MikrowellenSystem

Der Begriff MikrowellenSystem bezeichnet ein technisches System, das Mikrowellenfrequenzen, grob 300 MHz bis 300 GHz, nutzt, um Signale zu übertragen, zu empfangen, zu verarbeiten oder zu steuern. Mikrowellen-Systeme bilden die Grundlage vieler moderner Kommunikations- und Sensortechnologien, einschließlich Punkt-zu-Punkt-Verbindungen, Radarsystemen, Satellitenlinks sowie industrieller Wärme- und Verarbeitungsprozesse.

Typische Bausteine sind: eine RF-Quelle (Klystron, Magnetron oder Halbleitertransceiver), Modulatoren und Up-/Downconverter, Leistungsverstärker, Übertragungswege (Hohlleiter, Koaxialkabel, Mikrostreifen), Antennen, Empfänger mit Rauschverstärkern, Mischer, Filter, Demodulator und eine Recheneinheit für digitale Signalverarbeitung.

Architektur: In der Sendeelektronik wird ein Trägersignal moduliert, in einen Hochfrequenzbereich hochgezogen, und über eine Antenne ausgestrahlt. Empfangene Signale werden heruntergemischt, gefiltert und digital verarbeitet. Es existieren unterschiedliche Betriebsarten, darunter Freiraumkommunikation mit Parabolantennen und geführte Übertragungen in Hohlleitern oder Leitungen.

Bänder und Regulierung: Typische Frequenzbänder umfassen S-, X-, Ku- und Ka-Band. Die Verfügbarkeit dieser Bänder wird von ITU und nationalen Regulierungsbehörden festgelegt, was Einfluss auf Reichweite, Bandbreite und Störanfälligkeit hat.

Anwendungen und Herausforderungen: Anwendungen reichen von Radar und Satellitenkommunikation über terrestrische Mikrowellenlinks bis hin zu industrieller Mikrowellenheizung. Zu den Herausforderungen gehören atmosphärische Dämpfung, Streuungen, Verlust in Leitungssystemen, Wärmeabfuhr und Interferenz. Sicherheit und Normung sind zentrale Aspekte.

Historischer Kontext: Die Entwicklung begann in den 1930er/1940er Jahren mit der Radarforschung; seitdem haben Halbleitertechnologie, digitale Signalverarbeitung und neue Materialien das Spektrum der Mikrowellen-Systeme erweitert.