Mikrodalgalar, bir tür ELEKTROMAGNETİK iŞINIM biçimidir. iŞIK ve RADYO dalgası gibi, bunlar
da, tayfın bir bölümünü oluştururlar. Dalgaboyları, ışık dalgası ile radyo dalgası arasındadır; KIZILALTI iŞINIM'dan uzun, radyo dalgasından kısadırlar. İki tür dalganın da özelliklerini taşırlar: Hem haberleşme alanında, hem de, sözgelimi yemek pişirmede kullanılabilirler.
Mikrodalgaların dalgaboyu,30cm 1 mm arasında değişir. Frekansları, 1 GHz (1000 MHz) 300 GHz arasındadır. Bu değerler kesin değildir. Kızılaltı ışınım ısı yoluyla, mikrodalgalar da elektronik yöntemlerle üretilir.
Oluşumu ve şiddetlendirilmesi: Mikrodalgaların üretilmesi ve yükseltilmesi için, özel amaçlara göre düzenlenmiş değişik aygıtlara gereksinim vardır. Radyo dalgalarında olduğu gibi, burada da aygıtlar değişken bir elektron akımı üretirler. Değişimin frekansı, istenen ışınımın frekansı ile aynıdır. Yüksek güçlü mikrodalga kaynakları, termoiyonik VALF'lardan geliştirilmiştir. 1910 yıllarından sonra haberleşme endüstrisinin yaygınlaşması, güçlü radyo vericilerinin yapımını zorunlu kılmış ve bu alanda yapılan çalışmalar sonucundamagnetron, klistron. hareketli dalga tüpü gibi termoiyonik valflar geliştirilmiştir. Magnetronun tek başına bir megawattan daha büyük güçte sinyaller verebilen bir osilatör olmasına karşılık, klistron ve hareketli dalga tüpü, yükseltici aygıtlardır; birkaç kilowatt gücünde çıkış verebilirler. Çok düşük güçlü mikrodalgalar elde etmek için, ya küçük güçte klistronlar (yansıtmalı klistron) ya da mazerler. (Bk. LAZER VE MAZER) kullanılır. Ayrıca, katı yapılı devrelerle de düşük güçlü mikrodalgalar oluşturulabilir. Bu düzeneklerin çalışma ilkesi Gunn olayına dayanır. (Bk. OSİLATÖR).
Mikrodalgalar ın yayılması: Tıpkı uzun radyo dalgaları gibi, mikrodalgalar da, biçimlendirilerek (Bk. FREKANS MODÜLASYONU ve VURU KOD MODÜLASYONU) haberleşme alanında kullanılabilir. Işık dalgaları ve radyo dalgaları gibi mikrodalgalar da. OPTİK kurallara uyarak yayılırlar; yani, soğurulma. yansıma, kırılma ve bükülme özellikleri gösterirler. Kuşkusuz, bu olaylar, kullanılan ışınımın dalgaboyuna bağlıdır. Mikrodalgalara özgü nitelikler, bazı durumlarda çok yararlı olabilir. Sözgelimi mikrodalgalar, uzun dalgalardan daha kolay denetlendiklerinden, ANTEN boyları daha küçük tutulabilir. Bu özellik, mikrodalgaların, genel yayın istasyonlarından çok, haberleşme ağının çeşitli noktalarında kullanılmaya elverişli olmasına yolaçar.
Mikrodalganın en kolay yayıldığı ortam, dünya atmosferinin~~en alt tabakası, yani troposferdir. Ne var ki, sıcaklık dönüşümü ve cepheler gibi meteoroloji olayları, bu tabakayı oldukça karmaşık bir yapıya sokmaktadır. Ayrıca, içinde bulunan gaz ve su buharından ötürü, troposferin değişik bölgelerinde radyo kı
rılma indisi farklıdır. Bunun sonucu olarak yansıma, kırılma gibi olaylar, çok karmaşık bir hale gelir. Mikrodalgaların çoğu, bu tabakadaki yağmur, kar, vb. etkenler yüzünden büyük ölçüde saçılmaya uğrarlar. Öte yandan, ortamdaki gaz ve su buharı, uygun dalgaboyunun seçilmesini de olumsuz yönde etkiler. Troposfer tabakasının bazı bölgeleri, belirli dalgaboylarını soğurur.
Söz konusu etkenlere karşın, mikrodalgalar, troposferde yayılabilirler, ama radyo dalgaları gibi iyonosfer tabakasından yansımazlar. Bu nedenle mikrodalgalarla haberleşme uzaklığı, yaklaşık 500 km'yle sınırlıdır. Mikrodalgalar, ufuk çizgisinin altına, ancak bükülme ve saçılma yoluyla geçebilirler.
Mikrodalga devreleri: Bütün mikrodalga enerji kaynaklarının düzenlenmesinde ve yapımında, dalganın elektrik ve magnetik özelliklerine göre değişen çok özel devre tekniklerinin kullanılması gçrekir. Klasik elektrik devrelerinde kullanılan iletkenler, indüktörler, KONDANSATÖR'ler ve dirfcnç öğeleri, mikrodalga frekansında titreşen akımlar geçtiği zaman temel elektrik özelliklerini koruyamazlar. Bu nedenle, mikrodalgalar için özel devrelerin yapılması zorunludur.Mikrodalga devreleri ile öteki devreler arasındaki en önemli fark, mikrodalga devrelerinde sinyallerin, bileşenler arasında DALGAGÜDÜCÜ'lerle taşınmasıdır. Genellikle boru biçiminde olan daigagüdücüler, elektrik iletkenliği çok yüksek olan metallerden yapıUrlar. İndüktans ya da sığa etkileri yaratma amacıyla, dalgagüdücülerin içine, küçük çubuklar ya da çıkıntılar yerleştirilir. Bunların fiziksel boyutları ve dalgagüdücü içinden geçen alan yapısına göre konumları, yaratacakları etkileri belirler. Mikrodalga antenleri, parabol biçimli yansıtma yüzeyi içerdiklerinden, öteki antenlerden farklıdır. Dalgagüdücüyle yansıtma yüzeyinin ortasına kadar getirilen sinyal, yönlendirilmiş bir ışınım demeti olarak yayınlanır.
Radarlarda mikrodalga: RADAR'ın geliştirilmesi, mikrodalgaların çok değişik alanlarda kullanılmasına yolaçmıştır. İkinci Dünya savaşından bu yana, hedeften yansıyıp gelen sinyal yardımıyla cismin varlığım saptama ilkesi geliştirilmiş ve çok yüksek hızlarla hareket eden hedeflerin konumlarının, hızlarının ve biçimlerinin saptanabileceği hale getirilmiştir. Mikrodalga radarıyla ise, 2 km uzaktan bir sineği bile algılamak olanaklıdır. Modern radarlar her tür hedefin gözlenmesinde kullanılabilmektedir. Günümüzde dünyanın önemli limanları ve havaalanları, mikrodalga radarlarıyla donatılmıştır. Böylece, gerek uzaktaki, gerek yakındaki hava ve deniz trafiği denetlenebilmektedir (Bk. HAVA TRAFİK DENETİMİ). Uçakların çoğunda bulunan mikrodalga radarları, yön seçme işlemlerinde ve kötü hava koşullarının saptanmasında kullanılır. Meteoroloji olaylarının konumlarının saptanması açısından da mikrodalga teknolojisi büyük yenilikler getirmiş, böylece yeni bir bilim dalı (radyometeoroloji) gelişmiştir.
Haberleşme: Dünyadaki haberleşme gereksiniminin hızla artması, kablolu ya da klasik radyo dalgalı haberleşme sistemlerine büyük yükler bindirmektedir. Bu amaçla geliştirilen mikrodalga yöntemleri, radyo istasyonlarında kullanılmaya başlanmıştır. Daha yeni bir gelişme de, kıtalararası haberleşmelerde mikrodalgayla çalışan UYDU istasyonlarıdır. Hareketli araçlara kolayca takılabilen mikrodalga sistemler, uzay araştırmalarında da kullanılmaktadır.
Başka uygulamalar: Mikrodalgalardan, sözü edilen kullanım alanları dışında, otomatik denetimde de yararlanılır. Haberleşme ve radar tekniklerinin birleştirilmesi sonucu, kara taşıtları, uçaklar, vb. hareketli araçlar, otomatik denetimle yönetilmektedir.
Radyo altimetresinde (yükseltiolçer) yükseklik ölçümü, yerden geri yansıyan mikrodalgalarla yapılmaktadır. KADASTRO ölçümlerinde, uzaklıkların duyarlı biçimde saptanmasındatellürometreler kullanılır. Laboratuvar çalışmalarındaysa, organik ve anorganik maddelerin fiziksel ve elektriksel özellikleri, genellikle mikrodalga teknikleriyle Ölçülmektedir.
Mikrodalga yardımıyla, yemek de pişirilebilmektedir. Organik maddelerin bu frekanstaki enerjiyi büyük ölçüde soğurması ilkesinden yararlanılarak yapılan fırın ve ocaklar, pişme süresini birkaç saniye ya da dakikaya indirir. Öteki ocaklardan çok üstün olan mikrodalga ocaklarında, 2,5 GHz'de bir kilowattlık güç oluşturan bir magnetron kullanılır. Dalgagüdücüyle taşınan ışınımın aynı frekansla titreşecek olan bir ortam içine gönderilmesiyle, düzgün bir enerji dağılımı sağlanır.


Kaynak:4-cilt: 4

Nüve Forum » kütüphane » Bilim ve Teknoloji » Araçlar ve Gereçler »