微波的广泛应用

提起微波，许多人会感到很奥妙。实际上。从电视的

荧屏上，到手机的语音中，我们无时无刻不在微波的触摸

和环绕中。

微波对应的频率为300 MHz到30000 MHz，由于微波

的频率很高，所以也叫超高频电磁波。微波的应用是比较

晚的。微波技术于20世纪30年代才成为一门技术科学。随

着科学技术的日益提高，微波技术得到了飞速发展。在各

个领域得到了广泛应用。

1.雷达。

微波可以穿过电离层，这样就便于利用通信卫星进行

传播，为雷达、地面微波中继通信和卫星通信开辟了广阔

的前景。第二次世界大战中，因战争需要。微波技术早期研

究的焦点集中在雷达方面。雷达不仅用于国防。也用于导

航、气象测量、大地测量、工业检测和交通管理等方面。

2.遥感。

微波的第二大用途是遥感。即利用高空飞机或卫星

上的微波设备和仪器，接收地面上各种景物辐射和反射

的微波能量。人们通过分析微波遥感仪器所获得的微波

图像。可进一步了解地面目标的状态和性质。这种微波遥

感技术在军事上和地质勘察中占有重要的地位。

3.通信。

微波段中可用于通信的频带相当宽。甚至比无线电

波整个波段中的其他几个可用于通信的波段的总和还要

宽上千倍。也就是说它容纳的信息量特别大。可以用

微波作为载波进行通信。现主要应用在卫星通信和常

规的中继通信中。

4.加热。

近十多年来。由于微波器件的发展。尤其是连续

波磁控管的发明。微波技术又开辟了一个新的领域。

这就是微波加热技术。

常规加热如火焰、热风、电热等，都是利用热传

导、对流、热辐射等方式将热量首先传递给被加热物

的表面。再通过热传导逐步使中心温度升高。这种加

热称为“外部加热”。它要使中心部位达到所需的温

度。需要一定的热传导时间。而对热传导率差的物体

所需的时间就更长：

而微波则是深入被加热物内部加热的。故这种

加热被称为“内部加热”。因为微波有很强的穿透能

力。它有穿入到介质内部的本领。微波从介质的表面

进入并在其内部传播时。电磁能直接作用于介质分

子并转换成热能。且其透射性能使被加热物内外同

时受热，不需要热传导。因此。微波加热的特点是加热

速度快。热能利用率高。可实现快速自动控制。

5.干燥。

因微波加热属内部加热方式。且其

透射性能使被加热物内外同时受热。不

需要热传导。而不同物质对微波的吸收

损耗不同。这对于干燥过程很有利。因为

水分子对微波的吸收损耗最大。所以含

水量高的部位。吸收微波功率就多于含

水量低的部位。电磁能在含水量高的部

位转换成的热能也就多。使物料很快达

到均匀干燥。

6.杀菌。

细菌、成虫与任何生物细胞一样，

都是由水、蛋白质、核酸等复杂化合物

构成的。其中水是生物细胞的主要成分。

含量在75％-85％。在一定强度微波的作

用下。物料中的虫类和菌体中的水吸收

微波能升温。使蛋白质变性。失去生物

活性。达到灭菌效果。

试验表明。一定强度的微波能在1

rain内杀灭所有大肠杆菌：在6 min内杀

灭沙氏菌、志贺氏菌、葡萄球菌和鼠伤

寒沙门氏菌。据测定，在500 W微波炉内的微波作用

下，每克含有192万个大肠杆菌的红肠。一两分钟内

病菌即可全部被杀死。

7.微波可以作为一种科学研究手段。

值得注意的是，微波作为一种观测手段。对科学

发展作出了重大贡献。20世纪60年代天文学四大发

现，如类星体、中子星、2.7 K背景辐射和星际有机分

子，全都是利用微波作为主要观察手段而发现的。近

些年来，微波又作为科学研究手段得到了广泛应用。

例如。所谓“原子钟”就是工作在微波波段的一种时

间基准。还有。毫米波微波技术为控制热核反应的等

离子体测量也提供了有效方法。

随着科学技术的高速发展，微波元器件、高功率

微波管、微波电路和微波测量等微波技术在很多领

域都得到了更广泛的实际应用。并不断开辟新的研

究和应用领域，由此逐渐形成了微波医学、微波生物

学、微波化学等向纵深发展的新的边缘学科。

程哲