Se denomina microondas a las ondas electromagnéticas; generalmente de entre 300 MHz y 300 GHz, que supone un período de oscilación de 3 ns (3×10−9 s) a 3 ps (3×10−12 s) y una longitud de onda en el rango de 1 m a 1 mm. Otras definiciones, por ejemplo las de los estándares IEC 60050 y IEEE 100 sitúan su rango de frecuencias entre 1 GHz y 300 GHz, es decir, longitudes de onda de entre 30 centímetros a 1 milímetro. El rango de las microondas está incluido en las bandas de radiofrecuencia, concretamente en las de UHF (ultra-high frequency - frecuencia ultra alta) 0,3-3 GHz, SHF (super-high frequency - frecuencia súper alta) 3-30 GHz y EHF (extremely-high frequency - frecuencia extremadamente alta) 30-300 GHz. Otras bandas de radiofrecuencia incluyen ondas de menor frecuencia y mayor longitud de onda que las microondas. Las microondas de mayor frecuencia y menor longitud de onda —en el orden de milímetros— se denominan ondas milimétricas. La existencia de ondas electromagnéticas, de las cuales las microondas forman parte del espectro de alta frecuencia, fueron predichas por Maxwell en 1864 a partir de sus famosas Ecuaciones de Maxwell. En 1888, Heinrich Rudolf Hertz fue el primero en demostrar la existencia de ondas electromagnéticas mediante la construcción de un aparato para generar y detectar ondas de radiofrecuencia. Las microondas pueden ser generadas de varias maneras, generalmente divididas en dos categorías: dispositivos de estado sólido y dispositivos basados en tubos de vacío. Los dispositivos de estado sólido para microondas están basados en semiconductores de silicio o arseniuro de galio, e incluyen transistores de efecto campo (FET), transistores de unión bipolar (BJT), diodos Gunn y diodos IMPATT. Se han desarrollado versiones especializadas de transistores estándar para altas velocidades que se usan comúnmente en aplicaciones de microondas. Los dispositivos basados en tubos de vacío operan teniendo en cuenta el movimiento balístico de un electrón en el vacío bajo la influencia de campos eléctricos o magnéticos, entre los que se incluyen el magnetrón, el klistrón, el TWT y el girotrón.

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Microwaves are a form of electromagnetic radiation with wavelengths ranging from one meter to one millimeter; with frequencies between 300 MHz (100 cm) and 300 GHz (0.1 cm). This broad definition includes both UHF and EHF (millimeter waves), and various sources use different boundaries. In all cases, microwave includes the entire SHF band (3 to 30 GHz, or 10 to 1 cm) at minimum, with RF engineering often restricting the range between 1 and 100 GHz (300 and 3 mm). The prefix micro- in microwave is not meant to suggest a wavelength in the micrometer range. It indicates that microwaves are "small", compared to waves used in typical radio broadcasting, in that they have shorter wavelengths. The boundaries between far infrared, terahertz radiation, microwaves, and ultra-high-frequency radio waves are fairly arbitrary and are used variously between different fields of study. There is broad absorption from water vapor from several hundred MHz, increasing in frequency to 40 GHz. Beginning at about 40 GHz, even dry atmosphere becomes less transparent to microwaves, at higher frequencies due to absorption from oxygen. A spectral band structure at even higher frequencies causes absorption peaks at specific frequencies (see graph at right). Above 100 GHz, the absorption of electromagnetic radiation by Earth's atmosphere is so great that it is in effect opaque, until the atmosphere becomes transparent again in the so-called infrared and optical window frequency ranges. The term microwave also has a more technical meaning in electromagnetics and circuit theory. Apparatus and techniques may be described qualitatively as "microwave" when the frequencies used are high enough that wavelengths of signals are roughly the same as the dimensions of the equipment, so that lumped-element circuit theory is inaccurate. As a consequence, practical microwave technique tends to move away from the discrete resistors, capacitors, and inductors used with lower-frequency radio waves. Instead, distributed circuit elements and transmission-line theory are more useful methods for design and analysis. Open-wire and coaxial transmission lines used at lower frequencies are replaced by waveguides and stripline, and lumped-element tuned circuits are replaced by cavity resonators or resonant lines. In turn, at even higher frequencies, where the wavelength of the electromagnetic waves becomes small in comparison to the size of the structures used to process them, microwave techniques become inadequate, and the methods of optics are used.

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