EL ESPECTRO DE RADIOFRECUENCIA

En la anterior entrada hablaba acerca de la historia de la radio y de cómo James Clerk Maxwell con la formulación de la teoría clásica de la radiación electromagnética y Heinrich Rudolf Hertz con la demostración de ésta y el consecuente descubrimiento de la emisión, propagación y recepción de las ondas electromagnéticas, abrieron el camino, a la posibilidad de emitir y recibir señales de radio, que son las ondas electromagnéticas de mayor longitud de onda y, por lo tanto, de menor frecuencia.

Las señales de radio se incluyen dentro de la denominada radiofrecuencia que abarca todas las ondas electromagnéticas de longitud de onda superior a 1mm (frecuencia inferior a 300 GHz), aquellas que se pueden generar aplicando corriente alterna a una antena, cuyo tamaño determinará la frecuencia de las ondas electromagnéticas generadas.

Las bandas de radio frecuencia según la UIT (Unión Internacional de Telecomunicaciones) son:

Nombre de frecuencia	Acrónimo	UIT	Frecuencias	Longitud de onda
Frecuencia Extra Baja	ELF	1	< 30Hz	> 10.000km
Frecuencia Súper Baja	SLF	2	30Hz-300Hz	10.000km-1.000km
Frecuencia Ultra Baja	ULF	3	300Hz-3kHz	1.000km-100km
Frecuencia Muy Baja	VLF	4	3kHz-30kHz	100km-10km
Frecuencia Baja	LF	5	30kHz-300kHz	10km-1km
Frecuencia Media	MF	6	300kHz-3MHz	1km-100m
Frecuencia Alta	HF	9	3MHz-30MHz	100m-10m
Frecuencia Muy Alta	VHF	11	30MHz-300MHz	10m-1m
Frecuencia Ultra Alta	UHF	10	300MHz-3GHz	1m-100mm
Frecuencia Súper Alta	SHF	11	3GHz-30GHz	100mm-10mm
Frecuencia Extra Alta	EHF	11	30GHz-300 GHz	10mm-1mm

Las frecuencias de longitud de onda inferior a 30 kHz tienen una longitud de onda superior a 10 km por lo que se necesitaría de antenas enormes para poder emitir (de más de 500 metros de altura) por lo que son frecuencias escasamente utilizadas, así ELF es la frecuencia a la que se trasmiten las ondas cerebrales, SLF es utilizada para comunicación con submarinos sumergidos (utilizando líneas de transmisión eléctrica de decenas de kilómetros a modo de antena), ULF es empleada en comunicaciones mineras y VLF es utilizada para aplicaciones geofísicas y de radionavegación (sónar).

La frecuencia baja (LF) u onda larga (LW) se utiliza en navegación y para radioseñales. El rango 148-284 kHz se utilizó en radiodifusión local, aunque ahora apenas se utiliza más que para señales de sincronización horaria, pues se necesitan antenas de más de 100 metros de altura.

La frecuencia media (MF) u onda media (MW) se utiliza para radiodifusión local (rango 535-1700 kHz), radio marítima y determinación de rumbos.

La frecuencia alta (HF) u onda corta (SW) se utiliza para radiodifusión internacional (rango 2,31-25,82 MHz), comunicaciones de aviación, estaciones de tiempo del gobierno, estaciones meteorológicas, radioaficionados y servicios de banda ciudadana, entre otros usos. Se utilizan con reflexiones en la ionosfera para alcanzar mayores distancias.

La frecuencia muy alta (VHF) se utiliza para transmisiones de televisión (canales del 2 al 13 en el rango 50-80 MHz), radiodifusión en FM (rango 76-108 MHz), banda aeronáutica (rango 108-136,975 MHz), satélites meteorológicos (137 MHz), banda 2m de radioaficionados (rango 144-148 MHz), servicio de radio marítimo internacional (rango 156-162 MHz) y radio digital terrestre (174-240 MHz) y servicios de bomberos, ambulancias, radio-taxis, ferrocarril, etc. (rango 240-300 MHz). En VHF ya no se utiliza la ionosfera, (puesto que las cargas eléctricas en la atmósfera superior no son capaces de bloquear y hacer rebotar ondas electromagnéticas con longitud de onda inferior a 20m) sino la transmisión-recepción directa.

La frecuencia ultra alta (UHF) incluye el rango bajo de las microondas y se utiliza para mandos a distancia, teléfonos inalámbricos y control remoto (rango 430-440 MHz), transmisiones de televisión analógica y TDT (rango 470-862 MHz), chips de identificación RFID (rango 860-960 MHz), telefonía móvil digital GSM (rango 824-1990 MHz), telefonía 4G (1452-1492 MHz), radares (1,60 GHz), redes locales para envíos de datos como Wi-Fi o Bluetooth (rango 2,40-2,50 GHz) y hornos microondas (2,45 GHz). Esta frecuencia, la que usan los hornos microondas, es la más próxima a la que las moléculas de agua entran en resonancia, motivo por el que el agua se calienta, por este motivo las microondas con frecuencias superiores a 2,45 GHz se utilizan para comunicaciones vía satélite (SHF), radares de diversa utilidad (SHF y EHF) y exploración espacial o radioastronomía (EHF).

Estas frecuencias son las reservadas para los usos especificados según la UIT (Unión Internacional de Telecomunicaciones), organismo especializado en telecomunicaciones de la ONU (Organización de las Naciones Unidas) encargado de regular las telecomunicaciones a nivel internacional entre las distintas administraciones y las empresas operadoras. Los rangos de frecuencia no incluidos pueden ser legislados a nivel nacional para diversas actividades de distintos organismos.

Por encima de 300 GHz de frecuencia la absorción de radiación electromagnética por la atmósfera terrestre es tan alta que ésta se vuelve opaca a cualquier onda electromagnética por lo que no se puede utilizar para comunicaciones. Sólo en las ventanas atmosféricas del infrarrojo y del espectro visible, (que se encuentran entre 7,5 y 800 THz) la atmósfera vuelve a ser transparente para las ondas electromagnéticas, debido a que el vapor de agua y el dióxido de carbono para las frecuencias más bajas y el ozono y el oxígeno para las más altas no son capaces de bloquear su paso.

En definitiva, que la magia de un simple receptor de radio es la misma que se emplea en todas las comunicaciones inalámbricas humanas, sólo cambia la metodología a usar para enviar y recibir las ondas electromagnéticas de mayor o menor tamaño.