास और रॉबर्ट विल्सन द्वारा खोजे गए कॉस्मिक माइक्रोवेव बैकग्राउंड रेडिएशन (CMBR) की मैपिंग कर रहा है।यह बेहोश पृष्ठभूमि विकिरण, जो ब्रह्मांड को भरता है और लगभग सभी दिशाओं में समान है, बिग बैंग से अवशेष विकिरण है, और प्रारंभिक ब्रह्मांड में स्थितियों के बारे में जानकारी के कुछ स्रोतों में से एक है।विस्तार और इस प्रकार ब्रह्मांड के ठंडा होने के कारण, मूल रूप से उच्च-ऊर्जा विकिरण को रेडियो स्पेक्ट्रम के माइक्रोवेव क्षेत्र में स्थानांतरित कर दिया गया है।पर्याप्त रूप से संवेदनशील रेडियो दूरबीन CMBR को एक बेहोश संकेत के रूप में पता लगा सकते हैं जो किसी भी स्टार, आकाशगंगा या अन्य वस्तु से जुड़ा नहीं है।

हीटिंग और पावर एप्लिकेशन
एक माइक्रोवेव ओवन एक आवृत्ति पर माइक्रोवेव विकिरण से गुजरता है2.45 GHzभोजन के माध्यम से, पानी में ऊर्जा के अवशोषण द्वारा मुख्य रूप से ढांकता हुआ हीटिंग का कारण बनता है। कम खर्चीले गुहा मैग्नेट्रॉन के विकास के बाद, 1970 के दशक के उत्तरार्ध में पश्चिमी देशों में माइक्रोवेव ओवन आम रसोई के उपकरण बन गए। तरल अवस्था में पानी में कई आणविक इंटरैक्शन होते हैं जो अवशोषण शिखर को व्यापक बनाते हैं। वाष्प चरण में, पृथक पानी के अणु लगभग 22 & nbsp; GHz पर अवशोषित होते हैं, माइक्रोवेव ओवन की आवृत्ति का लगभग दस गुना।

माइक्रोवेव हीटिंग का उपयोग उत्पादों को सुखाने और ठीक करने के लिए औद्योगिक प्रक्रियाओं में किया जाता है।

कई अर्धचालक प्रसंस्करण तकनीकें प्रतिक्रियाशील आयन नक़्क़ाशी और प्लाज्मा-संवर्धित रासायनिक वाष्प जमाव (PECVD) जैसे उद्देश्यों के लिए प्लाज्मा उत्पन्न करने के लिए माइक्रोवेव का उपयोग करती हैं।

माइक्रोवेव का उपयोग तारकीय और टोकामक#रेडियो-फ्रीक्वेंसी हीटिंग में किया जाता है। टोकामक प्रायोगिक फ्यूजन रिएक्टरों को गैस को एक प्लाज्मा में तोड़ने में मदद करने के लिए, और इसे बहुत उच्च तापमान तक गर्म करें। आवृत्ति को चुंबकीय क्षेत्र में इलेक्ट्रॉनों के साइक्लोट्रॉन अनुनाद के लिए ट्यून किया जाता है, 2-200 & nbsp; GHz के बीच कहीं भी, इसलिए इसे अक्सर इलेक्ट्रॉन साइक्लोट्रॉन रेजोनेंस हीटिंग (ECRH) के रूप में संदर्भित किया जाता है। आगामी ITER थर्मोन्यूक्लियर रिएक्टर 20 & nbsp; 170 & nbsp; GHz माइक्रोवेव का उपयोग करेगा।

माइक्रोवेव का उपयोग लंबी दूरी पर बिजली प्रसारित करने के लिए किया जा सकता है, और विश्व युद्ध के बाद 2 अनुसंधान संभावनाओं की जांच के लिए किया गया था।नासा ने 1970 के दशक और 1980 के दशक की शुरुआत में बड़े सौर सरणियों के साथ सौर ऊर्जा उपग्रह (एसपीएस) प्रणालियों का उपयोग करने की संभावनाओं पर शोध करने के लिए काम किया, जो माइक्रोवेव के माध्यम से पृथ्वी की सतह तक पावर को किराए पर लेगा।

कम-से-घातक हथियार मौजूद है जो मानव त्वचा की एक पतली परत को एक असहनीय तापमान तक गर्म करने के लिए मिलीमीटर तरंगों का उपयोग करता है ताकि लक्षित व्यक्ति को दूर ले जाया जा सके।95 & nbsp का एक दो-सेकंड का फट; GHz केंद्रित बीम त्वचा को एक तापमान तक गर्म करता है 54 C की गहराई पर 0.4 mm।संयुक्त राज्य वायु सेना और मरीन वर्तमान में निश्चित प्रतिष्ठानों में इस प्रकार के सक्रिय इनकार प्रणाली का उपयोग कर रहे हैं.

स्पेक्ट्रोस्कोपी
माइक्रोवेव विकिरण का उपयोग इलेक्ट्रॉन पैरामैग्नेटिक रेजोनेंस (ईपीआर या ईएसआर) स्पेक्ट्रोस्कोपी में किया जाता है, आमतौर पर एक्स-बैंड क्षेत्र (~ 9 & nbsp; गीगाहत) में आमतौर पर 0.3 टी के चुंबकीय क्षेत्रों के साथ संयोजन में। यह तकनीक रासायनिक प्रणालियों में अप्रकाशित इलेक्ट्रॉनों की जानकारी प्रदान करती है, जैसेमुक्त कट्टरपंथी या संक्रमण धातु आयनों जैसे कि Cu (II) के रूप में।माइक्रोवेव विकिरण का उपयोग घूर्णी स्पेक्ट्रोस्कोपी करने के लिए भी किया जाता है और इसे इलेक्ट्रोकेमिस्ट्री के साथ जोड़ा जा सकता है जैसे कि माइक्रोवेव एन्हांस्ड इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री में।

माइक्रोवेव आवृत्ति बैंड
माइक्रोवेव स्पेक्ट्रम में आवृत्तियों के बैंड अक्षरों द्वारा निर्दिष्ट किए गए हैं।दुर्भाग्य से, कई असंगत बैंड पदनाम प्रणाली हैं, और यहां तक कि एक प्रणाली के भीतर भी कुछ अक्षरों के अनुरूप आवृत्ति रेंज अलग -अलग अनुप्रयोग क्षेत्रों के बीच कुछ भिन्न होती हैं। पत्र प्रणाली ने विश्व युद्ध 2 में अपनी उत्पत्ति रडार सेटों में इस्तेमाल किए गए बैंड के एक शीर्ष गुप्त अमेरिकी वर्गीकरण में की थी;यह सबसे पुराने पत्र प्रणाली, IEEE रडार बैंड की उत्पत्ति है।ग्रेट ब्रिटेन (RSGB) के रेडियो सोसाइटी द्वारा माइक्रोवेव फ़्रीक्वेंसी बैंड पदनामों का एक सेट नीचे सारणीबद्ध है:

अन्य परिभाषाएँ मौजूद हैं। पी बैंड शब्द का उपयोग कभी -कभी एल बैंड के नीचे यूएचएफ आवृत्तियों के लिए किया जाता है, लेकिन अब आईईईई एसटीडी 521 प्रति अप्रचलित है।

जब विश्व युद्ध 2 के दौरान K बैंड में पहली बार रडार विकसित किए गए थे, तो यह ज्ञात नहीं था कि पास में एक अवशोषण बैंड (वायुमंडल में जल वाष्प और ऑक्सीजन के कारण) था।इस समस्या से बचने के लिए, मूल K बैंड को एक निचले बैंड, k में विभाजित किया गया थाu, और ऊपरी बैंड, केa.

माइक्रोवेव आवृत्ति माप
माइक्रोवेव आवृत्ति को इलेक्ट्रॉनिक या यांत्रिक तकनीकों द्वारा मापा जा सकता है।

आवृत्ति काउंटरों या उच्च आवृत्ति हेटेरोडाइन सिस्टम का उपयोग किया जा सकता है। यहां अज्ञात आवृत्ति की तुलना कम-आवृत्ति जनरेटर, एक हार्मोनिक जनरेटर और एक मिक्सर के उपयोग से एक ज्ञात कम आवृत्ति के हार्मोनिक्स के साथ की जाती है। माप की सटीकता संदर्भ स्रोत की सटीकता और स्थिरता द्वारा सीमित है।

यांत्रिक तरीकों को एक ट्यून करने योग्य गुंजयमानक की आवश्यकता होती है जैसे कि एक अवशोषण वेवमीटर, जिसका भौतिक आयाम और आवृत्ति के बीच एक ज्ञात संबंध है।

एक प्रयोगशाला सेटिंग में, लेचर लाइनों का उपयोग सीधे तरंग दैर्ध्य को समानांतर तारों से बनी एक ट्रांसमिशन लाइन पर मापने के लिए किया जा सकता है, फिर आवृत्ति की गणना की जा सकती है। एक समान तकनीक एक स्लेटेड वेवगाइड या स्लेटेड समाक्षीय रेखा का उपयोग करना है जो सीधे तरंग दैर्ध्य को मापता है। इन उपकरणों में एक अनुदैर्ध्य स्लॉट के माध्यम से लाइन में पेश की गई जांच शामिल है ताकि जांच लाइन के ऊपर और नीचे यात्रा करने के लिए स्वतंत्र हो। स्लॉटेड लाइनें मुख्य रूप से लाइन पर वोल्टेज स्टैंडिंग वेव अनुपात के माप के लिए अभिप्रेत हैं। हालांकि, बशर्ते कि एक स्थायी लहर मौजूद हो, उनका उपयोग नोड्स के बीच की दूरी को मापने के लिए भी किया जा सकता है, जो आधे तरंग दैर्ध्य के बराबर है। इस पद्धति की सटीकता नोडल स्थानों के निर्धारण से सीमित है।

स्वास्थ्य पर प्रभाव
माइक्रोवेव गैर-आयनीकरण विकिरण हैं, जिसका अर्थ है कि माइक्रोवेव फोटॉन में अणुओं को आयनित करने या रासायनिक बॉन्ड को तोड़ने के लिए पर्याप्त ऊर्जा नहीं होती है, या डीएनए क्षति का कारण बनता है, जैसे कि एक्स-रे या पराबैंगनी जैसे आयनीकरण विकिरण कर सकते हैं। विकिरण शब्द एक स्रोत से विकीर्ण ऊर्जा को संदर्भित करता है न कि रेडियोधर्मिता के लिए।माइक्रोवेव के अवशोषण का मुख्य प्रभाव गर्मी सामग्री है;विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र ध्रुवीय अणुओं को कंपन करने का कारण बनते हैं।यह निर्णायक रूप से नहीं दिखाया गया है कि माइक्रोवेव (या अन्य गैर-आयनित विद्युत चुम्बकीय विकिरण) में निम्न स्तर पर महत्वपूर्ण प्रतिकूल जैविक प्रभाव होते हैं।कुछ, लेकिन सभी नहीं, अध्ययनों से पता चलता है कि दीर्घकालिक जोखिम का कार्सिनोजेनिक प्रभाव हो सकता है। द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान, यह देखा गया कि रडार प्रतिष्ठानों के विकिरण पथ में व्यक्तियों ने माइक्रोवेव विकिरण के जवाब में क्लिक और गूंज ध्वनियों का अनुभव किया।1970 के दशक में नासा द्वारा किए गए शोध ने इसे आंतरिक कान के कुछ हिस्सों में थर्मल विस्तार के कारण दिखाया है।1955 में डॉ। जेम्स लवेलॉक चूहों को ठंडा करने में सक्षम थे 0 and 1 C माइक्रोवेव डायथर्मी का उपयोग करना। जब माइक्रोवेव के संपर्क में आने से चोट होती है, तो यह आमतौर पर शरीर में प्रेरित ढांकता हुआ हीटिंग से होता है।माइक्रोवेव विकिरण के संपर्क में इस तंत्र द्वारा मोतियाबिंद का उत्पादन हो सकता है, क्योंकि माइक्रोवेव हीटिंग आंख के क्रिस्टलीय लेंस में प्रोटीन को दर्शाता है (उसी तरह से कि गर्मी अंडे की सफेदी को सफेद और अपारदर्शी बदल देती है)।आंख के लेंस और कॉर्निया विशेष रूप से कमजोर होते हैं क्योंकि उनमें कोई रक्त वाहिकाएं नहीं होती हैं जो गर्मी को दूर ले जा सकती हैं।माइक्रोवेव विकिरण की भारी खुराक के संपर्क में (जैसा कि एक ओवन से, जो दरवाजे के साथ भी ऑपरेशन की अनुमति देने के लिए छेड़छाड़ की गई है) अन्य ऊतकों में गर्मी की क्षति का उत्पादन कर सकती है, साथ ही साथ और गंभीर जलने के कारण जो तुरंत स्पष्ट नहीं हो सकते हैंमाइक्रोवेव के लिए उच्च नमी सामग्री के साथ गहरे ऊतकों को गर्म करने की प्रवृत्ति।

हर्ट्जियन ऑप्टिक्स
माइक्रोवेव पहली बार 1890 के दशक में भौतिकविदों द्वारा कुछ शुरुआती रेडियो प्रयोगों में उत्पन्न हुए थे, जिन्होंने उन्हें अदृश्य प्रकाश के रूप में सोचा था। जेम्स क्लर्क मैक्सवेल ने अपने 1873 के सिद्धांत में इलेक्ट्रोमैग्नेटिज्म, जिसे अब मैक्सवेल के समीकरण कहा जाता है, ने भविष्यवाणी की थी कि एक युग्मित विद्युत क्षेत्र और चुंबकीय क्षेत्र एक विद्युत चुम्बकीय तरंग के रूप में अंतरिक्ष के माध्यम से यात्रा कर सकता है, और प्रस्तावित किया कि प्रकाश में लघु तरंग दैर्ध्य की विद्युत चुम्बकीय तरंगों से मिलकर बनता है।1888 में, जर्मन भौतिक विज्ञानी हेनरिक हर्ट्ज एक आदिम स्पार्क गैप रेडियो ट्रांसमीटर का उपयोग करके रेडियो तरंगों के अस्तित्व को प्रदर्शित करने वाले पहले व्यक्ति थे। हर्ट्ज और अन्य शुरुआती रेडियो शोधकर्ता मैक्सवेल के सिद्धांत का परीक्षण करने के लिए रेडियो तरंगों और हल्की तरंगों के बीच समानता की खोज में रुचि रखते थे।उन्होंने यूएचएफ और माइक्रोवेव रेंज में छोटी तरंग दैर्ध्य रेडियो तरंगों का उत्पादन करने पर ध्यान केंद्रित किया, जिसके साथ वे अपनी प्रयोगशालाओं में क्लासिक ऑप्टिक्स प्रयोगों को डुप्लिकेट कर सकते हैं, जैसे कि पैराफिन, सल्फर और पिच और वायर विचलन कृतज्ञता से बने प्रिज्म और लेंस जैसे क्वासियोपिकल घटकों का उपयोग करते हुए, रिफैक्ट करने के लिए,हल्की किरणों की तरह रेडियो तरंगें। हर्ट्ज ने 450 & nbsp; मेगाहर्ट्ज तक की लहरों का उत्पादन किया;उनके दिशात्मक 450 & nbsp; मेगाहर्ट्ज ट्रांसमीटर में 26 & nbsp; सेमी ब्रास रॉड द्विध्रुवीय एंटीना शामिल थे, जो छोरों के बीच एक स्पार्क गैप के साथ, एक घुमावदार जस्ता शीट से बने परवलयिक एंटीना की फोकल लाइन पर निलंबित थे, जो एक इंडक्शन कॉइल से उच्च वोल्टेज दालों द्वारा संचालित होता है। उनके ऐतिहासिक प्रयोगों ने प्रदर्शित किया कि प्रकाश जैसी रेडियो तरंगों ने अपवर्तन, विवर्तन, ध्रुवीकरण, हस्तक्षेप और खड़ी तरंगों का प्रदर्शन किया, यह साबित करना कि रेडियो तरंगें और हल्की तरंगें मैक्सवेल की विद्युत चुम्बकीय तरंगों के दोनों रूप थीं।

1894 में भारतीय भौतिक विज्ञानी जगदीश चंद्र बोस ने माइक्रोवेव के साथ पहला प्रयोग किया।वह मिलीमीटर तरंगों का उत्पादन करने वाला पहला व्यक्ति था, जो 60 & nbsp; GHz (5 & nbsp; मिलीमीटर) तक की आवृत्तियों को 3 & nbsp; मिमी मेटल बॉल स्पार्क ऑसिलेटर का उपयोग कर रहा था। बोस ने अपने प्रयोगों में उपयोग के लिए वेवगाइड, हॉर्न एंटेना और सेमीकंडक्टर क्रिस्टल डिटेक्टरों का भी आविष्कार किया।1894 में स्वतंत्र रूप से, ओलिवर लॉज और ऑगस्टो रिघी ने क्रमशः 1.5 और 12 & nbsp; GHz माइक्रोवेव के साथ प्रयोग किया, जो छोटे धातु की गेंद स्पार्क अनुनादकों द्वारा उत्पन्न हुआ।  1895 में रूसी भौतिक विज्ञानी पियोट्र लेबेडेव ने 50 & nbsp; GHz मिलीमीटर तरंगों को उत्पन्न किया।  1897 में लॉर्ड रेलेघ ने विद्युत चुम्बकीय तरंगों की गणितीय सीमा-मूल्य समस्या को हल किया, जो ट्यूबों और मनमाने आकार की ढांकता हुआ छड़ के माध्यम से प्रचारित करता है।   जिसने एक वेवगाइड के माध्यम से फैलने वाले माइक्रोवेव की मोड और कटऑफ आवृत्ति दी।

हालांकि, चूंकि माइक्रोवेव लाइन-ऑफ-विज़न प्रसार तक सीमित थे। दृष्टि पथों की रेखा, वे दृश्य क्षितिज से परे संवाद नहीं कर सकते थे, और स्पार्क ट्रांसमीटरों की कम शक्ति तब उपयोग में उनकी व्यावहारिक सीमा को कुछ मील तक सीमित कर देती थी।1896 के बाद रेडियो संचार के बाद के विकास ने निचली आवृत्तियों को नियोजित किया, जो क्षितिज से परे जमीन तरंगों के रूप में यात्रा कर सकता है और आयनमंडल को स्काईवेव के रूप में प्रतिबिंबित करके, और माइक्रोवेव आवृत्तियों को इस समय आगे नहीं देखा गया था।

पहला माइक्रोवेव संचार प्रयोग
माइक्रोवेव आवृत्तियों का व्यावहारिक उपयोग 1940 और 1950 के दशक तक पर्याप्त स्रोतों की कमी के कारण नहीं हुआ था, क्योंकि रेडियो ट्रांसमिटर्स में उपयोग किए जाने वाले ट्रायोड वैक्यूम ट्यूब (वाल्व) इलेक्ट्रॉनिक ऑसिलेटर अत्यधिक इलेक्ट्रॉन पारगमन समय के कारण कुछ सौ मेगाहर्ट्ज़ से ऊपर आवृत्तियों का उत्पादन नहीं कर सकते थे।और इंटरलेक्ट्रोड कैपेसिटेंस। 1930 के दशक तक, पहले कम-शक्ति वाले माइक्रोवेव वैक्यूम ट्यूबों को नए सिद्धांतों का उपयोग करके विकसित किया गया था;Barkhausen-kurz ट्यूब और स्प्लिट-एनोड मैग्नेट्रॉन। ये कुछ गिगाहर्ट्ज़ तक की आवृत्तियों पर कुछ वाट बिजली उत्पन्न कर सकते हैं और माइक्रोवेव के साथ संचार में पहले प्रयोगों में उपयोग किए गए थे।

1931 में आंद्रे सी। क्लेवियर की अध्यक्षता में एक एंग्लो-फ्रेंच कंसोर्टियम ने अंग्रेजी चैनल में पहले प्रयोगात्मक माइक्रोवेव रिले लिंक का प्रदर्शन किया 40 mi डोवर, यूके और कैलिस, फ्रांस के बीच। सिस्टम ने द्विदिश 1.7 & nbsp पर टेलीफोनी, टेलीग्राफ और फेससिमाइल डेटा को प्रेषित किया; एक-आधे वाट की शक्ति के साथ GHz बीम्स, मिमीट्री बार्कसैन-कुरज़ ट्यूबों द्वारा निर्मित फोकस पर 10 ft धातु व्यंजन।

इन नए छोटे तरंग दैर्ध्य को अलग करने के लिए एक शब्द की आवश्यकता थी, जो पहले शॉर्ट वेव बैंड में गांठदार हो गया था, जिसका मतलब था कि सभी लहरें 200 मीटर से कम थीं।शब्द अर्ध-ऑप्टिकल तरंगों और अल्ट्रैशोर्ट तरंगों का उपयोग संक्षेप में किया गया था, लेकिन उस पर नहीं पकड़ा।माइक्रो-वेव शब्द का पहला उपयोग स्पष्ट रूप से 1931 में हुआ था।

रडार
द्वितीय विश्व युद्ध से पहले और उसके दौरान मुख्य रूप से गोपनीयता में रडार का विकास, तकनीकी प्रगति के परिणामस्वरूप हुआ जिसने माइक्रोवेव को व्यावहारिक बना दिया। सेंटीमीटर रेंज में तरंग दैर्ध्य को छोटे रडार एंटेना को देने की आवश्यकता थी जो विमान पर फिट होने के लिए पर्याप्त कॉम्पैक्ट थे, जो दुश्मन के विमान को स्थानीय बनाने के लिए एक संकीर्ण पर्याप्त बीमविड्थ था।यह पाया गया कि रेडियो तरंगों को ले जाने के लिए इस्तेमाल की जाने वाली पारंपरिक ट्रांसमिशन लाइनों को माइक्रोवेव आवृत्तियों पर अत्यधिक बिजली का नुकसान हुआ था, और बेल लैब्स में जॉर्ज साउथवर्थ और एमआईटी में विल्मर बैरो ने स्वतंत्र रूप से 1936 में वेवगाइड का आविष्कार किया था। बैरो ने 1938 में सींग एंटीना का आविष्कार किया, जो कि एक वेवगाइड में या बाहर माइक्रोवेव को कुशलता से विकीर्ण करने के साधन के रूप में था।एक माइक्रोवेव रिसीवर में, एक nonlinear घटक की आवश्यकता थी जो इन आवृत्तियों पर एक डिटेक्टर और मिक्सर के रूप में कार्य करेगा, क्योंकि वैक्यूम ट्यूबों में बहुत अधिक समाई थी।इस जरूरत को भरने के लिए शोधकर्ताओं ने एक अप्रचलित तकनीक को फिर से जीवित कर दिया, बिंदु संपर्क क्रिस्टल डिटेक्टर (कैट व्हिस्कर डिटेक्टर) जो कि वैक्यूम ट्यूब रिसीवर से पहले सदी के मोड़ के आसपास क्रिस्टल रेडियो में एक डेमोडुलेटर के रूप में उपयोग किया गया था। अर्धचालक जंक्शनों की कम समाई ने उन्हें माइक्रोवेव आवृत्तियों पर कार्य करने की अनुमति दी।पहले आधुनिक सिलिकॉन और जर्मेनियम डायोड को 1930 के दशक में माइक्रोवेव डिटेक्टरों के रूप में विकसित किया गया था, और उनके विकास के दौरान सीखा सेमीकंडक्टर भौतिकी के सिद्धांतों ने युद्ध के बाद अर्धचालक इलेक्ट्रॉनिक्स का नेतृत्व किया।

द्वितीय विश्व युद्ध की शुरुआत में माइक्रोवेव के पहले शक्तिशाली स्रोतों का आविष्कार किया गया था: 1937 में स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय में रसेल और सिगर्ड वेरियन द्वारा क्लेस्ट्रॉन ट्यूब, और 1940 में ब्रिटेन में बर्मिंघम विश्वविद्यालय में जॉन रान्डेल और हैरी बूट द्वारा कैविटी मैग्नेट्रॉन ट्यूब। दस सेंटीमीटर (3 & nbsp; GHz) माइक्रोवेव रडार 1941 के अंत में ब्रिटिश युद्धक विमानों पर उपयोग में था और गेम चेंजर साबित हुआ।ब्रिटेन के 1940 के फैसले ने अपनी माइक्रोवेव तकनीक को अपने अमेरिकी सहयोगी (द टिजर्ड मिशन) के साथ साझा करने के लिए युद्ध को काफी कम कर दिया।एमआईटी विकिरण प्रयोगशाला ने 1940 में मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी में गुप्त रूप से शोध रडार के लिए, माइक्रोवेव का उपयोग करने के लिए आवश्यक सैद्धांतिक ज्ञान का उत्पादन किया।पहला माइक्रोवेव रिले सिस्टम युद्ध के अंत के पास मित्र देशों की सेना द्वारा विकसित किया गया था और यूरोपीय थिएटर में सुरक्षित युद्धक्षेत्र संचार नेटवर्क के लिए उपयोग किया गया था।

विश्व युद्ध के बाद II
द्वितीय विश्व युद्ध के बाद, माइक्रोवेव का तेजी से व्यावसायिक रूप से शोषण किया गया था। उनकी उच्च आवृत्ति के कारण उनके पास एक बहुत बड़ी सूचना ले जाने की क्षमता (बैंडविड्थ) थी;एक एकल माइक्रोवेव बीम दसियों हजार फोन कॉल ले जा सकता है।1950 और 60 के दशक में ट्रांसकॉन्टिनेंटल माइक्रोवेव रिले नेटवर्क अमेरिका और यूरोप में शहरों के बीच टेलीफोन कॉल का आदान -प्रदान करने और टेलीविजन कार्यक्रमों को वितरित करने के लिए बनाए गए थे।नए टेलीविजन प्रसारण उद्योग में, 1940 के दशक से माइक्रोवेव व्यंजन का उपयोग मोबाइल प्रोडक्शन ट्रकों से स्टूडियो में बैकहॉल वीडियो फीड को प्रसारित करने के लिए किया गया था, जिससे पहले रिमोट टीवी प्रसारण की अनुमति मिली।पहले संचार उपग्रहों को 1960 के दशक में लॉन्च किया गया था, जिसने माइक्रोवेव बीम का उपयोग करके पृथ्वी पर व्यापक रूप से अलग किए गए बिंदुओं के बीच टेलीफोन कॉल और टेलीविजन को रिले किया था।1964 में, अरनो पेनज़ियास और रॉबर्ट वुडरो विल्सन ने बेल लैब्स, होल्मडेल, न्यू जर्सी में एक सैटेलाइट हॉर्न एंटीना में शोर की जांच करते हुए कॉस्मिक माइक्रोवेव बैकग्राउंड विकिरण की खोज की।

माइक्रोवेव रडार एयर ट्रैफिक कंट्रोल, मैरीटाइम नेविगेशन, एंटी-एयरक्राफ्ट डिफेंस, बैलिस्टिक मिसाइल डिटेक्शन और बाद में कई अन्य उपयोगों में इस्तेमाल किया जाने वाला केंद्रीय तकनीक बन गया।रडार और सैटेलाइट संचार ने आधुनिक माइक्रोवेव एंटेना के विकास को प्रेरित किया;परवलयिक एंटीना (सबसे आम प्रकार), कैसग्रेन एंटीना, लेंस एंटीना, स्लॉट एंटीना, और चरणबद्ध सरणी।

वेस्टिंगहाउस में आई। एफ। मोरोमटसेफ द्वारा 1930 के दशक में जल्दी गर्मी सामग्री और कुक फूड के लिए छोटी तरंगों की क्षमता की जांच की गई थी, और 1933 शिकागो वर्ल्ड के मेले में 60 & एनबीएसपी; मेगाहर्ट्ज रेडियो ट्रांसमीटर के साथ खाना पकाने के भोजन का प्रदर्शन किया। 1945 में, रेथियॉन में रडार पर काम करने वाले एक इंजीनियर पर्सी स्पेंसर ने देखा कि एक मैग्नेट्रॉन ऑसिलेटर से माइक्रोवेव विकिरण ने अपनी जेब में एक कैंडी बार पिघलाया। उन्होंने माइक्रोवेव के साथ खाना पकाने की जांच की और माइक्रोवेव ओवन का आविष्कार किया, जिसमें भोजन युक्त एक बंद धातु गुहा में एक मैग्नेट्रॉन फीडिंग माइक्रोवेव शामिल थे, जो 8 अक्टूबर 1945 को रेथियॉन द्वारा पेटेंट कराया गया था। उनके खर्च के कारण उनके माइक्रोवेव ओवन का उपयोग शुरू में संस्थागत रसोई में किया गया था, लेकिन द्वारा संस्थागत रसोई में, लेकिन 1986 में अमेरिका में लगभग 25% परिवारों का स्वामित्व था। माइक्रोवेव हीटिंग व्यापक रूप से प्लास्टिक निर्माण जैसे उद्योगों में एक औद्योगिक प्रक्रिया के रूप में उपयोग किया गया, और माइक्रोवेव हाइपरथर्मी में कैंसर कोशिकाओं को मारने के लिए एक चिकित्सा चिकित्सा के रूप में।

1943 में रुडोल्फ कोम्पफनर और जॉन आर। पियर्स द्वारा विकसित ट्रैवलिंग वेव ट्यूब (TWT)। जॉन पियर्स ने 50 & nbsp; गीगाहर्ट्ज तक माइक्रोवेव का एक उच्च-शक्ति ट्यून करने योग्य स्रोत प्रदान किया, और सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला माइक्रोवेव ट्यूब बन गया (इसके अलावा सर्वव्यापी मैग्नेट्रॉन का उपयोग किया जाता है माइक्रोवेव ओवन में)। रूस में विकसित गायरोट्रॉन ट्यूब परिवार मिलीमीटर तरंग आवृत्तियों में बिजली के मेगावाट का उत्पादन कर सकता है और इसका उपयोग औद्योगिक हीटिंग और प्लाज्मा अनुसंधान में और पावर कण त्वरक और परमाणु संलयन रिएक्टरों में किया जाता है।

सॉलिड स्टेट माइक्रोवेव डिवाइस
1950 के दशक में अर्धचालक इलेक्ट्रॉनिक्स के विकास ने पहले ठोस राज्य माइक्रोवेव उपकरणों को जन्म दिया, जो एक नए सिद्धांत द्वारा काम करते थे;नकारात्मक प्रतिरोध (कुछ प्रीवर माइक्रोवेव ट्यूबों ने भी नकारात्मक प्रतिरोध का उपयोग किया था)। फीडबैक ऑसिलेटर और दो-पोर्ट एम्पलीफायरों का उपयोग कम आवृत्तियों पर किया गया था, जो माइक्रोवेव आवृत्तियों पर अस्थिर हो गया था, और डायोड जैसे एक-पोर्ट डिवाइसों पर आधारित नकारात्मक प्रतिरोध ऑसिलेटर और एम्पलीफायरों ने बेहतर काम किया।

1957 में जापानी भौतिक विज्ञानी लियो एसाकी द्वारा आविष्कार की गई सुरंग डायोड माइक्रोवेव पावर के कुछ मिलिवाट का उत्पादन कर सकती है।इसके आविष्कार ने माइक्रोवेव ऑसिलेटर के रूप में उपयोग के लिए बेहतर नकारात्मक प्रतिरोध सेमीकंडक्टर उपकरणों की खोज की, जिसके परिणामस्वरूप 1956 में डब्ल्यूटी रीड और राल्फ एल। जॉनसन और 1962 में जे बी गन द्वारा गन डायोड द्वारा इम्पैट डायोड का आविष्कार हुआ। डायोड आज सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले माइक्रोवेव स्रोत हैं।

दो कम-शोर वाले ठोस-राज्य इलेक्ट्रॉनिक्स | ठोस राज्य नकारात्मक प्रतिरोध माइक्रोवेव एम्पलीफायरों को विकसित किया गया था;रूबी मेसर ने 1953 में चार्ल्स एच। टाउनस, जेम्स पी। गॉर्डन, और एच। जे। ज़िगर, और मैरियन हाइन्स द्वारा 1956 में विकसित किए गए वर्क्टर पैरामीट्रिक एम्पलीफायर द्वारा आविष्कार किया था। इनका उपयोग रेडियो दूरबीनों और उपग्रह ग्राउंड स्टेशनों में कम शोर माइक्रोवेव रिसीवर के लिए किया गया था।मेसर ने परमाणु घड़ियों के विकास का नेतृत्व किया, जो दो ऊर्जा स्तरों के बीच एक इलेक्ट्रॉन संक्रमण से गुजरने वाले परमाणुओं द्वारा उत्सर्जित एक सटीक माइक्रोवेव आवृत्ति का उपयोग करके समय देते हैं।नकारात्मक प्रतिरोध एम्पलीफायर सर्किट को नए गैर -नॉनक्रिप्रोकल वेवगाइड घटकों के आविष्कार की आवश्यकता होती है, जैसे कि सर्कुलेटर, आइसोलेटर और दिशात्मक युग्मक।1969 में कुरोकावा ने नकारात्मक प्रतिरोध सर्किट में स्थिरता के लिए गणितीय स्थितियों को प्राप्त किया, जिसने माइक्रोवेव ऑसिलेटर डिजाइन का आधार बनाया।

माइक्रोवेव एकीकृत सर्किट
1970 के दशक से पहले माइक्रोवेव डिवाइस और सर्किट भारी और महंगे थे, इसलिए माइक्रोवेव आवृत्तियों को आमतौर पर ट्रांसमीटरों के आउटपुट चरण और रिसीवर के आरएफ फ्रंट एंड तक सीमित किया जाता था, और सिग्नल प्रसंस्करण के लिए एक कम मध्यवर्ती आवृत्ति के लिए हेटेरोडायर्ड थे।1970 के दशक से लेकर वर्तमान तक की अवधि ने छोटे सस्ते सक्रिय ठोस-राज्य माइक्रोवेव घटकों के विकास को देखा है, जिन्हें सर्किट बोर्डों पर लगाया जा सकता है, जिससे सर्किट माइक्रोवेव आवृत्तियों पर महत्वपूर्ण सिग्नल प्रोसेसिंग करने की अनुमति देते हैं।इसने सैटेलाइट टेलीविजन, केबल टेलीविजन, जीपीएस डिवाइस और आधुनिक वायरलेस डिवाइस, जैसे स्मार्टफोन, वाई-फाई और ब्लूटूथ बनाया है जो माइक्रोवेव का उपयोग करके नेटवर्क से जुड़ते हैं।

माइक्रोस्ट्रिप, माइक्रोवेव आवृत्तियों पर उपयोग करने योग्य एक प्रकार की ट्रांसमिशन लाइन, 1950 के दशक में मुद्रित सर्किट के साथ आविष्कार किया गया था। मुद्रित सर्किट बोर्डों पर आकृतियों की एक विस्तृत श्रृंखला को सस्ते में गढ़ने की क्षमता कैपेसिटर, इंडक्टर्स, गुंजयमान स्टब्स, स्प्लिटर्स, दिशात्मक कपल, डिप्लेक्सर्स, फिल्टर और एंटेना के माइक्रोस्ट्रिप संस्करणों की अनुमति दी गई, जिससे कॉम्पैक्ट माइक्रोवेव सर्किट का निर्माण किया जा सके।

माइक्रोवेव आवृत्तियों पर संचालित होने वाले ट्रांजिस्टर को 1970 के दशक में विकसित किया गया था।अर्धचालक गैलियम आर्सेनाइड (GAAS) में सिलिकॉन की तुलना में बहुत अधिक इलेक्ट्रॉन गतिशीलता है, इसलिए इस सामग्री के साथ निर्मित उपकरण सिलिकॉन के समान उपकरणों की आवृत्ति से 4 गुना अधिक संचालित हो सकते हैं।1970 के दशक में GAAS का उपयोग पहले माइक्रोवेव ट्रांजिस्टर बनाने के लिए किया गया था, और यह तब से माइक्रोवेव अर्धचालक पर हावी है।मेसफेट्स (मेटल-सेमिकंडक्टर फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर), फास्ट जीएएएस फील्ड इफेक्ट ट्रांजिस्टर गेट के लिए शोट्की जंक्शनों का उपयोग करते हुए, 1968 में शुरू किए गए थे और 100 & एनबीएसपी; गीगाहर्ट्ज की कटऑफ आवृत्तियों तक पहुंच गए हैं, और अब सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले सक्रिय माइक्रोवेव उपकरण हैं। उच्च आवृत्ति सीमा के साथ ट्रांजिस्टर का एक अन्य परिवार HEMT (उच्च इलेक्ट्रॉन मोबिलिटी ट्रांजिस्टर) है, जो कि दो अलग -अलग अर्धचालक, अल्गा और GAAS के साथ बनाया गया एक क्षेत्र प्रभाव ट्रांजिस्टर है, जो कि हेटेरोजंक्शन तकनीक का उपयोग करता है, और इसी तरह के एचबीटी (हेटेरोजंक्शन बाइपोलर ट्रांजिस्टर)।

GAAS को अर्ध-संक्रमित बनाया जा सकता है, जिससे इसे एक सब्सट्रेट के रूप में उपयोग किया जा सकता है, जिस पर निष्क्रिय घटकों वाले सर्किट, साथ ही ट्रांजिस्टर, लिथोग्राफी द्वारा गढ़े जा सकते हैं। 1976 तक इसने पहले एकीकृत सर्किट (आईसीएस) का नेतृत्व किया, जो माइक्रोवेव आवृत्तियों पर कार्य करता था, जिसे मोनोलिथिक माइक्रोवेव इंटीग्रेटेड सर्किट (एमएमआईसी) कहा जाता था। मोनोलिथिक शब्द को माइक्रोस्ट्रिप पीसीबी सर्किट से अलग करने के लिए जोड़ा गया था, जिन्हें माइक्रोवेव इंटीग्रेटेड सर्किट (एमआईसी) कहा जाता था।तब से सिलिकॉन एमएमआईसी भी विकसित किए गए हैं।आज MMICs एनालॉग और डिजिटल उच्च-आवृत्ति वाले इलेक्ट्रॉनिक्स दोनों के वर्कहॉर्स बन गए हैं, जो सिंगल-चिप माइक्रोवेव रिसीवर, ब्रॉडबैंड एम्पलीफायरों, मोडेम और माइक्रोप्रोसेसरों के उत्पादन को सक्षम करते हैं।

यह भी देखें

 * ब्लॉक अपकंटेर्टर (BUC)
 * कॉस्मिक माइक्रोवेव पृष्ठभूमि
 * इलेक्ट्रॉन साइक्लोट्रॉन प्रतिध्वनि
 * अंतर्राष्ट्रीय माइक्रोवेव बिजली संस्थान
 * कम-शोर ब्लॉक डाउनकनेवर्टर | कम-शोर ब्लॉक कनवर्टर (LNB)
 * मेसर
 * माइक्रोवेव श्रवण प्रभाव
 * माइक्रोवेव गुहा
 * माइक्रोवेव रसायन विज्ञान
 * माइक्रोवेव रेडियो रिले
 * माइक्रोवेव ट्रांसमिशन
 * रेन फीका
 * आरएफ स्विच मैट्रिक्स
 * बात (सुनने का उपकरण)

बाहरी संबंध

 * EM Talk, Microwave Engineering Tutorials and Tools
 * Millimeter Wave and Microwave Waveguide dimension chart.