Microones
ones electromagnètiques amb una freqüència compresa entre 300 MHz i 300 GHz From Wikipedia, the free encyclopedia
Remove ads
Amb el terme microones s'identifica a les ones electromagnètiques la freqüència de les quals és compresa entre 300 MHz i 300 GHz, i la corresponent longitud d'ona és d'1 m a 1 mm. Als senyals amb longitud d'ona en l'ordre dels mil·límetres se'ls anomena «ones mil·limètriques». Nogensmenys, les fronteres de les microones amb els infraroigs i les ones de ràdio d'alta freqüència són bastant arbitràries i s'utilitzen valors diferents en diverses aplicacions.
 |
No s'ha de confondre amb Forn microones. |
.jpg)
Les microones s'utilitzen en radiodifusió en comunicacions punt a punt ja que passen fàcilment a través de l'atmosfera amb menys interferència que altres longituds d'ona majors. També hi ha més amplada de banda en l'espectre de microones que en la resta de l'espectre de ràdio. Típicament, les microones són usades per a transmissió en informatius televisats per transmetre un senyal des d'una localització remota. Els forns microones usen un magnetró per produir microones a una freqüència 2,45 GHz per a la cocció d'aliments. Els protocols sense fil LAN, com Bluetooth i WI-FI també usen microones de 2,4 GHz o 5 GHz. S'empren en radars amb diverses aplicacions.
Remove ads
Generació
Les microones poden ser generades de diverses maneres, generalment dividides en dues categories: amb dispositius d'estat sòlid i amb dispositius basats en tubs de buit. Els dispositius d'estat sòlid per a microones es basen en semiconductors de silici o arsenur de gali, i inclouen transistors d'efecte camp (FET, field effect transistor), transistors d'unió bipolar (BJT, bipolar junction transistor), diodes Gunn i diodes IMPATT. S'han desenvolupat versions especialitzades de transistors estàndard per a altes velocitats, que són les utilitzades habitualment en aplicacions de microones.
Els dispositius basats en tubs de buit operen tenint en compte el moviment balístic d'un electró en el buit sota la influència de camps elèctrics o magnètics, entre els quals s'inclouen el magnetró, el klystron, els tubs d'ones viatgeres (TWT, travelling wave tube) i el girotró.
Remove ads
Radioastronomia
Radiació còsmica de fons
El 1965, utilitzant microones llargues de banda L, Arno allan Penzias (1933-2024) i Robert Woodrow Wilson (1936), físics dels Laboratoris Bell, van fer un descobriment increïble per accident: van detectar soroll de fons mitjançant una antena especial de baix soroll. El que era estrany del soroll era que provenia de totes direccions i no semblava variar gaire en intensitat. Si aquesta estàtica provingués d'alguna cosa del nostre planeta, com ara transmissions de ràdio des d'una torre de control d'un aeroport proper, només vindria d'una direcció, no de tot arreu. Els científics dels Laboratoris Bell aviat es van adonar que havien descobert per casualitat la radiació còsmica de fons de microones. Aquesta radiació es correspon a una radiació de cos negre amb un pic a una temperatura de 2,725 K i a una freqüència de 282 GHz (longitud d'ona 1,06 mm) i omple tot l'univers. Havia estat predita pels cosmòlegs George Gamow (1904-1968), Ralph Alpher i Robert Hermann el 1948, com una conseqüència del big-bang, l'inici de l'univers.[1]
Caça de senyals de microones
Un conjunt fascinant d'objectes emet microones a l'espai. La font més propera de microones no terrestres és el nostre Sol. Les longituds d'ona específiques de les microones que emet són absorbides per la nostra atmosfera. El vapor d'aigua de la nostra atmosfera pot interferir amb la detecció de la radiació de microones de l'espai, absorbint-la i impedint que arribi a la superfície de la Terra. Això va ensenyar als astrònoms que estudien la radiació de microones al cosmos a col·locar els seus detectors a grans altituds a la Terra o a l'espai.[2]
Els senyals de microones tenen longituds d'ona molt llargues. Per detectar-los calen telescopis molt grans, ja que la mida del detector ha de ser moltes vegades més gran que la longitud d'ona de la radiació. Els observatoris d'astronomia de microones més coneguts es troben a l'espai i han revelat detalls sobre objectes i esdeveniments fins al principi de l'univers.[2]
El centre de la nostra galàxia, la Via Làctia, és una font de microones, tot i que no és tan extensa com en altres galàxies més actives. El nostre forat negre (anomenat Sagitari A*) és força silenciós, per exemple. No sembla tenir un jet massiu i només ocasionalment s'alimenta d'estrelles i altres materials que passen massa a prop.[2]
Els púlsars (estrelles de neutrons rotants) són fonts molt potents de radiació de microones. Aquests objectes potents i compactes només són superats pels forats negres en termes de densitat. Les estrelles de neutrons tenen camps magnètics potents i taxes de rotació ràpides. Produeixen un ampli espectre de radiació, amb una emissió de microones particularment forta. La majoria dels púlsars se solen anomenar "ràdio púlsars" a causa de les seves fortes emissions de ràdio, però també poden ser "brillants com microones".[2]
Moltes fonts fascinants de microones es troben molt fora del nostre sistema solar i la nostra galàxia. Per exemple, les galàxies actives (AGN), alimentades per forats negres supermassius als seus nuclis, emeten fortes explosions de microones. A més, aquests motors de forats negres poden crear dolls massius de plasma que també brillen intensament a longituds d'ona de microones. Algunes d'aquestes estructures de plasma poden ser més grans que tota la galàxia que conté el forat negre.[2]
Remove ads
Comunicacions punt a punt
Els enllaços de microones utilitzen ones de ràdio en el rang de freqüències de microones per enviar vídeo, àudio o dades entre dos punts, que van des d'uns pocs metres fins a varis quilòmetres de distància. Els enllaços de microones moderns poden aconseguir velocitats de dades de fins a 400 Mbps en un canal de 56 MHz utilitzant modulació 256QAM i compressió de capçalera IP. L'abast operatiu d'aquests enllaços depèn de la mida de l'antena (guany), la freqüència i la capacitat de l'enllaç, i és essencial una línia de visió clara, especialment tenint en compte la curvatura de la Terra.[3]
Les emissores de televisió utilitzen sovint enllaços de microones per transmetre programes a nivell nacional o des d'emissions externes als estudis. Les unitats mòbils sovint estan muntades en càmera i permeten el moviment lliure sense cables enrotllables. Aquests s'utilitzen habitualment amb sistemes Steadicam a les vores dels camps esportius.
Els senyals de microones sovint es divideixen en tres categories:
- freqüència ultraalta (UHF) (0,3-3 GHz);
- freqüència superalta (SHF) (3-30 GHz); i
- freqüència extremadament alta (EHF) (30-300 GHz).
A més, les bandes de freqüència de microones es designen amb lletres específiques. Les designacions de la Radio Society of Great Britain es mostren a continuació.
Més informació 
...
...
WLAN
La WLAN, acrònim de Wireless Local Area Network (xarxa d’àrea local sense fils) és un tipus de xarxa sense fils que permet establir connexions dins d’una àrea local, com ara un edifici corporatiu, un centre educatiu o una vivenda familiar, permetent la mobilitat dels usuaris. Proporciona gran flexibilitat tant en la instal·lació com en les modificacions posteriors respecte a la solució amb cable, i permet el desplegament en entorns on la instal·lació amb cable pot resultar molt complicada, com ara edificis històrics o amb una estructura complexa. Les més habituals són les xarxes Wi-Fi, basades en les diferents versions de l’estàndard IEEE 802.11. Poden ser segures (amb entrada per contrasenya i codificació de les dades) o no. En el primer cas poden ser d’ús privat o públiques de pagament (els anomenats punts d'accés Wi-Fi). Operen a la banda de microones de 2,4-2,5 GHz, si bé algunes versions ho fan també a la de 5 GHz. Els punts d’accés, senzills d’instal·lar i econòmics, solen tenir un abast de poc més de 100 m en espai obert (sense obstacles).[4]
Remove ads
Bluetooth
El Bluetooth és una tecnologia que permet la interconnexió d’ordinadors amb perifèrics via microones. Addicionalment, permet formar petites xarxes (anomenades picoxarxes) per a transmetre veu i dades. Cada xarxa suporta fins a 7 unions amb altres picoxarxes, i permet transmissions de veu i dades a una velocitat que pot arribar a 720 kbps. Es poden connectar a servidors d’internet amb passarel·les que suportin la tecnologia protocol d’aplicació sense fil. El radi de cobertura de cada xarxa és de 10 a 100 metres, a la banda de freqüències de microones de 2,4 GHz i amb modulació GFSK. És útil per a imprimir, connectar a internet i enviar missatges, fotos o faxos amb el telèfon mòbil o un altre ordinador. En cada cas cal disposar d’una impressora, telèfon mòbil o ordinador que incorporin una connexió Bluetooth. També permet connectar l’ordinador portàtil a uns auriculars, un lector d’MP3, una càmera de fotos o un GPS. L’abaratiment de la seva electrònica fa que els telèfons intel·ligents de gama alta incloguin de sèrie aquesta connexió sense fils.[5]
Remove ads
Aplicacions científiques
Les diferents longituds d'ona de les microones proporcionen informació diferent als científics. Les microones de longitud mitjana (banda C) penetren a través dels núvols, la pols, el fum, la neu i la pluja per revelar la superfície de la Terra. Les microones de banda L, com les que utilitza un receptor del sistema de posicionament global (GPS) del cotxe, també poden penetrar la coberta del dosser dels boscos per mesurar la humitat del sòl de les selves tropicals. La majoria dels satèl·lits de comunicacions utilitzen les bandes C, X i Ku per enviar senyals a una estació terrestre.[1]
Les microones que penetren la boirina, la pluja lleugera i la neu, els núvols i el fum són beneficioses per a la comunicació per satèl·lit i per a l'estudi de la Terra des de l'espai. L'instrument SeaWinds a bord del satèl·lit Quick Scatterometer (QuikSCAT) utilitza polsos de radar a la banda Ku de l'espectre de microones. Aquest dispersòmetre mesura els canvis en l'energia dels polsos de microones i pot determinar la velocitat i la direcció del vent prop de la superfície de l'oceà. La capacitat de les microones per travessar els núvols permet als científics controlar les condicions sota un huracà.[1]
Teledetecció activa
.gif)
La tecnologia radar es considera un sistema de teledetecció activa perquè envia activament un pols de microones i detecta l'energia reflectida. El radar Doppler, els dispersòmetres i els altímetres de radar són exemples d'instruments de teledetecció activa que utilitzen freqüències de microones.[1]
L'altímetre de radar a bord del satèl·lit conjunt NASA/CNES (agència espacial francesa) Ocean Surface Topography Mission (OSTM)/Jason-2 pot determinar l'alçada de la superfície del mar. Aquest altímetre de radar emet microones a dues freqüències diferents (13,6 i 5,3 GHz) a la superfície del mar i mesura el temps que triguen els polsos a tornar a la nau espacial. La combinació de dades d'altres instruments que calculen l'altitud precisa de la nau espacial i corregeixen l'efecte del vapor d'aigua sobre el pols pot determinar l'alçada de la superfície del mar amb només uns centímetres d'exactitud.[1]
Teledetecció passiva
La teledetecció passiva fa referència a la detecció d'ones electromagnètiques que no s'han originat des del satèl·lit o instrument en si. El sensor és simplement un observador passiu que recull la radiació electromagnètica. Els instruments de teledetecció passiva a bord dels satèl·lits han revolucionat la predicció meteorològica proporcionant una visió global dels patrons meteorològics i les temperatures de la superfície. Un aparell de microones a bord de la Missió de Mesura de Pluja Tropical (TRMM) de la NASA pot capturar dades de sota els núvols de tempesta per revelar l'estructura subjacent de la pluja.[1]
Remove ads
Forn de microones
.jpg)
Un forn de microones és electrodomèstic que cuina aliments mitjançant microones. Un forn microones és un forn relativament petit, en forma de caixa, que augmenta la temperatura dels aliments sotmetent-los a feixos de microones que són absorbits per l'aigua, els greixos, els sucres i altres molècules, les vibracions consegüents de les quals produeixen calor. L' escalfament es produeix dins dels aliments, sense escalfar l'aire circumdant, cosa que redueix considerablement el temps de cocció. La cocció i altres tasques de cocció que requereixen hores en un forn convencional es poden completar en minuts en un forn microones. Els forns de microones generen radiació a una freqüència d'uns 2,450 MHz mitjançant un magnetró.[6]
Com que l'escalfament es produeix mitjançant un procés d'absorció, els forns microones tendeixen a coure certs aliments de manera desigual o a velocitats diferents. Per exemple, els aliments humits es couen més ràpid que els menys humits, i les capes exteriors humides tendeixen a absorbir la major part de la radiació abans que pugui arribar a les seccions interiors, que romanen sense coure. Els forns de microones tampoc poden daurar ni deixar cruixents els aliments per fora. La majoria dels tipus de vidre, el poliestirè expandit, el polietilè, el paper i materials similars no absorbeixen les microones i, per tant, no s'escalfen. Escalfar aquests materials pot provocar situacions perilloses. Per exemple, el paper d'alumini s'escalfa molt ràpidament i pot iniciar un incendi en determinades circumstàncies. Els aliments no es poden cuinar en recipients metàl·lics en un forn microones perquè el metall bloqueja les microones. Els forns microones estan subjectes a normes de seguretat que garanteixen nivells mínims de fuites de radiació i no hi ha riscos significatius per a la salut associats a aquestes fuites.[6]
Remove ads
Referències
Wikiwand - on
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Remove ads