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About Microwave

우리가 살고 있는 지구를 둘러싼 우주 공간에는 다양한 주파수를 지니는 다수의 전자파가 뒤섞여 있다. γ선, x선, 자외선, 가시광선, 적외선 등의 전자파, 통신, 라디오, TV 방송 위성 레이더, 휴대전화, 의료 기기 등에 이용되는 전자파, 각종 OA 기기, 휴대 전화, 고압 송전선과 별 등의 우주 공간에서의 노이즈와 같은 불필요한 복사를 포함한 전자파 및 초음파 진단 및 부품 등의 세정에 이용되는 초음파 등 여러가지가 있다.


각종 전파 파장과 주파수 및 광자에너지
대분류 소분류 주파수 길이 파장 광자에너지
이온화 γ선 10fm ~ 1pm 30 ~ 0.3ZHz 106 ~ 108 eV
방사선 X선 1 ~ 10000pm 300 ~ 0.03EHz 102 ~ 106 eV
자외선 UV 100 ~ 380nm 3 ~ 0.79PHz 3.3 ~ 12 eV
가시광선 가시광선 380 ~ 750nm 0.79 ~ 0.4PHz 1.6 ~ 3.3 eV
적외선 적외선 0.75 ~ 3μm 400 ~ 0.3THz 1.6 ~ 10-3 eV
원적외선 6 ~ 15μm
근적외선 15 ~ 1000μm
전자파 마이크로파 1 ~ 1000mm 300 ~ 0.3GHz 10-3 ~ 10-6 eV
고주파 1 ~ 300m 300 ~ 1MHz 10-6 ~ 10-9 eV
초고주파 300m ~ ~ 300MHz 10-9 eV ~
저주파 5000km ~ 50 / 60Hz 205 x 10-13 eV

마이크로웨이브는 다양한 전파 중 주파수가 300MHz ~ 300GHz 사이의 대역을 지니는 전파 에너지로 유전 가열 용 이외에, UHF TV 방송, 선박이나 항공기의 항행 및 기상 관측을 위한 각종 관측 레이더, 인공위성 등 우주 통신, 무인차(AGV) 장애물 감지 및 휴대 전화 등 다방면으로 이용되고 있다. 이중 유전 가열에 사용되는 주파수는 주로 915MHz 대역의 L band와 2.45GHz 대역의 S band 영역이 사용된다.


대표적인 마이크로웨이브 대역
대역 구분 주파수 범위 (GHz) 파장 범위 (cm)
L band 1 ~ 2 15 ~ 30
S band 2 ~ 4 7.5 ~ 15
C band 4 ~ 8 3.75 ~ 7.5
X band 8 ~ 12 2.5 ~ 3.75
Ku band 12 ~ 18 1.67 ~ 2.5
K band 18 ~ 26.5 1.13 ~ 1.67
Ka band 26.5 ~ 40 0.75 ~ 1.67
Q band 33 ~ 50 0.6 ~ 0.91
U band 40 ~ 60 0.5 ~ 0.75
V band 50 ~ 75 0.4 ~ 0.6
E band 60 ~ 90 0.33 ~ 0.5
W band 75 ~ 110 0.27 ~ 0.4
F band 90 ~ 140 0.21 ~ 0.33
D band 110 ~ 170 0.18 ~ 0.27
G band 140 ~ 220 0.14 ~ 0.21
* 미국 전기전자학회(IEEE) 분류표

마이크로웨이브는 다양한 대역대가 존재하나, 실제로 사용되는 주파수는 아래와 같다.


대표적인 ISM 밴드
ITU 할당 주파수 파장 (Wavelength) 응용분야
27.12MHz ± 163kHz 11.06 m 고주파 가열
433.9MHz ± 0.2% 69.14 cm
915MHz ± 13MHz 32.75 cm 마이크로파 가열
2450MHz ± 50MHz 12.24 cm
5800MHz ± 75MHz 5.17 cm

마이크로웨이브는 빛의 속도로 공간을 전파하여 물질에 도달하면 반사, 투과, 흡수의 3가지 현상이 일어난다. 마이크로웨이브는 기본적으로 금속에서는 반사되고(극히 일부이지만 유도 가열에 의한 흡수도 일어남), 유전체에서는 반사, 투과, 흡수가 모두 일어난다. 또한 동일한 유전체에서도 마이크로웨이브 손실계수가 큰 경우와 작은 경우와는 반사, 투과, 흡수의 정도가 달라진다.테프론과 같이 손실 계수가 극히 작은 유전체는 마이크로웨이브를 거의 흡수하지 않고 대부분 투과한다. 반면 유전체의 손실 계수가 큰 경우 마이크로웨이브가 유전체에 대부분 흡수되어 유전체 자신을 가열하고, 흡수되지 않은 마이크로웨이브 전력은 투과된다.