Las ondas de radio son un tipo de radiación electromagnética. Son más conocidos por su uso en tecnologías de la comunicación como la televisión, los teléfonos móviles y las radios. Estos dispositivos reciben ondas de radio y las convierten en vibraciones mecánicas en el altavoz para crear ondas de sonido.
El espectro de radiofrecuencia es una parte relativamente pequeña del espectro electromagnético (EM). El espectro EM generalmente se divide en siete regiones en orden decreciente de longitud de onda y creciente de energía y frecuencia.
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Las designaciones comunes son: ondas de radio, microondas, infrarrojos (IR), luz visible, ultravioleta (UV), rayos X y rayos gamma.
Las ondas de radio tienen las longitudes de onda más largas en el espectro EM, según la NASA. Van desde alrededor de 0,04 pulgadas (1 milímetro) hasta más de 62 millas (100 kilómetros).
También tienen las frecuencias más bajas, desde alrededor de 3000 ciclos por segundo, o 3 kilohercios, hasta alrededor de 300 mil millones de hercios, o 300 gigahercios.
El espectro de radio es un recurso limitado y, a menudo, se compara con tierras de cultivo. Así como los agricultores necesitan organizar su tierra para obtener la mejor cosecha en términos de cantidad y variedad, el espectro radioeléctrico debe dividirse entre los usuarios de la manera más eficiente.
En Brasil, el Ministerio de Ciencia, Tecnología, Innovaciones y Comunicaciones gestiona las asignaciones de frecuencias en todo el espectro radioeléctrico.
El físico escocés James Clerk Maxwell desarrolló una teoría unificada del electromagnetismo en la década de 1870. Predijo la existencia de ondas de radio.
En 1886, Heinrich Hertz, físico alemán, aplicó las teorías de Maxwell a la producción y recepción de ondas de radio. Hertz usó herramientas domésticas sencillas, incluida una bobina de inducción y una botella de Leyden (un tipo de condensador que consiste en un frasco de vidrio con capas de hojas por dentro y por fuera) para crear ondas electromagnético.
Hertz se convirtió en la primera persona en transmitir y recibir ondas de radio controladas. La unidad de frecuencia de una onda EM, un ciclo por segundo, se llama hercio, en su honor.
El espectro radioeléctrico se divide generalmente en nueve bandas:
| Banda | rango de frecuencia | rango de onda |
| Frecuencia extremadamente baja (ELF) | <3kHz | > 100 kilómetros |
| Frecuencia muy baja (VLF) | 3 a 30kHz | 10 a 100 kilómetros |
| Baja frecuencia (LF) | 30 a 300kHz | 1 ma 10 km |
| Frecuencia media (MF) | 300 kHz a 3 MHz | 100 ma 1 km |
| Alta frecuencia (HF) | 3 a 30 MHz | 10 a 100 metros |
| Muy alta frecuencia (VHF) | 30 a 300 MHz | 1 a 10 metros |
| Frecuencia ultra alta (UHF) | 300 MHz a 3 GHz | 10cm a 1m |
| Súper alta frecuencia (SHF) | 3 a 30 GHz | 1 a 1cm |
| Frecuencia extremadamente alta (EHF) | 30 a 300 GHz | 1 mm a 1 cm |
Las ondas de radio ELF son las más bajas de todas las frecuencias de radio. Tienen un largo alcance y son útiles para comunicarse con submarinos y dentro de minas y cuevas.
La fuente natural más poderosa de ondas ELF/VLF son los rayos, según Stanford VLF Group. Las ondas producidas por los rayos pueden rebotar entre la Tierra y la ionosfera.
Las bandas de radio LF y MF incluyen radio marina y de aviación, así como radio comercial AM (modulación de amplitud). Las bandas de radio AM están entre 535 kilohercios y 1,7 megahercios.
La radio AM tiene un largo alcance, especialmente durante la noche, cuando la ionosfera es mejor para recuperar las ondas de regreso a la Tierra. Sin embargo, está sujeto a interferencias que afectan la calidad del sonido.
Cuando una señal está parcialmente bloqueada, por ejemplo, por un edificio con paredes de metal, como un rascacielos, el volumen del sonido se reduce.
Las bandas HF, VHF y UHF incluyen radio FM, transmisión de televisión, radio de servicio público, teléfonos celulares y GPS (sistema de posicionamiento global). Estas bandas suelen utilizar "modulación de frecuencia" (FM) para codificar o imprimir una señal de audio o datos en la onda portadora.
En la modulación de frecuencia, la amplitud (rango máximo) de la señal permanece constante mientras que la la frecuencia se varía, en mayor o menor medida, a un ritmo y magnitud correspondientes a la señal de audio o datos.
FM da como resultado una mejor calidad de señal que AM porque los factores ambientales no afectan la frecuencia de la forma en que lo hacen. afectan la amplitud, y el receptor ignora las variaciones en la amplitud siempre que la señal se mantenga por encima de un umbral Mínimo. Las frecuencias de radio FM están entre 88 megahercios y 108 megahercios.
La radio de onda corta utiliza frecuencias en el rango de HF, desde aproximadamente 1,7 megahercios hasta 30 megahercios, según la Asociación Nacional de Emisoras de Onda Corta (NASB). Dentro de este rango, el espectro de onda corta se divide en varios segmentos.
En todo el mundo, hay cientos de estaciones de onda corta, según la NASB. Las estaciones de onda corta se pueden escuchar a miles de kilómetros porque las señales rebotan en la ionosfera y rebotan a cientos o miles de kilómetros de su punto de origen.
SHF y EHF representan las frecuencias más altas en la banda de radio. A veces se consideran parte de la banda de microondas. Las moléculas en el aire tienden a absorber estas frecuencias, lo que limita su rango y aplicaciones.
Sin embargo, sus longitudes de onda cortas permiten que las antenas parabólicas dirijan las señales hacia haces estrechos. Esto permite que se lleven a cabo comunicaciones de corto alcance y alto ancho de banda entre ubicaciones fijas.
SHF, que se ve menos afectado por el aire que EHF, se usa para aplicaciones de corto alcance como Wi-Fi, Bluetooth y USB inalámbrico (bus serie universal).
Solo puede funcionar en rutas de línea de visión, ya que las ondas tienden a rebotar en objetos como automóviles, barcos y aviones. Dado que las ondas rebotan en los objetos, SHF también se puede utilizar para el radar.
El espacio está repleto de fuentes de ondas de radio: planetas, estrellas, nubes de gas y polvo, galaxias, púlsares e incluso agujeros negros. Al estudiarlos, los astrónomos pueden aprender sobre el movimiento y la composición química de estas fuentes cósmicas, así como los procesos que provocan estas emisiones.
Un radiotelescopio “ve” el cielo de manera muy diferente a como aparece en la luz visible. En lugar de ver estrellas puntiagudas, un radiotelescopio detecta púlsares distantes, regiones de formación de estrellas y restos de supernovas.
Los radiotelescopios también pueden detectar cuásares, que es la abreviatura de fuentes de radio cuasi-estelares. Un cuásar es un núcleo galáctico increíblemente brillante alimentado por un agujero negro supermasivo.
Los cuásares irradian energía a través del espectro EM, pero el nombre proviene del hecho de que los primeros cuásares identificados emiten principalmente energía de radio. Los cuásares son muy energéticos; algunos emiten 1.000 veces más energía que toda la Vía Láctea.
Los radioastrónomos a menudo combinan varios telescopios más pequeños en una matriz para crear una imagen de radio más clara o de mayor resolución.
Por ejemplo, el radiotelescopio Very Large Array (VLA) en Nuevo México consta de 27 antenas dispuestas en un gran patrón en “Y”, de 36 kilómetros de diámetro.