El espectro de frecuencias

El espectro de frecuencias se divide en dos grandes partes:

Ondas materiales

Ondas electromagnéticas.

Ondas materiales:

Se propagan por vibraciones de la materia (sólida, líquida o gaseosa). Incluyen:Ondas infrasonoras (debajo de los 8Hz)

Ondas sonoras (entre 8 y 30,000Hz). Por ejemplo voz humana (hasta 4,000Hz), audio (de 20Hz hasta 20,000Hz).

Ondas ultrasonoras (arriba de los 30,000Hz).

Ondas electromagnéticas:

Son debidas a la vibración de un campo electromagnético, fuera de todo soporte material. Incluyen:

Ondas radioeléctricas (o herzianas), que son generadas por una corriente oscilatoria, y que pueden ser miriamétricas o kilométricas (VLF/LF, very low frequency / low frequency, entre 0 y 315KHz), hectométricas (MF, medium frequency, entre 315KHz y 3230KHz), decamétricas (HF, high frequency, entre 3230KHz y 27,500KHz), métricas (VHF, very high frequency, entre 27,500KHz y 322MHz), decimétricas (UHF, ultra high frequency, entre 322MHz y 3300MHz), centimétricas (SHF, entre 3300MHz y 31.8GHz) o milimétricas (WHD, entre 31.8GHz y 400GHz).

Ondas luminosas (luz), originadas de un cuerpo luminoso que transmite su luz, y que pueden ser infrarrojo (longitud de onda entre 0.8 y 300 micras), visible (longitud de onda entre 0.4 y 0.8 micras, y que incluye los colores rojo, anaranjado, amarillo, verde, azul, turquesa y violeta), o ultravioleta (longitud de onda entre 0.02 y 0.4 micras).

Rayos X (longitud de onda hasta 0.001 micras), generados por cuerpos radioactivos.Rayos gamma (longitud de onda entre0.005 a0.25 Angstroms), generados por cuerpos radioactivos.Para efectos de telecomunicaciones son importantes las ondas radioeléctricas (comunicación inalámbrica) y las ondas luminosas (comunicación vía fibras ópticas).

Conversión de longitud de onda a frecuencia, y viceversa:

Para cambiar de frecuencia (f) a longitud de onda (l), y viceversa, se utilizan las  fórmulas (1) y (2), que son en realidad la misma fórmula pero despejando en un caso l y en el otro f:

f = 1/T

Vp = Velocidad de propagación (luz = 300,000 kms/seg, sonido = 240 m/seg)

l = Vp T

l = Vp/f

(2) f = Vp/l

w = velocidad angular

   = 2pf [rad/seg]

f = frecuencia [Hz = ciclos/seg]

T = período

   = 1/f [seg/ciclo, o simplemente seg]

sen

cos

0

1

90º

1

0

180º

0

-1

270º

-1

0

360º

0

1

Cuando se hacen las conversiones, es importante recordar los siguientes términos del sistema de medición:

1 mm(milímetro) = 10-3 m

1 m (micra, micrómetro) = 10-6 m

1 nm (nanómetro) = 10-9 m

1 A (angströms) = 10-10 m

1 pm (picómetro) = 10-12 m

1 KHz (kilohertz) = 103 Hz

1 MHz (megahertz) = 106 Hz

1 GHz (gigahertz) = 109 Hz

1 THz (terahertz) = 1012 Hz

1 PHz (petahertz) = 1015 Hz

1 Ehz (exahertz) = 1018 Hz

En la siguiente tabla se muestran los rangos de cada tipo de onda del espectro de frecuencias, tanto en longitud de onda () como en frecuencia (f). Es importante señalar que las conversiones son aproximadas y pueden ser distintas dependiendo del tipo de medio de transmisión que se utilice. Para la siguiente tabla se consideró Vp(luz) = 300,000 kms/seg y Vp(sonido) = 240 m/seg. Estas cifras pueden cambiar dependiendo del medio de transmisión específico que se utilice, y por lo tanto los rangos serán distintos.

longitud de onda (l)

frecuencia (f)

Rayos gamma

De 25pm a 0.5pm

De 12Ehz a 600Ehz

Rayos X

De 1000pm a 25pm

De 300PHz a 12Ehz

Ultravioleta

De 400nm a 20nm

De 750THz a15PHz

Luz visible

De 800nm a 400nm

De 375THz a 750THz

Infrarrojo

De 3000nm a 800nm

De 100THz a 375THz

WHD

De 9.43mm a 0.75mm

De 31.8GHz a 400GHz

SHF

De 90.9mm a 9.43mm

De 3300MHz a 31.8GHz

UHF

De 932mm a 90.9mm

De 322MHz a 3300MHz

VHF

De 10.9m a 0.932m

De 27,500KHz a 322MHz

HF

De 92.9m a 10.9m

De 3230KHz a 27,500KHz

MF

De 952m a 92.9m

De 315KHz a 3230KHz

VLF/LF

De infinito a 952m

De0 a315KHz

Ultrasonoras

De 8mm a 1.6mm

De 30KHz a 150KHz

Sonoras

De 30m a 0.008m

De 8Hz a 30KHz

Infrasonoras

De infinito a 30m

De0 a8Hz

Básicamente se emplean tres tipos de ondas del espectro electromagnético para comunicaciones:

Microondas: 2GHz a 40GHz. Muy direccionales. Pueden ser terrestres o por satélite.

Ondas de radio: 30MHz a 1GHz: Ominidireccionales

Infrarrojos: 3×1011 a 200THz

La zona del espectro de las microondas está dividido de la siguiente manera:

Banda:

Frecuencias:

L

1 a2GHz

S

2 a4GHz

C

4 a8GHz

X

8 a12GHz

Ku

12 a18GHz

K

18 a27GHz

Ka

27 a40GHz