الميكروويف

📅 آخر تحديث: ٢٧ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٧ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 39 صور
الموسوعة الحرة

برج اتصالات مزود بمجموعة متنوعة من هوائيات الأطباق لوصلات ترحيل الموجات الدقيقة على قمة فريزر ، مقاطعة فينتورا، كاليفورنيا . فتحات الأطباق مغطاة بألواح بلاستيكية ( أغطية واقية ) لمنع دخول الرطوبة.

الموجات الميكروية هي شكل من أشكال الإشعاع الكهرومغناطيسي، أطوال موجاتها أقصر من موجات الراديو الأخرى ، ولكنها أطول من موجات الأشعة تحت الحمراء . يتراوح طول موجتها من متر واحد إلى مليمتر واحد تقريبًا، وهو ما يتوافق معالترددات بين 300  ميجاهرتز و300  جيجاهرتز، بمفهومها الواسع. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] التعريف الأكثر شيوعًا في هندسة الترددات الراديوية هو النطاق بين 1 و100  جيجاهرتز (أطوال موجية بين 30  سم و3  مم)، [ 4 ] أو بين 1 و3000  جيجاهرتز (30  سم و0.1  مم). [ 5 ] [ 6 ] في جميع الحالات، تشمل الموجات الميكروية نطاق الترددات العالية جدًا (SHF) بالكامل (من 3 إلى 30  جيجاهرتز، أو من 10 إلى 1 سم )  كحد أدنى. الحدود بين الأشعة تحت الحمراء البعيدة ، وإشعاع التيراهيرتز ، والموجات الميكروية، والترددات العالية جدًا (UHF) هي حدود اعتباطية إلى حد كبير وتختلف بين مجالات الدراسة المختلفة. [ 4 ]

يشير المقطع "ميكرو" في كلمة "ميكروويف" إلى أن الموجات الميكروية صغيرة (ذات أطوال موجية أقصر)، مقارنةً بالموجات الراديوية المستخدمة في تقنيات الراديو السابقة . ويُشار عادةً إلى الترددات في نطاق الموجات الميكروية برموز نطاقات الرادار الخاصة بها وفقًا لمعايير معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE) : S ، C ، X ، Ku ، K ، أو Ka ، أو برموز مماثلة خاصة بحلف الناتو أو الاتحاد الأوروبي.

تنتقل الموجات الميكروية عبر خط البصر ؛ وعلى عكس موجات الراديو ذات التردد المنخفض ، فهي لا تنحرف حول التلال، ولا تتبع سطح الأرض كموجات أرضية ، ولا تنعكس من طبقة الأيونوسفير ، لذا فإن روابط الاتصالات الميكروية الأرضية محدودة بالأفق المرئي إلى حوالي 64 كيلومترًا . عند الطرف الأعلى من نطاق ترددات الموجات الميكروية، تمتصها الغازات في الغلاف الجوي، مما يحد من مسافات الاتصال العملية إلى حوالي كيلومتر واحد. 

تُستخدم الموجات الدقيقة على نطاق واسع في التكنولوجيا الحديثة، على سبيل المثال في روابط الاتصال من نقطة إلى نقطة ، والشبكات اللاسلكية ، وشبكات ترحيل الراديو بالموجات الدقيقة ، والرادار ، والاتصالات عبر الأقمار الصناعية والمركبات الفضائية ، والعلاج الحراري الطبي وعلاج السرطان، والاستشعار عن بعد ، وعلم الفلك الراديوي ، ومسرعات الجسيمات ، والتحليل الطيفي ، والتدفئة الصناعية، وأنظمة تجنب الاصطدام ، وأجهزة فتح أبواب المرآب وأنظمة الدخول بدون مفتاح ، ولطهي الطعام في أفران الميكروويف .

الطيف الكهرومغناطيسي

تحتل الموجات الدقيقة مكاناً في الطيف الكهرومغناطيسي بتردد أعلى من موجات الراديو العادية ، وأقل من الأشعة تحت الحمراء :

الطيف الكهرومغناطيسي
اسمالطول الموجيالتردد (هرتز)طاقة الفوتون ( إلكترون فولت )
أشعة جاما< 0.01  نانومتر> 30 هرتز> 124 كيلو فولت
الأشعة السينية0.01  نانومتر - 10  نانومتر30 هرتز - 30 هرتز124 كيلو إلكترون فولت - 124 إلكترون فولت
الأشعة فوق البنفسجية10  نانومتر - 400  نانومتر30 بيكو هرتز - 750 تيرا هرتز124 إلكترون فولت - 3 إلكترون فولت
الضوء المرئي400  نانومتر - 750  نانومتر750 تيراهيرتز - 400 تيراهيرتز3 إلكترون فولت - 1.7 إلكترون فولت
الأشعة تحت الحمراء750  نانومتر - 1  مليمتر400 تيراهيرتز - 300  جيجاهرتز1.7 إلكترون فولت – 1.24 ملي فولت
الميكروويف1  مم - 1  م300  جيجاهرتز - 300  ميجاهرتز1.24 ملي إلكترون فولت – 1.24 ميكرو إلكترون فولت
راديو≥ 1  متر≤ 300  ميجاهرتز≤ 1.24 ميكرو إلكترون فولت

في وصف الطيف الكهرومغناطيسي ، تصنف بعض المصادر الموجات الميكروية على أنها موجات راديوية، وهي مجموعة فرعية من نطاق الموجات الراديوية، بينما تصنف مصادر أخرى الموجات الميكروية والموجات الراديوية على أنها أنواع متميزة من الإشعاع. [ 1 ] وهذا تمييز اعتباطي.

نطاقات التردد

تُرمز نطاقات الترددات في طيف الموجات الميكروية بأحرف. مع ذلك، توجد عدة أنظمة تسمية نطاقات غير متوافقة، وحتى ضمن النظام الواحد، تختلف نطاقات الترددات المقابلة لبعض الأحرف اختلافًا طفيفًا بين مجالات التطبيق المختلفة. [ 7 ] [ 8 ] يعود أصل نظام الأحرف إلى الحرب العالمية الثانية، ضمن تصنيف أمريكي سري للغاية للنطاقات المستخدمة في أجهزة الرادار؛ وهذا هو أصل أقدم نظام أحرف، وهو نطاقات رادار IEEE. يُعرض أدناه جدولٌ يتضمن مجموعة من تسميات نطاقات ترددات الموجات الميكروية الصادرة عن الجمعية الراديوية لبريطانيا العظمى (RSGB):

نطاقات تردد الميكروويف
تعييننطاق الترددنطاق الطول الموجيالاستخدامات النموذجية
نطاق Lمن 1 إلى 2  جيجاهرتزمن 15  سم إلى 30  سمالقياس عن بعد العسكري، ونظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، والهواتف المحمولة (GSM)، وهواة الراديو
نطاق Sمن 2 إلى 4  جيجاهرتزمن 7.5  سم إلى 15  سمرادار الطقس، رادار السفن السطحية، بعض أقمار الاتصالات الصناعية، أفران الميكروويف، أجهزة/اتصالات الميكروويف، علم الفلك الراديوي، الهواتف المحمولة، الشبكة المحلية اللاسلكية، بلوتوث، زيجبي، نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، راديو الهواة
النطاق Cمن 4 إلى 8  جيجاهرتزمن 3.75  سم إلى 7.5  سمالاتصالات اللاسلكية بعيدة المدى، والشبكات المحلية اللاسلكية، وهواة الراديو
XDمن 8 إلى 12  جيجاهرتزمن 25  مم إلى 37.5  ممالاتصالات عبر الأقمار الصناعية، والرادار، والنطاق العريض الأرضي، والاتصالات الفضائية، وهواة الراديو، والتحليل الطيفي الدوراني الجزيئي
فرقة كيو​من 12 إلى 18  جيجاهرتزمن 16.7  مم إلى 25  ممالاتصالات عبر الأقمار الصناعية، مطيافية الدوران الجزيئي
نطاق Kمن 18 إلى 26.5  جيجاهرتزمن 11.3  مم إلى 16.7  ممالرادار، الاتصالات عبر الأقمار الصناعية، الرصد الفلكي، رادار السيارات، مطيافية الدوران الجزيئي
فرقة موسيقية​من 26.5 إلى 40  جيجاهرتزمن 5.0  مم إلى 11.3  ممالاتصالات عبر الأقمار الصناعية، مطيافية الدوران الجزيئي
نطاق Qمن 33 إلى 50  جيجاهرتزمن 6.0  مم إلى 9.0  ممالاتصالات عبر الأقمار الصناعية، والاتصالات الأرضية بالميكروويف، وعلم الفلك الراديوي، ورادار السيارات، والتحليل الطيفي الدوراني الجزيئي
يو إلمن 40 إلى 60  جيجاهرتزمن 5.0  مم إلى 7.5  مم
نطاق Vمن 50 إلى 75  جيجاهرتزمن 4.0  مم إلى 6.0  ممأبحاث الرادار بالموجات المليمترية، وقياس الطيف الدوراني الجزيئي، وأنواع أخرى من البحوث العلمية
نطاق Wمن 75 إلى 110  جيجاهرتزمن 2.7  مم إلى 4.0  ممالاتصالات عبر الأقمار الصناعية، وأبحاث رادار الموجات المليمترية، وتطبيقات الاستهداف والتتبع بالرادار العسكري، وبعض التطبيقات غير العسكرية، ورادار السيارات
نطاق Fمن 90 إلى 140  جيجاهرتزمن 2.1  مم إلى 3.3  ممالإرسال عبر نطاق الترددات العالية جدًا: علم الفلك الراديوي، أجهزة/اتصالات الميكروويف، الشبكات المحلية اللاسلكية، معظم أجهزة الرادار الحديثة، أقمار الاتصالات الصناعية، البث التلفزيوني عبر الأقمار الصناعية، البث الفضائي المباشر ، هواة الراديو
النطاق Dمن 110 إلى 170  جيجاهرتزمن 1.8  مم إلى 2.7  ممالإرسال بترددات عالية جدًا: علم الفلك الراديوي، والترحيل الراديوي بالموجات الدقيقة عالية التردد، والاستشعار عن بعد بالموجات الدقيقة، وهواة الراديو، وأسلحة الطاقة الموجهة، وماسح الموجات المليمترية

توجد تعريفات أخرى. [ 9 ]

يُستخدم مصطلح النطاق P أحيانًا لترددات UHF التي تقل عن النطاق L ولكنه أصبح الآن قديمًا وفقًا لمعيار IEEE 521.

عندما طُوّرت أجهزة الرادار لأول مرة في نطاق التردد K خلال الحرب العالمية الثانية، لم يكن معروفًا وجود نطاق امتصاص قريب (بسبب بخار الماء والأكسجين في الغلاف الجوي). ولتجنب هذه المشكلة، قُسّم نطاق التردد K الأصلي إلى نطاق سفلي، K u ، ونطاق علوي، Ka . [ 10 ]

التكاثر

يُظهر الرسم البياني التوهين الجوي للموجات الدقيقة والأشعة تحت الحمراء البعيدة في هواء جاف يحتوي على مستوى بخار ماء قابل للتكثيف يبلغ 0.001  مم. تشير الانخفاضات الحادة في الرسم البياني إلى الترددات التي تُمتص عندها الموجات الدقيقة بقوة أكبر. يشمل هذا الرسم البياني نطاقًا من الترددات يتراوح بين 0 و1 تيراهيرتز؛ وتمثل الموجات الدقيقة جزءًا من هذا النطاق بين 0.3 و300 جيجاهيرتز.

تنتقل الموجات الميكروية عبر مسارات مباشرة فقط ؛ على عكس موجات الراديو ذات الترددات المنخفضة، فهي لا تنتقل كموجات أرضية تتبع تضاريس الأرض، أو تنعكس عن طبقة الأيونوسفير ( موجات سماوية ). [ 11 ] مع أنها في الطرف الأدنى من نطاق التردد، يمكنها اختراق جدران المباني بما يكفي لاستقبال مفيد، إلا أنه عادةً ما يتطلب ذلك مسارات خالية حتى منطقة فرينل الأولى . لذلك، على سطح الأرض، تقتصر روابط الاتصالات الميكروية على مدى الأفق المرئي إلى حوالي 48-64 كيلومترًا . تمتص الرطوبة في الغلاف الجوي الموجات الميكروية، ويزداد التوهين مع التردد، ليصبح عاملًا مهمًا ( تلاشي الإشارة بسبب المطر ) في الطرف الأعلى من نطاق التردد. بدءًا من حوالي 40 جيجاهرتز، تبدأ الغازات الجوية أيضًا في امتصاص الموجات الميكروية، لذا فوق هذا التردد، يقتصر إرسال الموجات الميكروية على بضعة كيلومترات. يتسبب تركيب النطاق الطيفي في ظهور ذروات امتصاص عند ترددات محددة (انظر الرسم البياني على اليمين). عند الترددات التي تزيد عن 100 جيجاهرتز، يكون امتصاص الإشعاع الكهرومغناطيسي بواسطة الغلاف الجوي للأرض فعالاً لدرجة أنه يصبح معتماً فعلياً، إلى أن يصبح الغلاف الجوي شفافاً مرة أخرى في نطاقات ترددات ما يسمى بالأشعة تحت الحمراء والنوافذ البصرية .   

تشتت التروبوسفير

في حزمة الموجات الميكروية الموجهة بزاوية نحو السماء، يتشتت جزء صغير من الطاقة عشوائيًا أثناء مرور الحزمة عبر طبقة التروبوسفير . [ 11 ] يمكن لجهاز استقبال حساس يقع خلف الأفق، مزود بهوائي عالي الكسب مُركز على تلك المنطقة من التروبوسفير، التقاط الإشارة. وقد استُخدمت هذه التقنية بترددات تتراوح بين 0.45 و5  جيجاهرتز في أنظمة الاتصالات عبر التشتت التروبوسفيري (التروبوسكارت) للتواصل عبر الأفق، ولمسافات تصل إلى 300  كيلومتر.

الهوائيات

تُستخدم الموجهات الموجية لنقل الموجات الدقيقة. مثال على الموجهات الموجية ومزدوج الإرسال والاستقبال في رادار مراقبة الحركة الجوية .

تتيح الأطوال الموجية القصيرة للموجات الدقيقة تصنيع هوائيات متعددة الاتجاهات للأجهزة المحمولة بأحجام صغيرة جدًا، تتراوح أطوالها بين 1 و20 سنتيمترًا، لذا تُستخدم ترددات الموجات الدقيقة على نطاق واسع في الأجهزة اللاسلكية مثل الهواتف المحمولة والهواتف اللاسلكية وشبكات الواي فاي لأجهزة الكمبيوتر المحمولة وسماعات البلوتوث . وتشمل الهوائيات المستخدمة هوائيات السوط القصيرة ، وهوائيات "البطة المطاطية"، وهوائيات ثنائية القطب ، وهوائيات الرقعة ، بالإضافة إلى هوائي الدائرة المطبوعة المقلوب على شكل حرف F (PIFA) الذي يُستخدم بشكل متزايد في الهواتف المحمولة.

يسمح طول موجة الميكروويف القصير بإنتاج حزم ضيقة من الموجات الدقيقة باستخدام هوائيات صغيرة الحجم وعالية الكسب، يتراوح قطرها من نصف متر إلى خمسة أمتار. ولذلك، تُستخدم حزم الميكروويف في وصلات الاتصال المباشر بين نقطتين ، وفي تطبيقات الرادار . ومن مزايا الحزم الضيقة أنها لا تتداخل مع الأجهزة المجاورة التي تستخدم التردد نفسه، مما يسمح بإعادة استخدام التردد من قِبل أجهزة الإرسال القريبة. تُعد الهوائيات المكافئة (الهوائية الطبقية) أكثر الهوائيات التوجيهية استخدامًا في ترددات الميكروويف، ولكن تُستخدم أيضًا هوائيات البوق ، والهوائيات الشقّية ، وهوائيات العدسة . كما يتزايد استخدام هوائيات الميكروستريب المسطحة في الأجهزة الاستهلاكية. ومن الهوائيات التوجيهية الأخرى العملية في ترددات الميكروويف، المصفوفة الطورية ، وهي عبارة عن مصفوفة هوائيات يتم التحكم فيها بواسطة الحاسوب، وتُنتج حزمة يمكن توجيهها إلكترونيًا في اتجاهات مختلفة.

في نطاق ترددات الميكروويف، تعاني خطوط النقل المستخدمة لنقل موجات الراديو منخفضة التردد من وإلى الهوائيات، مثل الكابلات المحورية وخطوط الأسلاك المتوازية ، من فقد كبير في الطاقة. لذا، عند الحاجة إلى توهين منخفض، تُنقل موجات الميكروويف عبر أنابيب معدنية تُسمى الموجهات الموجية . ونظرًا لارتفاع تكلفة الموجهات الموجية ومتطلبات صيانتها، فإن مرحلة خرج جهاز الإرسال أو وحدة الترددات الراديوية الأمامية لجهاز الاستقبال تقع في العديد من هوائيات الميكروويف عند الهوائي نفسه.

التصميم والتحليل

يُستخدم مصطلح الميكروويف أيضاً بمعنى تقني أكثر في الكهرومغناطيسية ونظرية الدوائر الكهربائية . [ 12 ] [ 13 ] يمكن وصف الأجهزة والتقنيات نوعياً بأنها "ميكروويف" عندما تكون أطوال موجات الإشارات مساوية تقريباً لأبعاد الدائرة، مما يجعل نظرية الدوائر ذات العناصر المجمعة غير دقيقة، وبدلاً من ذلك، تُعد عناصر الدوائر الموزعة ونظرية خطوط النقل طرقاً أكثر فائدة للتصميم والتحليل.

ونتيجةً لذلك، لا تستخدم دوائر الميكروويف العملية عادةً المقاومات والمكثفات والمحاثات المنفصلة المستخدمة مع موجات الراديو منخفضة التردد . ويتم استبدال خطوط النقل المكشوفة والمحورية المستخدمة عند الترددات المنخفضة بالموجهات الموجية والخطوط الشريطية ، كما يتم استبدال دوائر الرنين ذات العناصر المجمعة برنانات تجويفية أو أطراف رنانة . [ 12 ] وفي المقابل، عند الترددات الأعلى، حيث يصبح طول موجة الموجات الكهرومغناطيسية صغيرًا مقارنةً بحجم الهياكل المستخدمة لمعالجتها، تصبح تقنيات الميكروويف غير كافية، ويتم اللجوء إلى أساليب البصريات .

مصادر

منظر مقطعي داخل مغنطرون تجويفي كما هو مستخدم في فرن الميكروويف (يسار) . مقسم الهوائي: تصبح تقنيات الميكروستريب ضرورية بشكل متزايد عند الترددات العالية (يمين) .
جهاز رادار لقياس السرعة مفكك . القطعة الرمادية المرفقة بنهاية هوائي البوق النحاسي اللون هي صمام غان الثنائي الذي يولد الموجات الدقيقة.

تستخدم مصادر الموجات الميكروية عالية الطاقة أنابيب تفريغ متخصصة لتوليد الموجات الميكروية. تعمل هذه الأجهزة وفق مبادئ مختلفة عن أنابيب التفريغ منخفضة التردد، إذ تعتمد على الحركة الباليستية للإلكترونات في الفراغ تحت تأثير مجالات كهربائية أو مغناطيسية مضبوطة، وتشمل المغنطرون (المستخدم في أفران الميكروويف )، والكليسترون ، وأنبوب الموجة المتنقلة (TWT)، ومضخم المجال المتقاطع ، والجيروترون . تعمل هذه الأجهزة بنمط تعديل الكثافة ، وليس بنمط تعديل التيار . وهذا يعني أنها تعمل على أساس تحرك مجموعات من الإلكترونات بشكل باليستي عبرها، بدلاً من استخدام تيار مستمر من الإلكترونات. [ 14 ]

تستخدم مصادر الموجات الميكروية منخفضة الطاقة أجهزة الحالة الصلبة مثل ترانزستور تأثير المجال (على الأقل عند الترددات المنخفضة)، وثنائيات النفق ، وثنائيات غان ، وثنائيات إمبات . [ 15 ] تتوفر هذه المصادر كأجهزة مكتبية، وأجهزة تُركّب في رفوف، ووحدات قابلة للتضمين، وبأحجام بطاقات. أما الميزر فهو جهاز من أجهزة الحالة الصلبة يُضخّم الموجات الميكروية باستخدام مبادئ مشابهة لمبادئ الليزر ، الذي يُضخّم موجات الضوء ذات الترددات العالية.

تُصدر جميع الأجسام الدافئة إشعاعًا منخفض المستوى من الموجات الميكروية ، وذلك تبعًا لدرجة حرارتها . لذا ، تُستخدم مقاييس الإشعاع الميكروي في علم الأرصاد الجوية والاستشعار عن بُعد لقياس درجة حرارة الأجسام أو التضاريس. [ 16 ] تُصدر الشمس [ 17 ] ومصادر الراديو الفلكية الأخرى، مثل كوكبة ذات الكرسي أ، إشعاعًا منخفض المستوى من الموجات الميكروية يحمل معلومات عن تركيبها، والتي يدرسها علماء الفلك الراديوي باستخدام أجهزة استقبال تُسمى التلسكوبات الراديوية . [ 16 ] يُعد إشعاع الخلفية الكونية الميكروي ( CMBR)، على سبيل المثال، ضوضاء ميكروية ضعيفة تملأ الفضاء الفارغ، وهو مصدر رئيسي للمعلومات حول نظرية الانفجار العظيم في علم الكونيات ، والتي تُفسر نشأة الكون .

التطبيقات

تُستخدم تقنية الميكروويف على نطاق واسع في الاتصالات السلكية واللاسلكية من نقطة إلى نقطة (أي الاستخدامات غير البثية). وتُعدّ موجات الميكروويف مناسبةً بشكل خاص لهذا الاستخدام نظرًا لسهولة تركيزها في حزم أضيق من موجات الراديو، مما يسمح بإعادة استخدام التردد ؛ كما أن تردداتها العالية نسبيًا تتيح نطاقًا تردديًا واسعًا ومعدلات نقل بيانات عالية ، فضلًا عن صغر حجم الهوائيات المستخدمة مقارنةً بالترددات المنخفضة، لأن حجم الهوائي يتناسب عكسيًا مع التردد المُرسَل. تُستخدم موجات الميكروويف في اتصالات المركبات الفضائية، ويتم نقل جزء كبير من بيانات العالم، والتلفزيون، والاتصالات الهاتفية لمسافات طويلة عبر موجات الميكروويف بين المحطات الأرضية وأقمار الاتصالات الصناعية . كما تُستخدم موجات الميكروويف في أفران الميكروويف وفي تقنية الرادار .

تواصل

طبق استقبال فضائي على منزل، يستقبل البث التلفزيوني عبر الأقمار الصناعية من خلال حزمة موجات ميكروية بتردد 12-14  جيجاهرتز من قمر صناعي للاتصالات يبث مباشرة في مدار ثابت بالنسبة للأرض على ارتفاع 35700 كيلومتر (22000 ميل) فوق سطح الأرض.

قبل ظهور تقنية نقل البيانات عبر الألياف الضوئية ، كانت معظم المكالمات الهاتفية لمسافات طويلة تُجرى عبر شبكات من وصلات الترحيل الراديوية بالميكروويف التي تديرها شركات الاتصالات مثل AT&T Long Lines . وابتداءً من أوائل الخمسينيات، استُخدمت تقنية تعدد الإرسال بتقسيم التردد لإرسال ما يصل إلى 5400 قناة هاتفية على كل قناة راديوية بالميكروويف، مع دمج ما يصل إلى عشر قنوات راديوية في هوائي واحد للانتقال إلى الموقع التالي، على بُعد يصل إلى 70 كيلومترًا. 

تستخدم بروتوكولات الشبكات المحلية اللاسلكية ، مثل البلوتوث ومواصفات IEEE 802.11 المستخدمة في الواي فاي، موجات الميكروويف في نطاق ISM  بتردد 2.4 جيجاهرتز ، مع العلم أن معيار 802.11a يستخدم نطاق ISM وترددات U-NII في نطاق 5 جيجاهرتز. وتُستخدم خدمات الوصول إلى الإنترنت اللاسلكي المرخصة طويلة المدى (حتى 25 كيلومترًا تقريبًا ) منذ ما يقرب من عقد من الزمان في العديد من البلدان في نطاق 3.5-4.0 جيجاهرتز. وقد خصصت لجنة الاتصالات الفيدرالية الأمريكية مؤخرًا طيفًا تردديًا لشركات الاتصالات الراغبة في تقديم خدماتها في هذا النطاق في الولايات المتحدة، مع التركيز على تردد 3.65 جيجاهرتز. ويعمل العشرات من مزودي الخدمة في جميع أنحاء البلاد على تأمين تراخيص من لجنة الاتصالات الفيدرالية أو حصلوا عليها بالفعل للعمل في هذا النطاق. وستوفر خدمات WiMAX التي يمكن بثها على نطاق 3.65 جيجاهرتز خيارًا إضافيًا للاتصال لعملاء الشركات.     

تعتمد بروتوكولات شبكات المناطق الحضرية (MAN)، مثل WiMAX (التوافق العالمي للوصول عبر الموجات الدقيقة)، على معايير مثل IEEE 802.16 ، المصممة للعمل ضمن نطاق ترددي يتراوح بين 2 و11  جيجاهرتز. أما التطبيقات التجارية فتعمل ضمن نطاقات 2.3  جيجاهرتز، و2.5  جيجاهرتز، و3.5  جيجاهرتز، و5.8  جيجاهرتز.

تعمل بروتوكولات الوصول اللاسلكي عريض النطاق عبر الهاتف المحمول (MBWA) القائمة على مواصفات قياسية مثل IEEE 802.20 أو ATIS/ANSI HC-SDMA (مثل iBurst ) بين 1.6 و 2.3  جيجاهرتز لتوفير خصائص التنقل والاختراق داخل المباني المشابهة للهواتف المحمولة ولكن بكفاءة طيفية أكبر بكثير. [ 18 ]

تستخدم بعض شبكات الهاتف المحمول ، مثل GSM ، ترددات الميكروويف المنخفضة/ترددات UHF العالية، حوالي 1.8 و1.9  جيجاهرتز في الأمريكتين وأماكن أخرى على التوالي. بينما تستخدم DVB-SH و S-DMB نطاق 1.452 إلى 1.492 جيجاهرتز، في حين يستخدم راديو الأقمار الصناعية  الخاص/غير المتوافق في الولايات المتحدة تردد 2.3 جيجاهرتز تقريبًا لنظام DARS . 

تُستخدم موجات الميكروويف في عمليات الإرسال اللاسلكي المباشر بين نقطتين ، نظرًا لقصر طول موجاتها، مما يجعل الهوائيات عالية التوجيه أصغر حجمًا وأكثر عملية من تلك المستخدمة في الأطوال الموجية الأطول (الترددات المنخفضة). كما يتميز طيف الميكروويف بنطاق ترددي أوسع من بقية طيف الراديو؛ حيث يقل النطاق الترددي المتاح للاستخدام عن 300 ميجاهرتز ، بينما يمكن استخدام نطاقات ترددية تصل إلى عدة جيجاهرتز فوق 300 ميجاهرتز. عادةً ما تُستخدم موجات الميكروويف في البث عن بُعد للأخبار أو الأحداث الرياضية كوصلة نقل أساسية لنقل الإشارة من موقع بعيد إلى محطة تلفزيونية من شاحنة مجهزة خصيصًا. انظر أيضًا: خدمة البث المساعدة (BAS)، ووحدة الاستقبال عن بُعد (RPU)، ووصلة الاستوديو/المرسل (STL).   

تعمل معظم أنظمة الاتصالات عبر الأقمار الصناعية في نطاقات C أو X أو Ka أو Ku من طيف الموجات الميكروية. تتيح هذه الترددات نطاقًا تردديًا واسعًا مع تجنب ازدحام ترددات UHF والبقاء دون مستوى امتصاص الغلاف الجوي لترددات EHF. يعمل البث التلفزيوني عبر الأقمار الصناعية إما في نطاق C للخدمة التقليدية الثابتة ذات الطبق الكبير، أو في نطاق Ku للبث المباشر عبر الأقمار الصناعية . أما الاتصالات العسكرية فتعتمد بشكل أساسي على روابط نطاق X أو Ku ، بينما يُستخدم نطاق Ka لنظام Milstar .

تقوم أنظمة الملاحة العالمية عبر الأقمار الصناعية (GNSS) بما في ذلك نظام بيدو الصيني ، ونظام تحديد المواقع العالمي الأمريكي (الذي تم تقديمه في عام 1978) ونظام غلوناس الروسي ببث إشارات الملاحة في نطاقات مختلفة تتراوح بين 1.2  جيجاهرتز و 1.6  جيجاهرتز.

رادار

الهوائي المكافئ (السطح المنحني السفلي) لرادار مراقبة المطارات ASR-9 الذي يشع حزمة ضيقة عمودية على شكل مروحة من موجات الميكروويف بتردد 2.7-2.9  جيجاهرتز ( النطاق S ) لتحديد موقع الطائرات في المجال الجوي المحيط بالمطار

الرادار تقنية لتحديد المواقع باستخدام الموجات الراديوية ، حيث ترتد حزمة من الموجات الراديوية المنبعثة من جهاز إرسال عن جسم ما وتعود إلى جهاز استقبال، مما يسمح بتحديد موقع الجسم ومداه وسرعته وخصائصه الأخرى. يتسبب الطول الموجي القصير للموجات الميكروية في انعكاسات كبيرة من الأجسام بحجم المركبات والسفن والطائرات. كما أن الهوائيات عالية الكسب، مثل الهوائيات المكافئة ، اللازمة لإنتاج عرض الحزمة الضيق المطلوب لتحديد مواقع الأجسام بدقة، تكون صغيرة الحجم عند هذه الأطوال الموجية، مما يسمح بتدويرها بسرعة لمسح الأجسام. لذلك، تُعد ترددات الموجات الميكروية الترددات الرئيسية المستخدمة في الرادار. يُستخدم رادار الموجات الميكروية على نطاق واسع في تطبيقات مثل مراقبة الحركة الجوية ، والتنبؤات الجوية، وملاحة السفن، وإنفاذ حدود السرعة . تستخدم الرادارات بعيدة المدى ترددات الموجات الميكروية المنخفضة، لأن امتصاص الغلاف الجوي يحد من المدى عند الطرف العلوي للنطاق، بينما تُستخدم الموجات المليمترية في الرادارات قصيرة المدى، مثل أنظمة تجنب الاصطدام .

بعض هوائيات الأطباق الخاصة بمصفوفة أتاكاما الكبيرة للموجات المليمترية (ALMA)، وهو تلسكوب راديوي يقع في شمال تشيلي. يستقبل هذا التلسكوب موجات الميكروويف في نطاق الموجات المليمترية ، من 31 إلى 1000  جيجاهرتز.
خرائط إشعاع الخلفية الكونية الميكروي (CMBR)، توضح الدقة المحسّنة التي تم تحقيقها باستخدام تلسكوبات الراديو الميكروية الأفضل.

علم الفلك الراديوي

تُدرس الموجات الميكروية المنبعثة من مصادر الراديو الفلكية ، كالكواكب والنجوم والمجرات والسدم، في علم الفلك الراديوي باستخدام هوائيات طبقية كبيرة تُسمى التلسكوبات الراديوية . وإلى جانب استقبالها لإشعاع الميكروويف الطبيعي، استُخدمت التلسكوبات الراديوية في تجارب الرادار النشطة لعكس الموجات الميكروية عن كواكب المجموعة الشمسية ، ولتحديد المسافة إلى القمر ، أو لرسم خريطة لسطح كوكب الزهرة غير المرئي عبر الغطاء السحابي.

يُعدّ مصفوفة أتاكاما المليمترية الكبيرة ، الواقعة على ارتفاع يزيد عن 5000 متر (16597 قدمًا) في تشيلي، تلسكوبًا راديويًا يعمل بالموجات الميكروية، وقد تمّ إنجازه مؤخرًا ، وهو يرصد الكون في نطاقات الأطوال الموجية المليمترية ودون المليمترية . يُعتبر هذا المشروع أكبر مشروع فلكي أرضي في العالم حتى الآن، ويتألف من أكثر من 66 طبقًا، وقد بُني بالتعاون الدولي بين أوروبا وأمريكا الشمالية وشرق آسيا وتشيلي. [ 19 ] [ 20 ] 

انصبّ التركيز الرئيسي في علم الفلك الراديوي الميكروي مؤخرًا على رسم خرائط إشعاع الخلفية الكونية الميكروي (CMBR) الذي اكتشفه عالما الفلك الراديوي أرنو بنزياس وروبرت ويلسون عام 1964. هذا الإشعاع الخلفي الخافت، الذي يملأ الكون ويكاد يكون متجانسًا في جميع الاتجاهات، هو "إشعاع متبقٍ" من الانفجار العظيم ، ويُعدّ أحد المصادر القليلة للمعلومات حول ظروف الكون المبكر. نتيجةً لتمدد الكون وما تبعه من تبريد، انزاح الإشعاع ذو الطاقة العالية في الأصل إلى نطاق الموجات الميكروية من الطيف الراديوي. تستطيع التلسكوبات الراديوية ذات الحساسية الكافية رصد إشعاع الخلفية الكونية الميكروي كإشارة خافتة غير مرتبطة بأي نجم أو مجرة ​​أو أي جرم سماوي آخر. [ 21 ]

تطبيقات التدفئة والطاقة

فرن ميكروويف صغير على طاولة المطبخ
تُستخدم أفران الميكروويف على نطاق واسع في التسخين في العمليات الصناعية. فرن نفق يعمل بالميكروويف لتليين قضبان البلاستيك قبل عملية البثق.

يُمرر فرن الميكروويف إشعاعًا ميكرويًا بتردد يقارب 2.45 جيجاهرتز (12 سم)   عبر الطعام، مما يُسبب تسخينًا عازلًا كهربائيًا، ويرجع ذلك أساسًا إلى امتصاص الطاقة في الماء. أصبحت أفران الميكروويف من الأجهزة المنزلية الشائعة في الدول الغربية في أواخر سبعينيات القرن الماضي، بعد تطوير مغنطرونات التجويف الأقل تكلفة . يتميز الماء في حالته السائلة بتفاعلات جزيئية عديدة تُوسّع ذروة الامتصاص. أما في حالته البخارية، فتمتص جزيئات الماء المنفردة عند تردد حوالي 22  جيجاهرتز، أي ما يقارب عشرة أضعاف تردد فرن الميكروويف.

يُستخدم التسخين بالميكروويف في العمليات الصناعية لتجفيف ومعالجة المنتجات .

تستخدم العديد من تقنيات معالجة أشباه الموصلات الموجات الدقيقة لتوليد البلازما لأغراض مثل الحفر الأيوني التفاعلي والترسيب الكيميائي للبخار المعزز بالبلازما (PECVD).

تُستخدم الموجات الميكروية في مفاعلات الاندماج التجريبية من نوعي ستيلاراتور وتوكاماك للمساعدة في تحويل الغاز إلى بلازما وتسخينها إلى درجات حرارة عالية جدًا. يُضبط التردد على رنين السيكلوترون للإلكترونات في المجال المغناطيسي، ضمن نطاق يتراوح بين 2 و200 جيجاهرتز، ولذلك يُشار إليه غالبًا باسم تسخين رنين السيكلوترون الإلكتروني (ECRH). سيستخدم مفاعل ITER النووي الحراري القادم [ 22 ] ما يصل إلى 20 ميجاواط من الموجات الميكروية بتردد 170 جيجاهرتز.   

يمكن استخدام الموجات الدقيقة لنقل الطاقة عبر مسافات طويلة، وقد أُجريت أبحاث بعد الحرب العالمية الثانية لدراسة إمكانيات ذلك. عملت وكالة ناسا في سبعينيات وأوائل ثمانينيات القرن الماضي على دراسة إمكانية استخدام أنظمة الأقمار الصناعية للطاقة الشمسية المزودة بمصفوفات شمسية كبيرة تبث الطاقة إلى سطح الأرض عبر الموجات الدقيقة.

توجد أسلحة غير فتاكة تستخدم موجات المليمتر لتسخين طبقة رقيقة من جلد الإنسان إلى درجة حرارة لا تُطاق، ما يدفع الشخص المستهدف إلى الابتعاد. تعمل نبضة مدتها ثانيتان من  شعاع مركز بتردد 95 جيجاهرتز على تسخين الجلد إلى درجة حرارة 54 درجة مئوية (129 درجة فهرنهايت) على عمق 0.4 مليمتر ( 1/64 بوصة ) . يستخدم سلاح الجو الأمريكي وقوات مشاة البحرية حاليًا هذا النوع من أنظمة الردع النشط في المنشآت الثابتة . [ 23 ]   

التحليل الطيفي

يُستخدم الإشعاع الميكروي في مطيافية الرنين المغناطيسي الإلكتروني (EPR أو ESR)، عادةً في نطاق التردد X (حوالي 9  جيجاهرتز) بالتزامن مع مجالات مغناطيسية بقوة 0.3 تسلا. توفر هذه التقنية معلومات عن الإلكترونات غير المزدوجة في الأنظمة الكيميائية، مثل الجذور الحرة أو أيونات المعادن الانتقالية مثل النحاس الثنائي (Cu(II)). كما يُستخدم الإشعاع الميكروي لإجراء مطيافية الدوران ، ويمكن دمجه مع الكيمياء الكهربائية كما في الكيمياء الكهربائية المعززة بالميكروويف .

قياس التردد

مقياس امتصاص موجي للقياس في نطاق K u

يمكن قياس تردد الميكروويف إما بتقنيات إلكترونية أو ميكانيكية.

يمكن استخدام عدادات التردد أو أنظمة التغاير عالية التردد . في هذه الحالة، تتم مقارنة التردد المجهول مع توافقيات تردد منخفض معروف باستخدام مولد تردد منخفض، ومولد توافقيات، وخلاط. وتعتمد دقة القياس على دقة واستقرار مصدر الإشارة المرجعية.

تتطلب الطرق الميكانيكية رنانًا قابلًا للضبط مثل مقياس الموجات الامتصاصية ، والذي توجد علاقة معروفة بين البعد الفيزيائي والتردد.

في بيئة المختبر، يمكن استخدام خطوط ليشر لقياس الطول الموجي مباشرةً على خط نقل مصنوع من أسلاك متوازية، ومن ثم حساب التردد. وتتمثل تقنية مماثلة في استخدام دليل موجي مشقوق أو خط محوري مشقوق لقياس الطول الموجي مباشرةً. تتكون هذه الأجهزة من مسبار يُدخل في الخط عبر شق طولي، مما يسمح للمسبار بالتحرك بحرية لأعلى ولأسفل على طول الخط. تُستخدم الخطوط المشقوقة أساسًا لقياس نسبة الموجة الموقوفة للجهد على الخط. ومع ذلك، في حال وجود موجة موقوفة ، يمكن استخدامها أيضًا لقياس المسافة بين العقد ، والتي تساوي نصف الطول الموجي. وتعتمد دقة هذه الطريقة على تحديد مواقع العقد.

التأثيرات على الصحة

الموجات الميكروية هي إشعاع غير مؤين ، ما يعني أن فوتوناتها لا تحتوي على طاقة كافية لتأيين الجزيئات أو كسر الروابط الكيميائية، أو إحداث تلف في الحمض النووي، كما تفعل الإشعاعات المؤينة كالأشعة السينية أو فوق البنفسجية . [ 24 ] تشير كلمة "إشعاع" إلى الطاقة المنبعثة من مصدر، وليس إلى النشاط الإشعاعي . يتمثل التأثير الرئيسي لامتصاص الموجات الميكروية في تسخين المواد؛ إذ تتسبب المجالات الكهرومغناطيسية في اهتزاز الجزيئات القطبية. لم يُثبت بشكل قاطع أن للموجات الميكروية (أو غيرها من الإشعاعات الكهرومغناطيسية غير المؤينة ) آثارًا بيولوجية ضارة كبيرة عند المستويات المنخفضة. تشير بعض الدراسات، وليس جميعها، إلى أن التعرض طويل الأمد قد يكون له تأثير مسرطن . [ 25 ]

خلال الحرب العالمية الثانية ، لوحظ أن الأفراد الموجودين في مسار إشعاع منشآت الرادار كانوا يسمعون نقرات وطنينًا استجابةً لإشعاع الميكروويف. وقد أظهرت أبحاث ناسا في سبعينيات القرن الماضي أن هذا ناتج عن التمدد الحراري في أجزاء من الأذن الداخلية. وفي عام 1955، تمكن الدكتور جيمس لوفلوك من إعادة إحياء فئران تم تبريدها إلى 0 و1 درجة مئوية (32 و34 درجة فهرنهايت) باستخدام العلاج الحراري بالميكروويف. [ 26 ]  

عند حدوث إصابة نتيجة التعرض للموجات الدقيقة، فإنها عادةً ما تنتج عن التسخين العازل الذي يحدث في الجسم. وتُعد عدسة العين وقرنية العين أكثر عرضةً للإصابة لعدم احتوائهما على أوعية دموية قادرة على تبديد الحرارة. ويمكن أن يؤدي التعرض لإشعاع الموجات الدقيقة إلى إعتام عدسة العين (الساد ) بهذه الآلية، لأن تسخين الموجات الدقيقة يُغير طبيعة البروتينات في عدسة العين البلورية [ 27 ] ( كما هو الحال عند تسخين بياض البيض ليصبح أبيض معتمًا). كما أن التعرض لجرعات عالية من إشعاع الموجات الدقيقة (كما هو الحال في فرن تم التلاعب به ليعمل حتى مع فتح الباب) قد يُسبب تلفًا حراريًا في أنسجة أخرى أيضًا، بما في ذلك حروق خطيرة قد لا تظهر على الفور نظرًا لميل الموجات الدقيقة إلى تسخين الأنسجة العميقة ذات المحتوى الرطوبي العالي.

تاريخ

كان الدافع وراء استغلال ترددات الميكروويف هو الازدحام المتزايد في نطاقات التردد المنخفضة، والقدرة على استخدام هوائيات أصغر عند الترددات العالية [ 28 ] : 830

البصريات الهرتزية

تم توليد الموجات الميكروية لأول مرة في تسعينيات القرن التاسع عشر في بعض التجارب المبكرة على الموجات الراديوية على يد فيزيائيين اعتبروها شكلاً من أشكال "الضوء غير المرئي". [ 29 ] تنبأ جيمس كلارك ماكسويل، في نظريته عن الكهرومغناطيسية عام 1873 ، والتي تُعرف الآن بمعادلات ماكسويل ، بأن المجال الكهربائي والمجال المغناطيسي المترابطين يمكن أن ينتقلا عبر الفضاء كموجة كهرومغناطيسية ، واقترح أن الضوء يتكون من موجات كهرومغناطيسية ذات أطوال موجية قصيرة. [ 28 ] : 832 وفي عام 1888، كان الفيزيائي هاينريش هيرتز أول من أثبت وجود الموجات الكهرومغناطيسية، حيث قام بتوليد موجات راديوية باستخدام جهاز إرسال راديوي بدائي يعمل بتقنية فجوة الشرارة . [ 28 ] : 830 [ 30 ]

اهتم هيرتز وغيره من الباحثين الأوائل في مجال الراديو باستكشاف أوجه التشابه بين موجات الراديو وموجات الضوء، لاختبار نظرية ماكسويل. وركزوا على إنتاج موجات راديو قصيرة في نطاقي الترددات العالية جدًا (UHF) والميكروويف، والتي تمكنهم من محاكاة تجارب البصريات الكلاسيكية في مختبراتهم، باستخدام مكونات شبه بصرية مثل الموشورات والعدسات المصنوعة من البارافين والكبريت والقطران ، وشبكات حيود الأسلاك ، لكسر موجات الراديو وحيودها كما لو كانت أشعة ضوئية. [ 31 ] استخدم هيرتز ترددات عند عتبة نطاق الميكروويف: 50 و100 و430 ميجاهرتز. [ 28 ] : 831 يتكون جهاز الإرسال الاتجاهي الذي صممه بتردد 430 ميجاهرتز من هوائي ثنائي القطب مصنوع من قضيب نحاسي بطول 26 سم، مع وجود فجوة شرارة بين طرفيه، معلقًا على الخط البؤري لهوائي مكافئ مصنوع من صفيحة زنك منحنية، ويعمل بنبضات جهد عالٍ من ملف حث . [ 28 ] : 845 [ 30 ] أثبتت تجاربه التاريخية أن الموجات الراديوية، مثل الضوء، تُظهر انكسارًا ، وحيودًا ، واستقطابًا ، وتداخلًا ، وموجات مستقرة ، [ 28 ] : 845-846 [ 31 ] مما يثبت أن الموجات الراديوية والموجات الضوئية كلاهما شكلان من أشكال الموجات الكهرومغناطيسية لماكسويل . كما أجرى تجارب على الأسلاك المفتوحة وخطوط النقل المحورية. [ 28 ] : 841   

بدأ جاغاديش تشاندرا بوس في عام 1894 أولى تجاربه على الموجات الميكروية. وكان أول من أنتج موجات المليمتر ، حيث ولّد ترددات تصل إلى 60  جيجاهرتز (5  مليمترات) باستخدام  مذبذب شرارة كروي معدني قطره 3 مليمترات. [ 32 ] [ 31 ] كما اخترع بوس الموجهات الموجية ، وهوائيات البوق ، وكواشف البلورات شبه الموصلة لاستخدامها في تجاربه. وفي عام 1894، أجرى كل من أوليفر لودج وأوغوستو ريغي تجارب مستقلة على موجات ميكروية بتردد 1.5 و12 جيجاهرتز على التوالي، تم توليدها بواسطة رنانات شرارة كروية معدنية صغيرة. [ 31 ] وفي عام 1895، ولّد الفيزيائي الروسي بيوتر ليبيديف موجات مليمترية بتردد 50 جيجاهرتز. [ 31 ] في عام 1897، حلّ اللورد رايلي مسألة القيمة الحدية الرياضية للموجات الكهرومغناطيسية المنتشرة عبر أنابيب موصلة وقضبان عازلة ذات شكل عشوائي [ 33 ] [ 34 ] [ 35 ] [ 36 ] ، مما أعطى أنماط وتردد القطع للموجات الدقيقة المنتشرة عبر دليل موجي . [ 30 ]  

مع ذلك، ولأن الموجات الميكروية كانت تقتصر على مسارات خط البصر ، لم يكن بالإمكان استخدامها للتواصل خارج الأفق المرئي، كما أن القدرة المنخفضة لأجهزة الإرسال الشرارية المستخدمة آنذاك حدّت من مداها العملي إلى بضعة أميال. وقد اعتمد التطور اللاحق للاتصالات اللاسلكية بعد عام ١٨٩٦ على ترددات أقل، والتي كانت قادرة على الانتقال إلى ما وراء الأفق كموجات أرضية وعن طريق الانعكاس عن طبقة الأيونوسفير كموجات سماوية ، ولم يتم استكشاف ترددات الموجات الميكروية بشكل أوسع في ذلك الوقت.

أولى تجارب الاتصالات بالموجات الدقيقة

لم يبدأ الاستخدام العملي لترددات الميكروويف إلا في أربعينيات وخمسينيات القرن العشرين، وذلك بسبب نقص المصادر الكافية، إذ لم يكن مذبذب الصمام الإلكتروني ثلاثي الأقطاب المستخدم في أجهزة الإرسال اللاسلكي قادرًا على إنتاج ترددات أعلى من بضع مئات من الميغاهرتز نظرًا لطول زمن انتقال الإلكترونات وسعة المكثف بين الأقطاب. [ 30 ] وبحلول ثلاثينيات القرن العشرين، طُوّرت أولى أنابيب الميكروويف المفرغة منخفضة الطاقة باستخدام مبادئ جديدة؛ وهي أنبوب باركهاوزن-كورتز والمغنطرون ذو الأنود المنفصل . [ 28 ] : 849-850 [ 37 ] [ 30 ] وقد استطاعت هذه الأنابيب توليد بضعة واط من الطاقة بترددات تصل إلى بضعة غيغاهرتز، واستُخدمت في التجارب الأولى للاتصالات باستخدام الميكروويف.

في عام 1931، قام اتحاد أنجلو-فرنسي برئاسة أندريه سي. كلافير بعرض أول وصلة ترحيل تجريبية بالميكروويف ، عبر القناة الإنجليزية لمسافة 64 كيلومترًا (40 ميلًا) بين دوفر ، المملكة المتحدة، وكاليه ، فرنسا. [ 39 ] [ 40 ] نقل النظام بيانات الهاتف والتلغراف والفاكس عبر حزم ثنائية الاتجاه بتردد 1.7 جيجاهرتز وبقدرة نصف واط، تم إنتاجها بواسطة أنابيب باركهاوزن-كورتز مصغرة في بؤرة أطباق معدنية قطرها 3 أمتار (10 أقدام) .   

كان لا بد من مصطلح لتمييز هذه الأطوال الموجية الأقصر الجديدة، التي كانت تُصنّف سابقًا ضمن نطاق " الموجات القصيرة "، والذي يشمل جميع الموجات التي يقل طولها عن 200 متر. استُخدم مصطلحا "الموجات شبه الضوئية" و "الموجات فائقة القصر" لفترة وجيزة [ 37 ] [ 41 ] [ 38 ] ، لكنهما لم يلقََا رواجًا. أما أول استخدام لكلمة " الموجات الميكروية" فكان عام 1931 [ 40 ] [ 42 ] في تقرير عن وصلة الميكروويف الأنجلو-فرنسية "كلافير". [ 28 ] : 849

تطوير الرادار

أدى تطوير الرادار ، الذي جرى في سرية تامة قبل وأثناء الحرب العالمية الثانية ، إلى التقدم التكنولوجي الذي جعل استخدام الموجات الميكروية عمليًا. [ 28 ] : 851 [ 30 ] كانت أطوال موجات الميكروويف في نطاق السنتيمتر ضرورية لتزويد هوائيات الرادار الصغيرة، التي كانت صغيرة الحجم بما يكفي لتناسب الطائرات، بعرض حزمة ضيق بما يكفي لتحديد مواقع طائرات العدو. وقد وُجد أن خطوط النقل التقليدية المستخدمة لنقل الموجات الراديوية تعاني من فقد طاقة مفرط عند ترددات الميكروويف، فقام جورج ساوثوورث في مختبرات بيل وويلمر بارو في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا بشكل مستقل باختراع الموجه الدليلية في عام 1936. [ 33 ] اخترع بارو هوائي البوق في عام 1938 كوسيلة لإشعاع الموجات الميكروية بكفاءة داخل أو خارج الموجه الدليلية. في مستقبل الميكروويف ، كان من الضروري وجود مكون غير خطي يعمل ككاشف وخلاط عند هذه الترددات، نظرًا لأن أنابيب التفريغ كانت ذات سعة كبيرة جدًا. لتلبية هذه الحاجة، أعاد الباحثون إحياء تقنية قديمة، وهي كاشف البلورات ذو التلامس النقطي (كاشف شعيرات القط)، الذي استُخدم كمزيل تشكيل في أجهزة الراديو البلورية في مطلع القرن العشرين قبل ظهور أجهزة استقبال الصمامات المفرغة. [30] [43] سمحت السعة المنخفضة لوصلات أشباه الموصلات لها بالعمل بترددات الميكروويف. طُوّرت أولى ثنائيات السيليكون والجرمانيوم الحديثة ككواشف للميكروويف في ثلاثينيات القرن العشرين ، وأدت مبادئ فيزياء أشباه الموصلات التي دُرست خلال تطويرها إلى ظهور إلكترونيات أشباه الموصلات بعد الحرب. [ 30 ]

اختُرعت أولى مصادر الموجات الميكروية القوية في بداية الحرب العالمية الثانية: أنبوب الكليسترون على يد راسل وسيغورد فاريان في جامعة ستانفورد عام 1937، [ 28 ] : 852-853 ، وأنبوب المغنطرون التجويفي على يد جون راندال وهاري بوت في جامعة برمنغهام بالمملكة المتحدة عام 1940. [ 28 ] : 853-855 [ 30 ]  . استُخدم رادار الموجات الميكروية ذو العشرة سنتيمترات (3 جيجاهرتز) الذي يعمل بأنبوب المغنطرون على متن الطائرات الحربية البريطانية في أواخر عام 1941، وأثبت أنه نقلة نوعية. وقد ساهم قرار بريطانيا عام 1940 بمشاركة تقنية الموجات الميكروية مع حليفتها الولايات المتحدة ( مهمة تيزارد ) [ 28 ] : 852 في تقصير أمد الحرب بشكل ملحوظ. كما أن مختبر الإشعاع التابع لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، الذي أُنشئ سرًا في المعهد عام 1940 لأبحاث الرادار، قدّم الكثير من المعرفة النظرية اللازمة لاستخدام الموجات الميكروية. [ 28 ] : 852 طُوِّرت أنظمة ترحيل الميكروويف من قِبَل القوات العسكرية للحلفاء خلال الحرب، واستُخدمت لإنشاء شبكات اتصالات آمنة في ساحات المعارك الأوروبية. وكان أولها جهاز اللاسلكي البريطاني رقم 10، وهو نظام متعدد الإرسال بتقسيم الوقت  بتردد 5 جيجاهرتز و8 خطوط هاتفية، طُوِّر من قِبَل مؤسسة أبحاث وتطوير الإشارات في المملكة المتحدة عام 1942. [ 28 ] : 855

استغلال ما بعد الحرب العالمية الثانية

بعد الحرب العالمية الثانية، استُغلت الموجات الميكروية تجاريًا على نطاق واسع. [ 30 ] نظرًا لترددها العالي، تمتعت بسعة نقل معلومات هائلة ( عرض نطاق ترددي كبير )؛ إذ كان بإمكان شعاع ميكروي واحد نقل عشرات الآلاف من المكالمات الهاتفية. في خمسينيات وستينيات القرن العشرين، بُنيت شبكات ترحيل ميكروية عابرة للقارات في الولايات المتحدة وأوروبا لتبادل المكالمات الهاتفية بين المدن وتوزيع البرامج التلفزيونية. في صناعة البث التلفزيوني الناشئة ، ومنذ أربعينيات القرن العشرين، استُخدمت أطباق الميكروويف لنقل إشارات الفيديو من شاحنات الإنتاج المتنقلة إلى الاستوديو، مما أتاح أولى عمليات البث التلفزيوني عن بُعد . أُطلقت أولى أقمار الاتصالات الصناعية في ستينيات القرن العشرين، والتي نقلت المكالمات الهاتفية والتلفزيون بين نقاط متباعدة على سطح الأرض باستخدام أشعة الميكروويف. في عام 1964، اكتشف أرنو بنزياس وروبرت وودرو ويلسون، أثناء بحثهما عن الضوضاء في هوائي قمر صناعي في مختبرات بيل في هولمديل، نيو جيرسي، إشعاع الخلفية الكونية الميكروي .

هوائيات بوقية من نوع C-band في مركز تحويل الهاتف في سياتل، تابعة لشبكة الترحيل الميكروويفية Long Lines التابعة لشركة AT&T والتي تم بناؤها في الستينيات.
أول مخترع وباحث في مجال المايزر ، تشارلز تاونز ، 1955
هوائي عدسة الميكروويف المستخدم في رادار صاروخ نايك أجاكس المضاد للطائرات عام 1954
أول فرن ميكروويف تجاري، وهو فرن رادارنج من شركة أمانا ، تم تركيبه في مطبخ السفينة التجارية الأمريكية إن إس سافانا  عام 1961.
أُطلق القمر الصناعي للاتصالات "تيلستار 1" في 10 يوليو 1962، وكان أول قمر صناعي ينقل إشارات التلفزيون. استقبلت حلقة هوائيات تجويف الميكروويف إشارة الرفع بتردد 6.39  جيجاهرتز ، وأرسلت إشارة الخفض بتردد 4.17 جيجاهرتز . 

أصبح رادار الميكروويف التقنية المركزية المستخدمة في مراقبة الحركة الجوية ، والملاحة البحرية ، والدفاع الجوي ، وكشف الصواريخ الباليستية ، ولاحقًا في العديد من الاستخدامات الأخرى. وقد حفزت اتصالات الرادار والأقمار الصناعية تطوير هوائيات الميكروويف الحديثة؛ مثل الهوائي المكافئ (النوع الأكثر شيوعًا)، وهوائي كاسجرين ، وهوائي العدسة ، وهوائي الشق ، والمصفوفة الطورية .

في ثلاثينيات القرن العشرين، بحث إيليا إي. مورومتسيف في شركة وستنجهاوس قدرة الموجات القصيرة على تسخين المواد وطهي الطعام بسرعة، وفي معرض شيكاغو العالمي عام 1933، عرض طهي وجبات باستخدام  جهاز إرسال لاسلكي بتردد 60 ميجاهرتز. [ 44 ] في عام 1945، لاحظ بيرسي سبنسر ، وهو مهندس يعمل على الرادار في شركة رايثيون ، أن إشعاع الميكروويف المنبعث من مذبذب المغنطرون يُذيب قطعة حلوى في جيبه. فبحث في الطهي باستخدام الميكروويف، واخترع فرن الميكروويف ، الذي يتكون من مغنطرون يُغذي تجويفًا معدنيًا مغلقًا يحتوي على الطعام بموجات الميكروويف، وحصلت شركة رايثيون على براءة اختراعه في 8 أكتوبر 1945. ونظرًا لتكلفتها العالية، استُخدمت أفران الميكروويف في البداية في المطابخ المؤسسية، ولكن بحلول عام 1986، امتلك ما يقرب من 25% من الأسر في الولايات المتحدة واحدًا منها. وأصبح تسخين الميكروويف شائع الاستخدام كعملية صناعية في صناعات مثل صناعة البلاستيك، وكعلاج طبي لقتل الخلايا السرطانية في العلاج الحراري بالميكروويف .

وفّر أنبوب الموجة المتنقلة (TWT)، الذي طوّره رودولف كومبفنر وجون بيرس عام 1943 ، مصدرًا عالي القدرة وقابلًا للضبط للموجات الميكروية يصل تردده إلى 50  جيجاهرتز، وأصبح أكثر أنابيب الموجات الميكروية استخدامًا (إلى جانب المغنطرون الشائع الاستخدام في أفران الميكروويف). ويمكن لعائلة أنابيب الجيروترون، التي طُوّرت في روسيا، إنتاج ميغاواط من الطاقة بترددات تصل إلى الموجات المليمترية ، وتُستخدم في التدفئة الصناعية وأبحاث البلازما ، ولتشغيل معجّلات الجسيمات ومفاعلات الاندماج النووي .

أجهزة الميكروويف ذات الحالة الصلبة

أول ساعة ذرية من السيزيوم، والمخترع لويس إيسن (يسار) ، 1955
ليزر روبي تجريبي (الطرف السفلي للقضيب) ، 1961
مذبذب ميكروويف يتكون من ثنائي غان داخل رنان تجويفي ، سبعينيات القرن العشرين
جهاز رادار حديث لقياس السرعة. يوجد في الطرف الأيمن من هوائي البوق النحاسي صمام غان الثنائي (المجموعة الرمادية) الذي يولد الموجات الدقيقة.

أدى تطور إلكترونيات أشباه الموصلات في خمسينيات القرن العشرين إلى ظهور أولى أجهزة الميكروويف ذات الحالة الصلبة التي تعمل وفق مبدأ جديد؛ وهو المقاومة السالبة (وقد استخدمت بعض أنابيب الميكروويف التي سبقت الحرب العالمية الثانية المقاومة السالبة أيضًا). [ 30 ] أصبحت مذبذبات التغذية الراجعة ومضخمات الصوت ثنائية المنافذ ، التي كانت تُستخدم عند الترددات المنخفضة، غير مستقرة عند ترددات الميكروويف، بينما عملت مذبذبات ومضخمات الصوت ذات المقاومة السالبة ، والمبنية على أجهزة أحادية المنفذ مثل الثنائيات، بشكل أفضل.

كان بإمكان الصمام الثنائي النفقي، الذي اخترعه الفيزيائي الياباني ليو إساكي عام 1957 ، إنتاج بضعة ميلي واط من طاقة الموجات الميكروية. وقد أدى اختراعه إلى البحث عن أجهزة أشباه موصلات ذات مقاومة سالبة أفضل لاستخدامها كمذبذبات للموجات الميكروية، مما أسفر عن اختراع الصمام الثنائي IMPATT عام 1956 على يد دبليو تي ريد ورالف إل جونستون، والصمام الثنائي Gunn عام 1962 على يد جيه بي غان . [ 30 ] وتُعد الصمامات الثنائية اليوم أكثر مصادر الموجات الميكروية استخدامًا.

تم تطوير نوعين من مضخمات الموجات الميكروية ذات المقاومة السالبة والحالة الصلبة منخفضة الضوضاء ؛ الميزر الذي اخترعه تشارلز إتش. تاونز وجيمس بي . جوردون وإتش. جيه . زيجر عام 1953 ، ومضخم الفاراكتور البارامتري الذي طورته ماريون هاينز عام 1956. [ 30 ] استُخدم المضخم البارامتري وميزر الياقوت ، الذي اخترعه فريق في مختبرات بيل بقيادة إتش. إي. دي. سكوفيل عام 1958، في أجهزة استقبال الموجات الميكروية منخفضة الضوضاء في التلسكوبات الراديوية ومحطات الأقمار الصناعية الأرضية . أدى الميزر إلى تطوير الساعات الذرية ، التي تضبط الوقت باستخدام تردد دقيق للموجات الميكروية ينبعث من الذرات التي تخضع لانتقال إلكتروني بين مستويين من الطاقة. تطلبت دوائر مضخمات المقاومة السالبة ابتكار مكونات جديدة للموجات الدليلية غير التبادلية ، مثل الموزعات والعوازل والمقرنات الاتجاهية . في عام 1969، استنتج كانيوكي كوروكاوا الشروط الرياضية للاستقرار في دوائر المقاومة السالبة ، والتي شكلت أساس تصميم مذبذبات الموجات الميكروية. [ 45 ]

الدوائر المتكاملة للميكروويف

دائرة الميكروستريب لنطاقي k و u المستخدمة في طبق استقبال البث التلفزيوني عبر الأقمار الصناعية

قبل ثمانينيات القرن الماضي، كانت أجهزة ودوائر الميكروويف ضخمة ومكلفة، لذا اقتصر استخدام ترددات الميكروويف عمومًا على مرحلة الإخراج في أجهزة الإرسال والطرف الأمامي للترددات الراديوية في أجهزة الاستقبال، وكانت الإشارات تُحوّل إلى تردد وسيط منخفض للمعالجة. شهدت الفترة من سبعينيات القرن الماضي وحتى الآن تطور مكونات ميكروويف صغيرة الحجم وغير مكلفة تعمل بتقنية الحالة الصلبة النشطة، والتي يمكن تركيبها على لوحات الدوائر، مما يسمح للدوائر بإجراء معالجة إشارات كبيرة بترددات الميكروويف. وقد أتاح ذلك إمكانية البث التلفزيوني عبر الأقمار الصناعية ، والتلفزيون الكبلي ، وأجهزة تحديد المواقع العالمية (GPS) ، والأجهزة اللاسلكية الحديثة، مثل الهواتف الذكية ، وتقنية الواي فاي ، وتقنية البلوتوث، التي تتصل بالشبكات باستخدام الميكروويف.

تم اختراع الميكروستريب ، وهو نوع من خطوط النقل المستخدمة في ترددات الميكروويف، مع الدوائر المطبوعة في خمسينيات القرن العشرين. [ 30 ] وقد أتاحت القدرة على تصنيع مجموعة واسعة من الأشكال بتكلفة منخفضة على لوحات الدوائر المطبوعة إمكانية إنتاج نسخ ميكروستريب من المكثفات والمحاثات والوصلات الرنانة والمقسمات والمقرنات الاتجاهية والمزدوجات والمرشحات والهوائيات ، مما سمح ببناء دوائر ميكروويف مدمجة. [ 30 ]

طُوّرت الترانزستورات العاملة بترددات الميكروويف في سبعينيات القرن الماضي. يتميز شبه الموصل زرنيخيد الغاليوم (GaAs) بحركية إلكترونية أعلى بكثير من السيليكون، [ 30 ] لذا يمكن للأجهزة المصنعة من هذه المادة أن تعمل بتردد أعلى بأربع مرات من الأجهزة المماثلة المصنوعة من السيليكون. منذ سبعينيات القرن الماضي، استُخدم زرنيخيد الغاليوم في صناعة أول ترانزستورات الميكروويف، [ 30 ] ومنذ ذلك الحين، هيمن على أشباه موصلات الميكروويف. طُوّرت ترانزستورات تأثير المجال المعدني-شبه الموصل (MESFETs)، وهي ترانزستورات سريعة من زرنيخيد الغاليوم تستخدم وصلات شوتكي للبوابة، بدءًا من عام 1968، ووصلت إلى ترددات قطع تبلغ 100  جيجاهرتز، وهي الآن أكثر أجهزة الميكروويف النشطة استخدامًا. [ 30 ] هناك عائلة أخرى من الترانزستورات ذات حد تردد أعلى، وهي ترانزستور HEMT ( ترانزستور ذو حركة إلكترونية عالية )، وهو ترانزستور ذو تأثير حقلي مصنوع من نوعين مختلفين من أشباه الموصلات، وهما AlGaAs وGaAs، باستخدام تقنية الوصلة غير المتجانسة ، بالإضافة إلى ترانزستور HBT ( ترانزستور ثنائي القطب ذو الوصلة غير المتجانسة ) المشابه له . [ 30 ]

يمكن جعل زرنيخيد الغاليوم (GaAs) شبه عازل، مما يسمح باستخدامه كركيزة لتصنيع الدوائر التي تحتوي على مكونات سلبية ، بالإضافة إلى الترانزستورات، باستخدام تقنية الطباعة الحجرية. [ 30 ] وبحلول عام 1976، أدى ذلك إلى ظهور أولى الدوائر المتكاملة (ICs) التي تعمل بترددات الميكروويف، والتي تُسمى الدوائر المتكاملة أحادية الرقاقة للميكروويف (MMIC). [ 30 ] أُضيفت كلمة "أحادية الرقاقة" لتمييزها عن دوائر لوحات الدوائر المطبوعة ذات الشريط الميكروي، والتي كانت تُسمى "الدوائر المتكاملة للميكروويف" (MIC). ومنذ ذلك الحين، تم تطوير دوائر MMIC المصنوعة من السيليكون أيضًا. واليوم، أصبحت دوائر MMIC أساسية في الإلكترونيات عالية التردد التناظرية والرقمية، مما يُتيح إنتاج مستقبلات الميكروويف أحادية الرقاقة، ومضخمات النطاق العريض ، وأجهزة المودم ، والمعالجات الدقيقة .

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 هيتشكوك، ر. تيموثي (2004). إشعاع الترددات الراديوية والميكروويف . الجمعية الأمريكية للصحة الصناعية. ص  1. ISBN 978-1931504553.
  2. ↑ جونز، غراهام أ.؛ لاير، ديفيد هـ.؛ أوسينكوفسكي، توماس ج. (2013). دليل الهندسة للرابطة الوطنية للمذيعين، الطبعة العاشرة . دار فوكال للنشر. ص 6. ISBN  978-1136034107.
  3. ↑ "الإشعاع الكهرومغناطيسي - الموجات الدقيقة، الأطوال الموجية، التردد | بريتانيكا" . www.britannica.com . تاريخ الاسترجاع: 15 أغسطس 2023 .
  4. 1 2 كومار، سانجاي؛ شوكلا، سوراب (2014). مفاهيم وتطبيقات هندسة الميكروويف . دار نشر PHI Learning Pvt. Ltd. رقم ISBN 978-8120349353.
  5. ↑ "تفاصيل رقم IEV 713-06-03: "ميكروويف"" . المصطلحات الكهروتقنية الدولية (باللغة اليابانية) . تم الاطلاع عليه بتاريخ 27-03-2024 .
  6. ↑ "تفاصيل رقم IEV 701-02-12: "موجة راديوية"" . المصطلحات الكهروتقنية الدولية (باللغة اليابانية) . تم الاطلاع عليه بتاريخ 27-03-2024 .
  7. ↑ "نطاقات الترددات الحرفية" . موسوعة الميكروويف . موقع Microwaves101 الإلكتروني، معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE). 14 مايو 2016. تاريخ الاطلاع: 1 يوليو 2018 .
  8. ↑ غوليو، مايك؛ غوليو، جانيت (2007). تطبيقات وأنظمة الترددات الراديوية والميكروويف . مطبعة سي آر سي. الصفحات 1.9 – 1.11 . رقم ISBN  978-1420006711.
  9. ↑ انظر "eEngineer – Radio Frequency Band Designations" . Radioing.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2011-11-08 .موقع PC Mojo – Webs with MOJO من كيف كريك، أريزونا (25 أبريل 2008). "نطاقات الترددات الحرفية - موسوعة الميكروويف" . Microwaves101.com. مؤرشف من الأصل بتاريخ 14 يوليو 2014. تم الاطلاع عليه بتاريخ 8 نوفمبر 2011 .، التسميات الحرفية لنطاقات الميكروويف .
  10. ↑ سكولنيك، ميريل آي. (2001) مقدمة في أنظمة الرادار ، الطبعة الثالثة، ص 522، ماكجرو هيل. نص الطبعة الكاملة لعام 1962
  11. 1 2 سيبولد، جون س. (2005). مقدمة في انتشار الترددات الراديوية . جون وايلي وأولاده. ص 55-58 . ISBN  978-0471743682.
  12. 1 2 غوليو، مايك؛ غوليو، جانيت (2007). تقنيات الترددات الراديوية والميكروويف السلبية والفعالة . مطبعة سي آر سي. الصفحات من 1.2 إلى 1.4 . ISBN  978-1420006728.
  13. ↑ كارميل، بول ر.؛ كوليف، غابرييل د.؛ كاميسا، ريموند ل. (1998). مقدمة في الهندسة الكهرومغناطيسية وهندسة الموجات الدقيقة . جون وايلي وأولاده. ص 1. ISBN  9780471177814.
  14. ↑ جيلمور، أ.س. (2011). الكليسترونات، أنابيب الموجة المتنقلة، الماغنيترونات، مضخمات المجال المتقاطع، والجيروترونات . بوسطن: دار أرتيك هاوس. الصفحات 3-7 . ISBN  9781608071845.
  15. ↑ مذبذب الميكروويف ( مؤرشف بتاريخ 30 أكتوبر 2013 في أرشيف الإنترنت ) ملاحظات بقلم هيرلي جنرال مايكروويف
  16. 1 2 سيسوديا، إم إل (2007). الموجات الدقيقة : مقدمة في الدوائر والأجهزة والهوائيات . نيو إيج إنترناشونال. ص 1.4 – 1.7 . ISBN   978-8122413380.
  17. ↑ ليو، كو-نان (2002). مقدمة في الإشعاع الجوي . دار النشر الأكاديمية. ص 2. ISBN  978-0-12-451451-5تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 يوليو 2010 .
  18. ↑ "IEEE 802.20: الوصول اللاسلكي عريض النطاق عبر الهاتف المحمول (MBWA)" . الموقع الإلكتروني الرسمي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 20 أغسطس 2011 .
  19. ↑ "موقع ألما الإلكتروني" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 21-09-2011 .
  20. ↑ "مرحباً بكم في ألما!" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 25-05-2011 .
  21. ↑ رايت، إي إل (2004). "نظرة عامة نظرية على تباين إشعاع الخلفية الكونية الميكروي". في دبليو إل فريدمان (محرر). قياس الكون ونمذجته . سلسلة كارنيجي للمراصد في الفيزياء الفلكية. مطبعة جامعة كامبريدج . ص 291. arXiv : astro-ph/0305591 . Bibcode : 2004mmu..symp..291W . ISBN  978-0-521-75576-4.
  22. ↑ "الطريق إلى الطاقة الجديدة" . ITER. 2011-11-04 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2011-11-08 .
  23. ↑ نظام الحماية "الحارس الصامت". حماية بالطاقة الموجهة غير القاتلة . raytheon.com
  24. ↑ نيف، رود. "تفاعل الإشعاع مع المادة" . هايبرفيزيكس . تم الاطلاع عليه بتاريخ 20 أكتوبر 2014 .
  25. ↑ جولدسميث، جيه آر (ديسمبر 1997). " أدلة وبائية ذات صلة بتأثيرات الرادار (الميكروويف)" . مجلة منظورات الصحة البيئية . 105 (ملحق 6): 1579-1587 . doi : 10.2307/3433674 . JSTOR 3433674. PMC 1469943. PMID 9467086 .   
  26. ↑ أندجوس، آر كيه؛ لوفلوك، جيه إي (1955). "إعادة إحياء الفئران من درجات حرارة الجسم بين 0 و1 درجة مئوية باستخدام العلاج الحراري بالميكروويف" . مجلة علم وظائف الأعضاء . 128 (3): 541-546 . doi : 10.1113/jphysiol.1955.sp005323 . PMC 1365902. PMID 13243347 .  
  27. ↑ ليبمان، ريتشارد م.؛ تريباثي، بريندا ج.؛ تريباثي، راميش س. (نوفمبر-ديسمبر 1988). "إعتام عدسة العين الناجم عن الإشعاع الميكروي والمؤين". مسح طب العيون . 33 (3): 206-207 . doi : 10.1016/0039-6257(88)90088-4 . PMID 3068822 . 
  28. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 براينت، جون هـ. (مايو 1988). "القرن الأول للموجات الميكروية - من 1896 إلى 1996" (ملف PDF) . معاملات IEEE في نظرية وتقنيات الموجات الميكروية . 36 (5). معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات: 830-858 . رمز Bibcode : 1988ITMTT..36..830B . doi : 10.1109/22.3602 . تاريخ الاسترجاع: 8 يونيو 2025 .
  29. ↑ هونغ، سونغوك (2001). اللاسلكي: من صندوق ماركوني الأسود إلى أوديون . مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. الصفحات 5-9 ، 22. ISBN  978-0262082983.
  30. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 روير، تي جي (2012). أجهزة إلكترونية تعمل بالميكروويف . سبرينغر ساينس آند بيزنس ميديا. ص 1-12 . ISBN  978-1461525004.
  31. 1 2 3 4 5 ساركار، تي كي ؛ مايلو، روبرت؛ أولينر، آرثر أ. (2006). تاريخ اللاسلكي . جون وايلي وأولاده. ص 474-486 . ISBN  978-0471783015.
  32. ↑ إيمرسون، دي تي (فبراير 1998). "عمل جاغديش تشاندرا بوس: 100 عام من أبحاث الموجات المليمترية" . المرصد الوطني لعلم الفلك الراديوي.
  33. 1 2 باكارد، كارل س. (سبتمبر 1984). "أصل الموجهات الموجية: حالة إعادة اكتشاف متعددة" (ملف PDF) . معاملات IEEE في نظرية وتقنيات الميكروويف . MTT-32 (9): 961-969 . Bibcode : 1984ITMTT..32..961P . CiteSeerX 10.1.1.532.8921 . doi : 10.1109/tmtt.1984.1132809 . تاريخ الاسترجاع: 24 مارس 2015 . 
  34. ↑ ستروت، ويليام (اللورد رايلي) (فبراير 1897). "حول مرور الموجات الكهربائية عبر الأنابيب، أو اهتزازات الأسطوانات العازلة" . المجلة الفلسفية . 43 (261): 125-132 . doi : 10.1080/14786449708620969 .
  35. ↑ كايزر، جورج (2013). الاتصالات الرقمية بالميكروويف: هندسة أنظمة الميكروويف من نقطة إلى نقطة . جون وايلي وأولاده. ص 7. ISBN  978-1118636800.
  36. ↑ لي، توماس هـ. (2004). هندسة الموجات الميكروية المستوية: دليل عملي للنظرية والقياس والدوائر، المجلد 1. مطبعة جامعة كامبريدج. الصفحات 18، 118. ISBN  978-0521835268.
  37. 1 2 إدوارد كاربلوس (1932). "التواصل باستخدام الموجات شبه الضوئية" . الكتاب السنوي للمعايير، 1932. واشنطن العاصمة: مكتب المعايير، وزارة التجارة الأمريكية: 15. تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 فبراير 2025 .
  38. 1 2 مورومتسيف، إيليا أ. (سبتمبر 1933). "موجات بقطر 3.5 بوصة أصبحت عملية الآن" (ملف PDF) . مركبات الموجات القصيرة . 4 (5). نيويورك: شركة الكتب الشعبية: 266-267 .
  39. ↑ "موجات الميكروويف تعبر القناة الإنجليزية" (ملف PDF) . مجلة Short Wave Craft . المجلد 6، العدد 5. نيويورك: شركة Popular Book. سبتمبر 1935. الصفحات 262، 310. تاريخ الاطلاع: 24 مارس 2015 .   
  40. 1 2 فري، إي إي (أغسطس 1931). "راديو الكشاف بموجات 7 بوصات الجديدة" (ملف PDF) . أخبار الراديو . المجلد 8، العدد 2. نيويورك: منشورات علوم الراديو. الصفحات 107-109 . تاريخ الاسترجاع: 24 مارس 2015 .   
  41. ↑ لوميس، ماري تكسانا (1928). نظرية الراديو وتشغيله: لطالب الراديو والمشغل العملي، الطبعة الرابعة . شركة لوميس للنشر. ص 603. 
  42. ↑ أيتو، جون (2002). كلمات القرن العشرين . دار نشر تعليم وبحوث اللغات الأجنبية. ص 269. ISBN  978-7560028743.
  43. ↑ ريوردان، مايكل ؛ ليليان هوديسون (1988). نار الكريستال: اختراع الترانزستور وولادة عصر المعلومات . الولايات المتحدة: دبليو دبليو نورتون وشركاه. الصفحات 89-92 . ISBN  978-0-393-31851-7.
  44. ↑ "الطبخ باستخدام الموجات القصيرة" (ملف PDF) . مجلة Short Wave Craft . 4 (7): 394. نوفمبر 1933. تاريخ الاطلاع: 23 مارس 2015 .
  45. ↑ كوروكاوا، كانيوكي (يوليو 1969). "بعض الخصائص الأساسية لدوائر مذبذب المقاومة السالبة واسعة النطاق" . مجلة بيل سيستم التقنية. 48 ( 6): 1937-1955 . رمز Bibcode : 1969BSTJ...48.1937K . doi : 10.1002/j.1538-7305.1969.tb01158.x . تاريخ الاسترجاع: 8 ديسمبر 2012 .