მიკროტალღა

**მიკროტალღა**, **მიკროტალღური გამოსხივება** — არამაიონებელი ელექტრომაგნიტური გამოსხივება, რომელსაც უკავია სპექტრული არე ინფრაწითელ გამოსხივებასა და რადიოტალღებს შორის. მისი ტალღის სიგრძე მერყეობს დაახლოებით 1 მ-დან 1 მმ-მდე ინტერვალში, რაც შეესაბამება 300 მეგჰც-დან 300 გჰც-მდე სიხშირეს.

მიკროტალღური გამოსხივების სიხშირე უფრო ზუსტად განისაზღვრება, როგორც 1-დან 100 გჰც-მდე დიაპაზონი (ტალღის სიგრძე 30 სმ-დან 3 მმ-მდე), მიკროტალღებში პრეფიქსი მიკრო- არ ნიშნავს მიკრომეტრის დიაპაზონში ტალღის სიგრძეს; პირიქით, ის მიუთითებს, რომ მიკროტალღები მცირეა (უფრო მოკლე ტალღის სიგრძე აქვთ), რადიოტექნოლოგიაში გამოყენებულ რადიოტალღებთან შედარებით.

მიკროტალღური სპექტრის სიხშირეების აღსაღნიშნავად ხშირად გამოიყენება IEEE-ს სიმბოლოები: S, C, X, Ku, K ან Ka დიაპაზონი, ან მსგავსი NATO-ს ან ევროკავშირის აღნიშვნები.

მიკროტალღები ვრცელდებიან პირდაპირი ხაზით; დაბალი სიხშირის რადიოტალღებისგან განსხვავებით, ისინი არ გარდატყდებიან ბორცვების გარშემო, არ მიჰყვებიან დედამიწის ზედაპირს მიწის ტალღების მსგავსად და არ აირეკლებიან იონოსფეროდან, ამიტომ ხმელეთის მიკროტალღური საკომუნიკაციო კავშირები შეზღუდულია ვიზუალური ჰორიზონტით დაახლოებით 64 კმ-მდე. სპექტრის ზედა ზღვარზე ისინი შთაინთქმებიან ატმოსფეროში არსებული გაზებით, რაც ზღუდავს კომუნიკაციის მანძილს დაახლოებით ერთ კილომეტრამდე.

მიკროტალღები ფართოდ გამოიყენება თანამედროვე ტექნოლოგიებში, მაგალითად, ორწერტილოვანი საკომუნიკაციო კავშირებში, უკაბელო ქსელებში, მიკროტალღური რადიორელეურ ქსელებში, რადარებში, თანამგზავრულ და კოსმოსურ ხომალდებთან კომუნიკაციაში, სამედიცინო დიათერმიასა და სიმსივნის მკურნალობაში, დისტანციურ ზონდირებაში, რადიოასტრონომიაში, ნაწილაკების ამაჩქარებლებში, სპექტროსკოპიაში, სამრეწველო გათბობაში, შეჯახების თავიდან აცილების სისტემებში, ავტოფარეხის კარის გასაღებებსა და უგასაღები შესვლის სისტემებში, ასევე მიკროტალღურ ღუმელებში საჭმლის მოსამზადებლად.

## ელექტრომაგნიტური სპექტრი 
მიკროტალღები ელექტრომაგნიტური გამოსხივების სპექტრში იკავებენ ადგილს რადიოტალღებსა და ინფრაწითელ გამოსხივებას შორის:

ელექტრომაგნიტური სპექტრის აღწერილობებში, ზოგიერთი წყარო მიკროტალღებს რადიოტალღური დიაპაზონის ქვესიმრავლედ კლასიფიცირებს, ზოგი კი მიკროტალღებსა და რადიოტალღებს გამოსხივების განსხვავებულ ტიპებად განიხილავს. ასოების სისტემა სათავეს მეორე მსოფლიო ომიდან იღებს, რომელიც აშშ-ს მიერ საიდუმლოდ იყო შედგენილი; აღნიშნული საფუძვლად დაედო IEEE რადარის ზოლების წარმოშობას. დიდი ბრიტანეთის რადიო საზოგადოების (RSGB) მიერ მიკროტალღური სიხშირის ზოლების აღნიშვნის ნაკრები ქვემოთ არის მოცემული:

არსებობს სხვა განმარტებებიც.

ტერმინი P დიაპაზონი ზოგჯერ გამოიყენება L დიაპაზონის ქვემოთ მდებარე UHF სიხშირეებისთვის, მაგრამ ამჟამად IEEE Std 521-ის მიხედვით მოძველებულია.

როდესაც რადარები პირველად შეიქმნა K დიაპაზონში მეორე მსოფლიო ომის დროს, არ იყო ცნობილი, რომ არსებობდა ახლომდებარე შთანთქმის დიაპაზონი (ატმოსფეროში წყლის ორთქლისა და ჟანგბადის გამო). ამ პრობლემის თავიდან ასაცილებლად, თავდაპირველი K დიაპაზონი დაიყო ქვედა დიაპაზონად — Ku, და ზედა დიაპაზონად — Ka.

## გავრცელება
მიკროტალღები მხოლოდ ხედვის ხაზით მოძრაობენ; დაბალი სიხშირის რადიოტალღებისგან განსხვავებით, ისინი არ მოძრაობენ მიწის ტალღების სახით, რომლებიც დედამიწის კონტურს მიჰყვებიან ან იონოსფეროდან (ცის ტალღები) არ აირეკლებიან. მიუხედავად იმისა, რომ დიაპაზონის დაბალ ბოლოში მათ შეუძლიათ შენობის კედლების გავლა სასარგებლო მიღებისთვის, როგორც წესი, საჭიროა პირველი ფრენელის ზონამდე გაწმენდილი გზის ზოლები. ამიტომ, დედამიწის ზედაპირზე, მიკროტალღური საკომუნიკაციო კავშირები ვიზუალური ჰორიზონტით შემოიფარგლება დაახლოებით 48-64 კმ-ით. მიკროტალღები შთაინთქმება ატმოსფეროში არსებული ტენით და შესუსტება იზრდება სიხშირის მატებასთან ერთად, რაც მნიშვნელოვან ფაქტორად იქცევა (წვიმის შესუსტება) დიაპაზონის მაღალ ბოლოში. დაახლოებით 40 გჰც-დან დაწყებული, ატმოსფერული აირები ასევე იწყებენ მიკროტალღების შთანთქმას, ამიტომ ამ სიხშირის ზემოთ მიკროტალღური გადაცემა რამდენიმე კილომეტრით შემოიფარგლება. სპექტრული დიაპაზონის სტრუქტურა იწვევს შთანთქმის პიკებს კონკრეტულ სიხშირეებზე. 100 გჰც-ზე მეტი სიხშირის შემთხვევაში, დედამიწის ატმოსფეროს მიერ ელექტრომაგნიტური გამოსხივების შთანთქმა იმდენად ეფექტურია, რომ ის ფაქტობრივად გაუმჭვირვალეა მანამ, სანამ ატმოსფერო კვლავ გამჭვირვალე არ გახდება ე.წ. ინფრაწითელი და ოპტიკური ფანჯრის სიხშირის დიაპაზონებში.

### ტროპოგაფანტვა 
ცისკენ მიმართული კუთხით მიმართული მიკროტალღური სხივის დროს, სიმძლავრის მცირე რაოდენობა შემთხვევით გაიფანტება ტროპოსფეროში სხივის გავლისას. აპარატურა და ტექნიკა შეიძლება თვისობრივად აღიწეროს, როგორც „მიკროტალღური“, როდესაც სიგნალების ტალღის სიგრძეები დაახლოებით იგივეა, რაც წრედის ზომები, ამიტომ გაერთიანებული ელემენტების წრედის თეორია არაზუსტია და ამის ნაცვლად განაწილებული წრედის ელემენტები და გადამცემი ხაზის თეორია უფრო სასარგებლო მეთოდებია დიზაინისა და ანალიზისთვის.

შედეგად, პრაქტიკული მიკროტალღური წრედები, როგორც წესი, შორდებიან დაბალი სიხშირის რადიოტალღებთან გამოყენებულ დისკრეტულ რეზისტორებს, კონდენსატორებსა და ინდუქტორებს. დაბალ სიხშირეებზე გამოყენებული ღია მავთულის და კოაქსიალური გადამცემი ხაზები იცვლება ტალღის გამტარებით და ზოლიანი ხაზით, ხოლო გაერთიანებული ელემენტების რეგულირებადი წრედები ღრუ რეზონატორებით ან რეზონანსული შტამპებით.

ზოგიერთი მობილური ტელეფონის ქსელი, როგორიცაა GSM, იყენებს დაბალი მიკროტალღური/მაღალი UHF სიხშირეებს, შესაბამისად, დაახლოებით 1.8 და 1.9 გჰც-მდე ამერიკასა და სხვა ქვეყნებში. DVB-SH და S-DMB იყენებენ 1.452-დან 1.492 გჰც-მდე სიხშირეს, ხოლო აშშ-ში საკუთრებაში არსებული/შეუთავსებელი თანამგზავრული რადიო იყენებს დაახლოებით 2.3 გჰც-ს DARS-ისთვის.

მიკროტალღური რადიო გამოიყენება წერტილოვანი ტელეკომუნიკაციების გადაცემებში, რადგან მათი მოკლე ტალღის სიგრძის გამო, მაღალმიმართულებიანი ანტენები უფრო პატარაა და შესაბამისად, უფრო პრაქტიკული, ვიდრე ისინი იქნებოდნენ უფრო გრძელ ტალღის სიგრძეებზე (დაბალი სიხშირეები). ასევე, მიკროტალღურ სპექტრში უფრო მეტი გამტარობაა, ვიდრე რადიო სპექტრის დანარჩენ ნაწილში; 300 მეგჰც-ზე ნაკლები გამოსაყენებელი გამტარობა 300 მეგჰც-ზე ნაკლებია, მაშინ როცა ბევრი გჰც-ის გამოყენება შესაძლებელია 300 მეგჰც-ზე მეტი სიხშირის მქონე რადიოსიხშირეების შემთხვევაში. როგორც წესი, მიკროტალღები გამოიყენება ახალი ამბების ან სპორტული ღონისძიებების დისტანციურ ტრანსლირებისას, როგორც უკუკავშირის ბმული, რათა სიგნალი გადაიცეს დისტანციური ადგილიდან სატელევიზიო სადგურზე სპეციალურად აღჭურვილი ფურგონიდან.

თანამგზავრული საკომუნიკაციო სისტემების უმეტესობა მუშაობს მიკროტალღური სპექტრის C, X, Ka ან Ku დიაპაზონებში. ეს სიხშირეები საშუალებას იძლევა დიდი გამტარობის, თავიდან აიცილონ გადატვირთული UHF სიხშირეები და რჩებიან რა EHF სიხშირეების ატმოსფერული შთანთქმის ქვემოთ. თანამგზავრული ტელევიზია მუშაობს C დიაპაზონში ტრადიციული დიდი თეფშის ფიქსირებული თანამგზავრული სერვისისთვის ან Ku დიაპაზონში პირდაპირი სამაუწყებლო თანამგზავრისთვის. სამხედრო კომუნიკაციები ძირითადად ხორციელდება X ან Ku-დიაპაზონის ბმულებზე, ხოლო Ka დიაპაზონი გამოიყენება Milstar-ისთვის.

### ნავიგაცია
გლობალური ნავიგაციის თანამგზავრული სისტემები (GNSS), მათ შორის ჩინური Beidou, ამერიკული გლობალური პოზიციონირების სისტემა (დანერგილი 1978 წელს) და რუსული GLONASS, ნავიგაციურ სიგნალებს გადასცემენ სხვადასხვა დიაპაზონში, დაახლოებით 1.2 გჰც-დან 1.6 გჰც-მდე.

### რადარი 
რადარი არის რადიოლოკაციური საშუალება, რომლის მიერ გამოსხივებული რადიოტალღების სხივი აირეკლება ობიექტიდან და ბრუნდება მიმღებში, რაც საშუალებას იძლევა განისაზღვროს ობიექტის ადგილმდებარეობა, დიაპაზონი, სიჩქარე და სხვა მახასიათებლები. მიკროტალღების მოკლე ტალღის სიგრძე საშუალებას იძლევა სატრანსპორტო საშუალებების, გემების და თვითმფრინავების ზომის ობიექტებიდან დიდ არეკვლის მიღებას. ასევე, ამ ტალღის სიგრძეებზე, გამოიყენება მაღალი გამაძლიერებელი ანტენები, როგორიცაა პარაბოლური ანტენები, რომლებიც ობიექტების ზუსტი ადგილმდებარეობის დასადგენად ასხივებენ ვიწრო ზოლის ტალღას, რაც საშუალებას იძლევა მათი სწრაფად მობრუნება ობიექტების სკანირებისთვის. ამიტომ, მიკროტალღური სიხშირეები წარმოადგნენ რადარში გამოყენებულ ძირითად სიხშირეებს. მიკროტალღური რადარი ფართოდ გამოიყენება: საჰაერო მოძრაობის კონტროლისას, ამინდის პროგნოზირებისას, გემების ნავიგაციისას და სხვათა. შორ მანძილზე მოქმედი რადარები იყენებენ ქვედა მიკროტალღურ სიხშირეებს, რადგან დიაპაზონის ზედა ბოლოში ატმოსფერული შთანთქმა ზღუდავს დიაპაზონის ეფექტურობას, ამიტომ მილიმეტრიული ტალღები გამოიყენება მოკლე დიაპაზონის რადარებისთვის, როგორიცაა შეჯახების თავიდან აცილების სისტემები.

### რადიოასტრონომია 
ასტრონომიული რადიოწყაროების მიერ გამოსხივებულ მიკროტალღებს რადიოასტრონომია შესიწავლის დიდი თეფშებიანი ანტენებით, რომლებსაც რადიოტელესკოპები ეწოდება. ბუნებრივად წარმოქმნილი მიკროტალღური გამოსხივების მიღების გარდა, რადიოტელესკოპები გამოიყენება აქტიური რადარის ექსპერიმენტებში მზის სისტემის პლანეტებიდან მიკროტალღების გასაშვებად, მთვარემდე მანძილის დასადგენად ან ვენერას უხილავი ზედაპირის ღრუბლის საფარის მეშვეობით რუკის შესაქმნელად.

ბოლო დროს დასრულებული მიკროტალღური რადიოტელესკოპია ატაკამის დიდი მილიმეტრიანი მასივი, რომელიც მდებარეობს ჩილეში 5000 მეტრზე მეტ სიმაღლეზე და აკვირდება სამყაროს მილიმეტრიან და სუბმილიმეტრიან ტალღის სიგრძის დიაპაზონებში. მსოფლიოში ყველაზე დიდი ხმელეთზე დაფუძნებული ასტრონომიული პროექტი დღემდე, ის შედგება 66-ზე მეტი თეფშისგან და აშენდა ევროპის, ჩრდილოეთ ამერიკის, აღმოსავლეთ აზიისა და ჩილეს საერთაშორისო თანამშრომლობით.

ბოლოდროინდელი მნიშვნელოვანი აღმოჩენა: როდესაც მიკროტალღური რადიოასტრონომიის ფოკუსი კოსმოსური მიკროტალღური ფონური გამოსხივების (CMBR) რუკაზე იყო დატანილი, რომელიც 1964 წელს რადიოასტრონომებმა, არნო პენზიასმა და რობერტ უილსონმა აღმოაჩინეს. ეს სუსტი ფონური გამოსხივება, რომელიც ავსებს სამყაროს და თითქმის ერთნაირია ყველა მიმართულებით, დიდი აფეთქების „რელიქტური გამოსხივებაა“ და წარმოადგენს ადრეული სამყაროს პირობების შესახებ ინფორმაციის ერთ-ერთ მცირერიცხოვან წყაროს. სამყაროს გაფართოებისა და შესაბამისად, გაგრილების გამო, თავდაპირველად მაღალი ენერგიის გამოსხივება რადიოსპექტრის მიკროტალღურ რეგიონში გადაიტანეს. საკმარისად მგრძნობიარე რადიოტელესკოპებს შეუძლიათ CMBR-ის, როგორც სუსტი სიგნალის, აღმოჩენა, რომელიც არ არის დაკავშირებული არცერთ ვარსკვლავთან, გალაქტიკასთან ან სხვა ობიექტთან.

### გათბობასა და ენერგეტიკაში გამოყენება 
მიკროტალღური ღუმელი საკვებში 2.45 გჰც-ის სიხშირით გადასცემს მიკროტალღურ გამოსხივებას, რაც იწვევს დიელექტრიკულ გათბობას, ძირითადად წყალში ენერგიის შთანთქმის გზით. მიკროტალღური ღუმელები დასავლეთის ქვეყნებში სამზარეულოს საერთო ტექნიკა 1970-იანი წლების ბოლოდან გახდა. წყალს აქვს მრავალი მოლეკულური ურთიერთქმედება, რაც აფართოებს შთანთქმის პიკს. ორთქლის ფაზაში, იზოლირებული წყლის მოლეკულები მიკროტალღებს შთანთქავენ დაახლოებით 22 გჰც-ით, რაც თითქმის ათჯერ აღემატება მიკროტალღური ღუმელის სიხშირეს.

მიკროტალღური გათბობა გამოიყენება სამრეწველო პროცესებში პროდუქტების გასაშრობად და გასამაგრებლად.

მიკროტალღური ღუმელები გამოიყენება სტელარატორებსა და ტოკამაკის ექსპერიმენტულ შერწყმის რეაქტორებში, რათა დაეხმარონ აირის პლაზმად დაშლას და ძალიან მაღალ ტემპერატურამდე გაცხელებას. სიხშირე მაგნიტურ ველში ელექტრონების ციკლოტრონულ რეზონანსზეა მორგებული, 2-200 გჰც დიაპაზონში, ამიტომ მას ხშირად ელექტრონული ციკლოტრონული რეზონანსული გათბობას (ECRH) უწოდებენ. ITER თერმობირთვული რეაქტორი, რომლის ამუშავებასაც ცდილობენ გამოიყენებს 20 მეგავატამდე სიმძლავრის 170 გჰც მიკროტალღურ ტალღებს.

მიკროტალღების გამოყენება შესაძლებელია ენერგიის დიდ დისტანციებზე გადასაცემად. მეორე მსოფლიო ომის შემდეგ ჩატარდა კვლევები აღნიშნული შესაძლებლობების შესასწავლად. 

არსებობს ნაკლებად ლეტალური იარაღი, რომელიც იყენებს მილიმეტრულ ტალღებს ადამიანის კანის თხელი ფენის აუტანელ ტემპერატურამდე გასათბობად, რათა ადამიანი იძულებული გახდეს შეცვალო ლაოკაცია. ამჟამად, აშშ-ის საჰაერო ძალები და საზღვაო ქვეითები ამ ტიპის აქტიური უარყოფის სისტემას იყენებენ სტაციონარულ დანადგარებში.

### სპექტროსკოპია
მიკროტალღური გამოსხივება გამოიყენება ელექტრონულ პარამაგნიტურ რეზონანსში (EPR ან ESR) სპექტროსკოპიაში, როგორც წესი, X-დიაპაზონის რეგიონში (~9 გჰც) 0.3 ტ მაგნიტურ ველებთან ერთად. ეს ტექნიკა იძლევა ინფორმაციას ქიმიურ სისტემებში შეუწყვილებელი ელექტრონების შესახებ, როგორიცაა თავისუფალი რადიკალები ან გარდამავალი ლითონის იონები, როგორიცაა Cu(II). მიკროტალღური გამოსხივება ასევე გამოიყენება ბრუნვითი სპექტროსკოპიის შესასრულებლად და შეიძლება გაერთიანდეს ელექტროქიმიასთან, მაგალითად, მიკროტალღური გაძლიერებული ელექტროქიმიის დროს.

## სიხშირის გაზომვა 
მიკროტალღური სიხშირის გაზომვა შესაძლებელია როგორც ელექტრონული, ასევე მექანიკური საშუალებით.

შესაძლებელია სიხშირის მრიცხველების ან მაღალი სიხშირის ჰეტეროდინური სისტემების გამოყენება. აქ უცნობი სიხშირე შედარებულია ცნობილი დაბალი სიხშირის ჰარმონიკებთან დაბალი სიხშირის გენერატორის, ჰარმონიული გენერატორის და მიქსერის გამოყენებით. გაზომვის სიზუსტე შეზღუდულია საცნობარო წყაროს სიზუსტითა და სტაბილურობით.

მექანიკური მეთოდებისთვის საჭიროა რეგულირებადი რეზონატორი, როგორიცაა შთანთქმის ტალღის მრიცხველი, რომელსაც აქვს ცნობილი კავშირი ფიზიკურ განზომილებასა და სიხშირეს შორის.

ლაბორატორიულ პირობებში, ლეხერის ხაზების გამოყენება შესაძლებელია პარალელური მავთულებისგან დამზადებულ გადამცემ ხაზზე ტალღის სიგრძის პირდაპირ გასაზომად, რის შემდეგაც შესაძლებელია სიხშირის გამოთვლა. მსგავსი ტექნიკაა ჭრილიანი ტალღის გამტარის ან ჭრილიანი კოაქსიალური ხაზის გამოყენება ტალღის სიგრძის პირდაპირ გასაზომად. ეს მოწყობილობები შედგება ზონდისგან, რომელიც შეყვანილია ხაზში გრძივი ჭრილის მეშვეობით, რათა ზონდს თავისუფლად შეეძლოს ხაზზე ზევით-ქვევით გადაადგილება. ჭრილიანი ხაზები ძირითადად განკუთვნილია ხაზზე ძაბვის მდგომი ტალღის თანაფარდობის გასაზომად. თუმცა, იმ პირობით, რომ არსებობს მდგომი ტალღა, ისინი ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას კვანძებს შორის მანძილის გასაზომად, რომელიც ტოლია ტალღის სიგრძის ნახევრის. ამ მეთოდის სიზუსტე შემოიფარგლება კვანძების მდებარეობის განსაზღვრით.

## ზეგავლენა ჯანმრთელობაზე 
მიკროტალღა არამაიონებელი გამოსხივებაა, რაც ნიშნავს, რომ მიკროტალღური ფოტონები არ შეიცავს საკმარის ენერგიას მოლეკულების იონიზაციისთვის, ქიმიური ბმების გაწყვეტისთვის ან დნმ-ის დაზიანებისთვის, როგორც ეს შეუძლია მაიონებელ გამოსხივებას, როგორიცაა რენტგენული ან ულტრაიისფერი გამოსხივება. სიტყვა „გამოსხივება“ ეხება წყაროდან გამოსხივებულ ენერგიას და არა რადიოაქტიურობას. მიკროტალღური გამოსხივების შთანთქმის მთავარი ეფექტი მასალების გაცხელებაა; ელექტრომაგნიტური ველები იწვევს პოლარული მოლეკულების ვიბრაციას. არ არის დადასტურებული, რომ მიკროტალღას (ან სხვა არამაიონებელ ელექტრომაგნიტურ გამოსხივებას) აქვთ მნიშვნელოვანი უარყოფითი ბიოლოგიური ეფექტები დაბალ დონეზე. ზოგიერთი, მაგრამ არა ყველა, კვლევა მიუთითებს, რომ ხანგრძლივ ზემოქმედებას შეიძლება ჰქონდეს კანცეროგენული ეფექტი.

მეორე მსოფლიო ომის დროს დაფიქსირდა, რომ რადარის დანადგარების გამოსხივების გზაზე მყოფი პირებს ესმოდათ დაწკაპუნებისა და ზუზუნის მსგავსი ხმა მიკროტალღური გამოსხივებისაგან. NASA-ს მიერ 1970-იან წლებში ჩატარებულმა კვლევამ აჩვენა, რომ ეს გამოწვეული იყო შიდა ყურის ნაწილებში თერმული გაფართოებით. 

როდესაც მიკროტალღური გამოსხივების ზემოქმედებით დაზიანება ხდება, ეს ჩვეულებრივ ორგანიზმში გამოწვეული დიელექტრიკული გაცხელების შედეგია. თვალის ბროლი და რქოვანა განსაკუთრებით დაუცველია, რადგან მათ არ აქვთ სისხლძარღვები, რომლებსაც შეუძლიათ სითბოს გადატანა. მიკროტალღური გამოსხივების ზემოქმედებამ შეიძლება გამოიწვიოს კატარაქტა, რადგან მიკროტალღური გათბობა თვალის ბროლში ცილებს დენატურირებს (ისევე, როგორც სითბო კვერცხის ცილას თეთრს და გაუმჭვირვალეს ხდის). მიკროტალღური გამოსხივების დიდი დოზების ზემოქმედებამ (მაგალითად, ღუმელიდან, რომელიც დაზიანებულია ისე, რომ კარი ღიაა) შეიძლება გამოიწვიოს სითბური დაზიანება სხვა ქსოვილებშიც, სერიოზულ დამწვრობებამდე, რაც შეიძლება მაშინვე არ იყოს აშკარა, რადგან მიკროტალღური ღუმელები უფრო ღრმა ქსოვილებს უფრო მაღალი ტენიანობის შემცველობით აცხელებენ.

## ისტორია
### ჰერცის ოპტიკა
მიკროტალღები პირველად 1890-იან წლებში შეიქმნა რადიოტალღების ადრეული ექსპერიმენტების დროს, ფიზიკოსების მიერ, რომლებიც მათ „უხილავი სინათლის“ ფორმად მიიჩნევდნენ. ჯეიმს კლერკ მაქსველმა თავის 1873 წლის ელექტრომაგნეტიზმის თეორიაში, რომელსაც ამჟამად მაქსველის განტოლებები ეწოდება, იწინასწარმეტყველა, რომ შეწყვილებული ელექტრული და მაგნიტური ველი შეიძლება სივრცეში ელექტრომაგნიტური ტალღის სახით გავრცელდეს და ივარაუდა, რომ სინათლე მოკლე ტალღის სიგრძის ელექტრომაგნიტური ტალღებისგან შედგებოდა. 1888 წელს გერმანელი ფიზიკოსი ჰაინრიხ ჰერცი იყო პირველი, ვინც აჩვენა ელექტრომაგნიტური ტალღების არსებობა, რადიოტალღების გენერირებით პრიმიტიული ნაპერწკლისებური განმუხტველის რადიოგადამცემის გამოყენებით.

ჰერცი და სხვა ადრეული რადიომკვლევრები დაინტერესებულნი იყვნენ რადიოტალღებსა და სინათლის ტალღებს შორის მსგავსების შესწავლით, მაქსველის თეორიის შესამოწმებლად. ისინი ფოკუსირებულნი იყვნენ მოკლე ტალღის სიგრძის რადიოტალღების წარმოქმნაზე UHF და მიკროტალღურ დიაპაზონებში, რომლითაც მათ შეეძლოთ კლასიკური ოპტიკის ექსპერიმენტების კოპირება თავიანთ ლაბორატორიებში, კვაზიოპტიკური კომპონენტების გამოყენებით, როგორიცაა პრიზმები და ლინზები, რომლებიც დამზადებულია პარაფინის, გოგირდის და ფისისა და მავთულის დიფრაქციული ბადეებისგან, რათა რადიოტალღები სინათლის სხივების მსგავსად გარდაეტეხათ და დიფრაქციულიყო. ჰერცი 450 მეგაჰერცამდე სიხშირის ტალღებს აწარმოებდა; მისი მიმართულებითი 450 მეგაჰერციანი გადამცემი შედგებოდა 26 სმ-იანი სპილენძის ღეროსებრი დიპოლური ანტენისგან, რომელსაც ბოლოებს შორის ნაპერწკლისებური განმუხტველი ჰქონდა, რომელიც ჩამოკიდებული იყო მოხრილი თუთიის ფურცლისგან დამზადებული პარაბოლური ანტენის ფოკუსურ ხაზზე და იკვებებოდა ინდუქციური ხვეულიდან გამომავალი მაღალი ძაბვის იმპულსებით. რომელიც იძლეოდა ტალღგამტარში მიკროტალღების გავრცელების რეჟიმებსა და გამყოფ სიხშირეს. სისტემა გადასცემდა ტელეფონიის, ტელეგრაფისა და ფაქსიმილის მონაცემებს ორმხრივი 1.7 გჰც სხივებით, ნახევარი ვატის სიმძლავრით, რომლებიც წარმოიქმნებოდა მინიატურული ბარკჰაუზენ-კურცის მილებით 3 მ ლითონის თეფშების ფოკუსში.

საჭირო იყო სიტყვა, რომელიც განასხვავებდა ამ ახალ, უფრო მოკლე ტალღის სიგრძეებს, რომლებიც ადრე „მოკლე ტალღის“ დიაპაზონში იყო გაერთიანებული, რაც 200 მეტრზე მოკლე ყველა ტალღას ნიშნავდა. ტერმინები „კვაზი-ოპტიკური ტალღები“ და „ულტრამოკლე ტალღები“ მოკლედ გამოიყენებოდა, მაგრამ არ გავრცელდა. სიტყვა „მიკროტალღა“ პირველად, როგორც ჩანს, 1931 წელს გამოიყენეს.

### რადარების დახვეწა-განვითარება
მეორე მსოფლიო ომამდე და მის დროს რადარის განვითარებამ, ძირითადად საიდუმლოდ, გამოიწვია ტექნოლოგიური მიღწევები, რამაც მიკროტალღური გამოსხივება პრაქტიკული გახადა. ბეროუმ 1938 წელს გამოიგონა რქისებრი ანტენა, როგორც საშუალება მიკროტალღური გამოსხივების ეფექტურად გამოსასხივებლად ტალღის გამტარში ან მის გარეთ. მიკროტალღურ მიმღებში საჭირო იყო არაწრფივი კომპონენტი, რომელიც იმოქმედებდა როგორც დეტექტორი და მიქსერი ამ სიხშირეებზე, რადგან ვაკუუმურ მილებს ძალიან დიდი ტევადობა ჰქონდათ. ამ საჭიროების შესავსებად მკვლევარებმა აღადგინეს მოძველებული ტექნოლოგია, წერტილოვანი კონტაქტის კრისტალური დეტექტორი (კატის ულვაშის დეტექტორი), რომელიც საუკუნის დასაწყისში გამოიყენებოდა დემოდულატორად კრისტალურ რადიოებში ვაკუუმური მილის მიმღებების გამოგონებამდე. ნახევარგამტარული შეერთებების დაბალი ტევადობა მათ საშუალებას აძლევდა ფუნქციონირებდნენ მიკროტალღურ სიხშირეებზე. პირველი თანამედროვე სილიციუმის და გერმანიუმის დიოდები მიკროტალღური დეტექტორების სახით 1930-იან წლებში შემუშავდა და მათი განვითარების დროს შესწავლილმა ნახევარგამტარული ფიზიკის პრინციპებმა ომის შემდეგ ნახევარგამტარული ელექტრონიკის შექმნამდე მიგვიყვანა. 1945 წელს პერსი სპენსერმა, Raytheon-ის რადარზე მომუშავე ინჟინერმა, შენიშნა, რომ მაგნეტრონული ოსცილატორიდან მიკროტალღური გამოსხივება მის ჯიბეში არსებულ კანფეტს დნობდა. მან გამოიკვლია მიკროტალღური ღუმელებით მომზადება და გამოიგონა მიკროტალღური ღუმელი, რომელიც შედგებოდა მაგნეტრონისგან, რომელიც მიკროტალღებს საკვებთან ერთად დახურულ ლითონის ღრუში აწვდიდა, რომელიც Raytheon-მა დააპატენტა 1945 წლის 8 ოქტომბერს. მათი ხარჯების გამო, მიკროტალღური ღუმელები თავდაპირველად დაწესებულებების სამზარეულოებში გამოიყენებოდა, მაგრამ 1986 წლისთვის აშშ-ში ოჯახების დაახლოებით 25%-ს ჰქონდა ერთი. მიკროტალღური გათბობა ფართოდ გამოიყენებოდა, როგორც სამრეწველო პროცესი ისეთ ინდუსტრიებში, როგორიცაა პლასტმასის წარმოება, და როგორც სამედიცინო თერაპია კიბოს უჯრედების გასანადგურებლად მიკროტალღური ჰიპერთერმიის დროს.

მოძრავი ტალღის მილი (TWT), რომელიც 1943 წელს შექმნეს რუდოლფ კომპფნერმა და ჯონ პირსმა, უზრუნველყოფდა მიკროტალღების მაღალი სიმძლავრის რეგულირებად წყაროს 50 გჰც-მდე და გახდა ყველაზე ფართოდ გამოყენებული მიკროტალღური მილი (მიკროტალღურ ღუმელებში გამოყენებული ყველგან გავრცელებული მაგნეტრონის გარდა). რუსეთში შემუშავებული გიროტრონის მილების ოჯახი მეგავატ სიმძლავრეს გამოიმუშავებდა მილიმეტრიან ტალღურ სიხშირეებამდე და გამოიყენება სამრეწველო გათბობასა და პლაზმურ კვლევაში, ასევე ნაწილაკების ამაჩქარებლებისა და ბირთვული შერწყმის რეაქტორების კვებისთვის.

### მყარსხეულიანი მიკროტალღური მოწყობილობები
ნახევარგამტარული ელექტრონიკის განვითარებამ 1950-იან წლებში გამოიწვია პირველი მყარი მდგომარეობის მიკროტალღური მოწყობილობების შექმნა, რომლებიც მუშაობდნენ ახალი პრინციპით; უარყოფითი წინაღობით (ომამდელი ზოგიერთი მიკროტალღური ნათურა ასევე იყენებდა უარყოფით წინაღობას).

### მიკროტალღური ინტეგრალური სქემები
 მიკროსქემა, რომელიც გამოიყენება სატელიტურ ტელეანტენაში]]
1970-იან წლებამდე მიკროტალღური მოწყობილობები და სქემები მოცულობითი და ძვირი იყო, ამიტომ მიკროტალღური სიხშირეები ზოგადად შემოიფარგლებოდა გადამცემების გამომავალი საფეხურით და მიმღებების RF წინა ბოლოთი, ხოლო სიგნალები ჰეტეროდინირებული იყო უფრო დაბალ შუალედურ სიხშირეზე დამუშავებისთვის. 1970-იანი წლებიდან დღემდე პერიოდში განვითარდა პატარა, იაფი აქტიური მყარი მდგომარეობის მიკროტალღური კომპონენტები, რომელთა დამონტაჟება შესაძლებელია მიკროსქემების დაფებზე, რაც საშუალებას აძლევს სქემებს განახორციელონ მნიშვნელოვანი სიგნალის დამუშავება მიკროტალღურ სიხშირეებზე. ამან შესაძლებელი გახადა თანამგზავრული ტელევიზიის, საკაბელო ტელევიზიის, GPS მოწყობილობების და თანამედროვე უკაბელო მოწყობილობების, როგორიცაა სმარტფონები, Wi-Fi და Bluetooth, რომლებიც უერთდებიან ქსელებს მიკროტალღების გამოყენებით.

მიკროზოლები, მიკროტალღურ სიხშირეებზე გამოსაყენებელი გადამცემი ხაზის ტიპი, გამოიგონეს დაბეჭდილ სქემებთან ერთად 1950-იან წლებში. დაბეჭდილ სქემებზე ფორმების ფართო სპექტრის იაფად დამზადების შესაძლებლობამ შესაძლებელი გახადა კონდენსატორების, ინდუქტორების, რეზონანსული შტაბების, გამყოფების, მიმართულების შემაერთებლების, დიპლექსორების, ფილტრების და ანტენების მიკროზოლური ვერსიების დამზადება, რითაც შესაძლებელი გახდა კომპაქტური მიკროტალღური სქემების აგება.

მიკროტალღურ სიხშირეებზე მომუშავე ტრანზისტორები 1970-იან წლებში შემუშავდა. ნახევარგამტარ გალიუმის არსენიდს (GaAs) გაცილებით მაღალი ელექტრონული მობილურობა აქვს, ვიდრე სილიციუმს, ამიტომ ამ მასალისგან დამზადებულ მოწყობილობებს შეუძლიათ იმუშაონ სილიციუმის მსგავსი მოწყობილობების სიხშირეზე 4-ჯერ მეტზე. 1970-იანი წლებიდან GaAs გამოიყენეს პირველი მიკროტალღური ტრანზისტორების დასამზადებლად,და მას შემდეგ ის დომინირებს მიკროტალღურ ნახევარგამტარებში. MESFET-ები (ლითონ-ნახევარგამტარული ველის ეფექტის ტრანზისტორები), სწრაფი GaAs ველის ეფექტის ტრანზისტორები, რომლებიც იყენებენ შოტკის შეერთებებს კარიბჭისთვის, შემუშავდა 1968 წლიდან და მიაღწიეს 100 გჰც-ის გამყოფ სიხშირეს და ამჟამად ყველაზე ფართოდ გამოიყენება აქტიური მიკროტალღური მოწყობილობებია. ტრანზისტორების კიდევ ერთი ოჯახი უფრო მაღალი სიხშირის ზღვრით არის HEMT (მაღალი ელექტრონული მობილურობის ტრანზისტორი), ველის ეფექტის ტრანზისტორი, რომელიც დამზადებულია ორი განსხვავებული ნახევარგამტარისგან, AlGaAs და GaAs, ჰეტეროშეერთების ტექნოლოგიის გამოყენებით, და მსგავსი HBT (ჰეტეროშეერთების ბიპოლარული ტრანზისტორი).

GaAs-ის ნახევრად იზოლირება შესაძლებელია, რაც საშუალებას იძლევა მისი გამოყენება როგორც სუბსტრატისა, რომელზეც ლითოგრაფიის საშუალებით შეიძლება პასიური კომპონენტების, ასევე ტრანზისტორების შემცველი სქემების დამზადება. 1976 წლისთვის ამან გამოიწვია პირველი ინტეგრირებული სქემების (ICs) შექმნა, რომლებიც მიკროტალღურ სიხშირეებზე ფუნქციონირებდნენ, რომლებსაც მონოლითურ მიკროტალღურ ინტეგრირებულ სქემებს (MMIC) უწოდებდნენ. სიტყვა „მონოლითური“ დაემატა მიკროზოლიანი PCB სქემებისგან განსსხვავებლად, რომლებსაც „მიკროტალღურ ინტეგრირებულ სქემებს“ (MIC) უწოდებდნენ. მას შემდეგ, ასევე შემუშავდა სილიკონის MMIC-ები. დღეს MMIC-ები ანალოგური და ციფრული მაღალი სიხშირის ელექტრონიკის სამუშაო ცხენებად იქცნენ, რაც საშუალებას იძლევა ერთჩიპიანი მიკროტალღური მიმღებების, ფართოზოლოვანი გამაძლიერებლების, მოდემების და მიკროპროცესორების წარმოების.

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

## სქოლიო
კატეგორია:ელექტრომაგნიტური გამოსხივება