Der Bereich hochfrequenter elektromagnetischer Wellen umfasst ein Frequenzspektrum über etwa sieben Dekaden und erstreckt sich bis an die Grenze des infraroten Spektralbereichs (Terahertz-Gebiet). Wichtige Anwendungsgebiete der Hochfrequenz-(HF)- und Mikrowellentechnik sind beispielsweise:
- Nachrichtenübertragung: Rundfunk, Fernsehen, Satellitenkommunikation, Fernsteuerung, Richtfunk
- Datenübertragung, mobile Kommunikation (Breitband-Kommunikationssysteme, Wireless Local Area Networks) Navigation und Ortungstechnik, Verkehrserfassung (Road Transport Informatics, RTI)
- Kfz-Abstandsradar (Automotive Obstacle Detection, Collision Avoidance Radar)
- Fernerkundung, Land-, See- und Luftüberwachung, Verbindung zu beweglichen Stationen in Zügen, Schiffen, Flugzeugen
- Medizinische Diagnostik und Therapie (Nachweis von Krankheitsherden, Strahlungstherapie)
- Erderkundung (Bodenschätze, Kartographie), Ozeanographie, Meteorologie und Umwelt-Überwachung (Untersuchung der Atmosphäre, Erfassung von Wolken, Nebel, Niederschlägen, Luft- und Gewässerverschmutzung)
- Radioastronomische Untersuchungen; Erforschung von Molekül- und Atomstrukturen (Empfang von HF-Strahlung aus dem Weltraum, Mikrowellen-Spektroskopie)
- Kernfusionstechnik (Plasma-Diagnostik und -Erzeugung), Teilchenbeschleunigung
- dielektrische Erwärmung (Mikrowellenherde, industrielle Trocknung, HF-Induktions-Schmelzöfen)
- chemische Verfahrenstechnik, Festkörperchemie.
Die moderne HF- und Mikrowellentechnik wird heute durch folgende herausragende Merkmale geprägt:
- Aktive und passive Halbleiterbauelemente sind inzwischen für sehr hohe Frequenzen entwickelt, wie etwa HF-Transistoren bis 100 GHz und Gunn-, Impatt- und Schottky-Dioden bis über 100 GHz
- Messgeneratoren und Synthesegeneratoren mit Frequenzbandbreiten von 1 Hz bis weit über 50 GHz sind kommerziell erhältlich
- bei sehr kleiner räumlicher Ausdehnung der Schaltelemente ergibt sich eine Vielfalt von neuen Anwendungen der Mikrowellentechnik im zivilen und militärischen Bereich
- für den Bedarf der modernen weitreichenden Sende- und Radartechnik werden HF-Generatoren sehr hoher Ausgangsleistung (einige zehn MW Pulsleistung) oder großer Frequenzbandbreite bis zu drei Oktaven angeboten.
Für Qualitätssicherung, Forschung und Entwicklung benötigte HF- und Mikrowellenmessgeräte stehen heute in Frequenzbereichen bis weit über 100 GHz zur Verfügung, etwa:
- zur Bestimmung der Leistung von HF-Generatoren
- zur Messung der Dämpfung von passiven HF-Bauelementen, -Kabeln und Übertragungsstrecken
- zur Charakterisierung von koaxialen, Hohlleiter- und planaren Bauelementen durch Bestimmung ihrer Reflexions- und Transmissionsfaktoren
- zur Messung der Spannung in koaxialen Leitungssystemen (bei Frequenzen bis zu einigen GHz).