Micro-onde - Définition

Introduction

Expérience de transmission par Micro-ondes (Laboratoire de la NASA)

Les micro-ondes sont des ondes électromagnétiques de longueur d'onde intermédiaire entre l'infrarouge et les ondes de radiodiffusion. Le terme de micro-onde provient du fait que ces ondes ont une longueur d'onde plus courte que celles de la bande VHF, utilisée par les radars pendant la Seconde Guerre mondiale.

Les micro-ondes ont des longueurs d'onde approximativement dans la gamme de 30 centimètres (1 GHz) à 1 millimètre (300 GHz) ; toutefois, les limites entre l'infrarouge lointain, les micro-ondes et les ondes radio UHF sont assez arbitraires et varient selon le champ d'étude. Les micro-ondes couvrent la fin des UHF (de 1 GHz à 3 GHz), les SHF (de 3 GHz à 30 GHz) et les EHF (de 30 GHz à 300 GHz).

L'existence des ondes électromagnétiques telles que les micro-ondes a été prédite par James Clerk Maxwell en 1884 à partir de ses fameuses équations. En 1888, Heinrich Rudolf Hertz fut le premier à démontrer l'existence des ondes électromagnétiques en construisant un appareil produisant des ondes radio.

Exemples d'utilisations

Antenne micro-ondes

• Un maser est un dispositif semblable à un laser, sauf qu'il fonctionne aux fréquences des micro-ondes.
• Des micro-ondes sont également employées dans les transmissions par satellite parce que cette fréquence traverse facilement l'atmosphère terrestre et avec moins d'interférences pour les longueurs d'onde les plus élevées (c'est le cas notamment des GPS).
• Les radars emploient également le rayonnement micro-onde pour détecter la distance, la vitesse et d'autres caractéristiques des objets distants.
• Les protocoles de transmission sans fil pour réseaux locaux tels que Wi-Fi, bluetooth, DECT emploient également des micro-ondes dans la bande de 2,4 et 1,9 gigahertz respectivement, bien que quelques variantes emploient une bande de 5 gigahertz pour la communication.
• Des réseaux plus étendus, comme Wimax, montent plus haut en fréquence.
• La télévision par câble et l'accès Internet par câble coaxial ainsi que la diffusion des émissions de télévision emploient certaines des fréquences micro-ondes inférieures.
• Des transmetteurs locaux de vidéo sans fil (surveillance de bébé, regarder la TV dans la chambre sans y disposer d'antenne filaire...) utilisent les micro-ondes.
• La téléphonie mobile repose sur les micro-ondes.
• Des micro-ondes peuvent être employées pour transmettre de l'énergie à longues distances et des recherches furent effectuées après la Première Guerre mondiale pour examiner cette possibilité.
• Dans les années 1970 et au début des années 1980, la NASA a travaillé pour rechercher des possibilités d'employer des systèmes de satellites à énergie solaire (SPS) avec de grands panneaux solaires qui redirigeraient sous forme de micro-ondes l'énergie captée vers la surface de la Terre.
• Un four à micro-ondes utilise un magnétron comme générateur de micro-ondes à une fréquence approximative de 2,4 gigahertz afin de chauffer les aliments. Les fours micro-ondes domestiques ont fait leur apparition depuis les années 1980 dans les foyers et sont répandus aujourd'hui par centaines de millions dans le monde.

• L'impulsion magnétique ultra-courte, qui sert au traitement du cancer et pourrait servir à fabriquer une arme de destruction de l'électronique adverse (2008).

Histoire

Les personnes suivantes furent impliquées dans le développement de la théorie électromagnétique applicable aux applications modernes des micro-ondes: