Baja frecuencia, Propagación, Utiliza, Antenas

Baja frecuencia o baja frecuencia o LF se refiere a las frecuencias de radio en la gama de 30 kHz-300 kHz. También conocido como la banda kilómetro o kilómetro de onda como las longitudes de onda van de uno a diez kilómetros, el de baja atenuación de la señal en esta banda permite la comunicación a larga distancia. En Europa, y en partes de África del Norte y de Asia, que forma parte del espectro de LF se utiliza para la radiodifusión como la banda de onda larga. En el hemisferio occidental, su uso principal es para los aviones faro, la navegación, la información y los sistemas meteorológicos. Tiempo señal estaciones MSF, HBG, DCF77, JJY y WWVB se encuentran en esta banda.

Propagación

Debido a su gran longitud de onda, las ondas de radio de baja frecuencia se difractan por encima de obstáculos como montañas y siga la curvatura de la Tierra. Este modo de propagación, llamada onda de superficie, es el modo principal en la banda LF. La atenuación de la intensidad de la señal con la distancia por la absorción en la tierra es menor que en frecuencias más altas. Las ondas de superficie de baja frecuencia pueden ser recibidas de hasta 2000 km de la antena de transmisión.

Ondas de baja frecuencia también pueden viajar largas distancias mediante la reflexión de la ionosfera, aunque este método, llamado onda ionosférica o propagación "skip", no es tan común como en las frecuencias más altas. La reflexión se produce en la capa E o F capas. Señales Skywave se pueden detectar a distancias superiores a los 300 km de la antena transmisora.

Utiliza

Señales de tiempo estándar

En el rango de frecuencia de 40 kHz, 80 kHz, hay varias hora estándar y emisoras de frecuencia, como

  • JJY en Japón
  • MSF en Anthorn, Inglaterra
  • WWVB en Fort Collins, Colorado, EE.UU.
  • DCF77 en Mainflingen cerca de Frankfurt am Main, Alemania
  • HBG en Prangins, Suiza

En Europa y Japón, muchos dispositivos de consumo de bajo costo tienen desde finales de 1980 contenían relojes de radio con un receptor LF para estas señales. Dado que estas frecuencias se propagan por sólo la onda de superficie, la precisión de las señales de tiempo no se ve afectada por diferentes trayectos de propagación entre el transmisor, la ionosfera, y el receptor. En los Estados Unidos, tales dispositivos se hicieron factible para el mercado de masas sólo después de que la potencia de salida de WWVB se aumentó en 1997 y 1999.

Militar

Las señales de radio inferiores a 50 kHz son capaces de penetrar en las profundidades del océano a unos 200 metros, la más larga sea la longitud de onda, más profundo. El Reino Unido, Alemania, India, Rusia, Suecia, Estados Unidos y posiblemente otras marinas de guerra comunicarse con submarinos en estas frecuencias.

 Para más detalles sobre este tema, véase la comunicación con los submarinos.

Además, Royal Navy submarinos nucleares llevan misiles balísticos son supuestamente bajo las órdenes permanentes para controlar la transmisión de la BBC Radio 4 en 198 kHz en aguas cercanas a la del Reino Unido. Se rumorea que van a interpretar un frenazo en la transmisión, en especial del noticiero matutino Hoy, como un indicador de que el Reino Unido está bajo ataque, después de lo cual sus órdenes selladas en vigor.

En los EE.UU., el Wave Emergency Network Ground o GWEN funcionan entre 150 y 175 kHz, hasta su sustitución por los sistemas de comunicaciones por satélite en 1999 - GWEN era un sistema con base en tierra militar de radiocomunicaciones que podrían sobrevivir y seguir funcionando incluso en el caso de una central nuclear atacar.

Experimental y aficionados

Una asignación de 2,1 kHz internacional, la banda 2 200 metros de altura, está a disposición de los operadores de radio aficionados en varios países de Europa, Nueva Zelanda, Canadá y dependencias de ultramar franceses. La distancia récord mundial para un contacto de dos vías es de más de 10.000 km de cerca de Vladivostok a Nueva Zelanda. Así como el código Morse muchos operadores convencionales utilizan muy lento ordenador código Morse controlados o modos digitales de comunicación especializados. La Conferencia Mundial de Radiocomunicaciones de 2007 hizo esta banda una asignación de radioaficionados en todo el mundo.

El Reino Unido se le asigna una astilla kHz del espectro 2.8 de 71,6 kHz a 74,4 kHz comienzo en abril de 1996 a los aficionados españoles que solicitaron un Aviso de Variación de usar la banda sobre una base no-interferencia con una potencia de salida máxima de 1 W ERP. Esta fue retirada el 30 de junio 2003, después de una serie de extensiones a favor de la banda de 136 kHz europea armonizada. Una transmisión de 1 vatio de muy lento código Morse entre G3AQC y W1TAG cruzaba el océano Atlántico para 3275 millas el 21-22 de noviembre de 2001.

En los Estados Unidos, no es una licencia libre asignación especial en el rango de onda larga llamada LowFER. Esta asignación experimental entre 160 kHz y 190 kHz a veces se llama la "banda perdió". La operación sin licencia por parte del público se permite al sur de 60 grados de latitud norte, salvo que se produzcan interferencias con diez estaciones de servicios de localización con licencia ubicadas a lo largo de las costas. Las normas de utilización incluyen una potencia de salida de no más de 1 vatio, una antena/tierra-plomo combinado longitud de no más de 15 metros, y una intensidad de campo de no más de 4,9 microvoltios/metro. También, las emisiones fuera de la banda de 190 kHz-160 kHz deben ser atenuada por lo menos 20 dB por debajo del nivel de la portadora no modulada. Muchos experimentadores en este grupo son operadores de radio aficionados.

Emisiones de información meteorológica

Un servicio regular de transmisión de RTTY información meteorológica marina en clave SYNOP el LF es el Servicio Meteorológico alemán. El DWD opera la estación DDH47 en 147,3 kHz utilizando el estándar ITA-2 alfabeto con una velocidad de transmisión de 50 baudios y modulación FSK con 85 Hz cambio.

Señales de navegación Radio

En algunas partes del mundo donde no hay onda larga de radiodifusión, balizas no direccionales o NDB usa para aeronavegación operan en 190 a 300 kHz. En Europa, Asia y África, la asignación NDB comienza en 283,5 kHz.

El sistema de navegación LORAN-C radio funciona en 100 kHz.

En el pasado, el sistema Decca Navigator operado entre 70 kHz y 129 kHz. Las últimas cadenas Decca se cerraron en 2000.

Diferenciales transmisores de telemetría GPS operan entre 283,5 y 325 kHz.

El sistema comercial "DATATRAK" radio de navegación opera en un número de frecuencias, que varían por país, entre 120 y 148 kHz.

Radiodifusión

El servicio de radiodifusión sonora de onda larga opera en frecuencias entre 148,5 y 283,5 kHz en Europa y partes de Asia.

Otras aplicaciones

Algunas etiquetas de identificación por radiofrecuencia utilizan LF. Estas etiquetas se conocen comúnmente como LFID del o de LowFID. Las etiquetas RFID LF están cerca de los dispositivos de campo.

Antenas

Dado que las ondas de superficie utilizados en esta banda requieren polarización vertical, antenas verticales se utilizan para la transmisión, por lo general radiadores mástil, ya sea aislado de la tierra y se alimenta en la parte inferior, o de vez en cuando alimenta a través de Guy-cables. T-antenas y L-antenas invertidas se usan cuando la altura de la antena es un problema. Casi todas las antenas LF son eléctricamente corto, más corto que un cuarto de la longitud de onda radiada, por lo que su baja resistencia a la radiación les hace ineficiente, requiriendo motivos y los conductores de muy baja resistencia para evitar la disipación de potencia del transmisor. Estas antenas eléctricamente cortas necesitan bobinas de carga de alta inductancia para ponerlas en resonancia. Muchos tipos de antena, tales como la antena de paraguas y L-y T-antena, utilizan capacitiva de carga superior, en la forma de una red de alambres horizontales unidos a la parte superior del radiador vertical. La capacitancia mejora la eficiencia de la antena sin aumentar su altura o de sus estructuras de soporte.

La altura de las antenas se diferencian por el uso.

Para algunas balizas no direccionales de la altura puede ser tan bajo como 10 metros, mientras que para los transmisores de navegación más potentes tales como DECCA, se utilizan mástiles con una altura de alrededor de 100 metros. T-antenas tienen una altura entre 50 y 200 metros, mientras que las antenas de mástil son por lo general más alto que 150 metros.

La altura de las antenas de mástil para LORAN-C es de alrededor de 190 metros para los transmisores con una potencia radiada por debajo de 500 kW, y alrededor de 400 metros para los transmisores de más de 1.000 kilovatios. El principal tipo de antena LORAN-C está aislado de la tierra.

Estaciones de radiodifusión en ondas kilométricas utilizan antenas de mástil con una altura de más de 150 metros o T-antenas. Las antenas de mástil mástiles pueden ser aislados de tierra alimentados o mástiles tierra superior alimentados. También es posible utilizar antenas de jaula en los mástiles a tierra.

Para las estaciones de radiodifusión, a menudo se requieren antenas direccionales. Se componen de múltiples mástiles, que a menudo tienen la misma altura. Algunas antenas de onda larga se componen de múltiples antenas de mástil dispuestos en un círculo con o sin un mástil de la antena en el centro. Dichas antenas se concentran la energía transmitida hacia el suelo y dan una gran zona de recepción sin desvanecimiento. Este tipo de antena se utiliza muy poco, ya que son muy caros y requieren mucho espacio y debido a la decoloración se produce en onda larga mucho más raramente que en el rango de onda media. Una antena de este tipo fue utilizado por Orlunda transmisor en Suecia.

Para la recepción, se utilizan antenas de hilo largo, o más a menudo antenas de bucle de ferrita debido a su pequeño tamaño. Los radioaficionados han logrado una buena recepción LF utilizando antenas activas con un látigo corto.

Antenas de transmisión LF para los transmisores de alta potencia requieren grandes cantidades de espacio, y han sido motivo de controversia en Europa y Estados Unidos, debido a las preocupaciones acerca de los posibles riesgos para la salud asociados con la exposición a ondas de radio de alta potencia.