CONTROL AUTOMATICO DE VUELO.TEMA: Elespectro electromagnticoNIVEL: SEXTO ELECTRNICANOMBRE: MONTALUISA MARCELO

El espectro electromagntico se extiende desde las bajas frecuencias usadas para la radio moderna (extremo de la onda larga) hasta los rayos gamma (extremo de la onda corta), que cubren longitudes de onda de entre miles de kilmetros y la fraccin del tamao de un tomo. Se piensa que el lmite de la longitud de onda corta est en las cercanas de la longitud Planck, mientras que el lmite de la longitud de onda larga es el tamao del universo mismo, aunque en principio el espectro sea infinito y continuo.

RadiofrecuenciaEn radiocomunicaciones, los rangos se abrevian con sus siglas en ingls. Los rangos son:Existe una convencin para separar las bandas segn lalongitud de ondaen divisiones de 10nmetros, o frecuencias de 310nhercios. Por ejemplo, 30MHz o 10m divide ondacorta de VHF (de menor longitud de onda y mayor frecuencia). Estas son las partes del espectro radioelctrico, y no laasignacin de frecuencias.BandaAbreviaturaITUFrecuenciaylongitud de onda (aire)Ejemplos de uso

Frecuencia tremndamente bajaTLF< 3Hz> 100,000kmFrecuencia en la que trabaja la actividad neuronal

Frecuencia extremadamente bajaELF1330 Hz100,000km 10,000kmActividad neuronal,Comunicacin con submarinos

Super baja frecuenciaSLF230300 Hz10,000km 1000kmComunicacin con submarinos

Ultra baja frecuenciaULF33003000 Hz1000km 100kmComunicacin con submarinos,Comunicaciones en minas a travs de la tierra

Muy baja frecuenciaVLF4330 kHz100km 10kmRadioayuda,seales de tiempo, comunicacin submarina,pulsmetrosinalmbricos,Geofsica

Baja frecuenciaLF530300 kHz10km 1kmRadioayuda, seales de tiempo, radiodifusin enAM(onda larga) (Europa y partes de sia),RFID,Radioaficin

Frecuencia mediaMF63003000 kHz1km 100 mRadiodifusin en AM (onda media), Radioaficin, Balizamiento deAludes

Alta frecuenciaHF7330 MHz100 m 10 mRadidifusin enOnda corta,Banda ciudadanay radioaficin, Comunicaciones de aviacin sobre el horizonte,RFID,Radar, ComunicacionesALE,Comunicacin cuasi-vertical (NVIS),Telefona mvily marina

Muy alta frecuenciaVHF830300 MHz10 m 1 mFM,Televisin, Comunicaciones con aviones a la vista entre tierra-avin y avin-avin, Telefona mvil martima y terrestre, Radioaficionados,Radio meteorolgica

Ultra alta frecuenciaUHF93003000 MHz1 m 100mmTelevisin, Hornosmicroondas, Comunicaciones por microondas,Radioastronoma,Telefona mvil,Redes inalmbricas,Bluetooth,ZigBee,GPS, Comunicaciones uno a uno comoFRSyGMRS, Radioaficin

Super alta frecuenciaSHF10330 GHz100mm 10mmRadioastronoma, Comunicaciones por microondas,Redes inalmbricas,radaresmodernos,Comunicaciones por satlite,Televisin por satlite,DBS, Radioaficin

Frecuencia extremadamente altaEHF1130300 GHz10mm 1mmRadioastronoma,Transmisin por microondasde alta frecuencia,Teledeteccin, Radioaficin,armas de microondas,Escaner de ondas milimtricas

TeraherciosorFrecuencia tremendamente altaTHz or THF123003,000 GHz1mm 100 nmRadiografa de terahercios un posible substituto para los rayos X en algunas aplicaciones mdicas, Dinmica molecular ultrarpida,Fsica de la materia condensada,Espectroscopa mediante terahercios, Comunicaciones/computacin mediante terahercios, Teledeteccin submilimtrica, Radioaficin

Frecuencias extremadamente bajas: LlamadasELF(Extremely Low Frequencies), son aquellas que se encuentran en el intervalo de 3 a 30 Hz. Este rango es equivalente a aquellas frecuencias del sonido en la parte ms baja (grave) del intervalo de percepcin del odo humano. Cabe destacar aqu que el odo humano percibe ondas sonoras, no electromagnticas, sin embargo se establece la analoga para poder hacer una mejor comparacin. Frecuencias super bajas:SLF(Super Low Frequencies), son aquellas que se encuentran en el intervalo de 30 a 300 Hz. En este rango se incluyen las ondas electromagnticas de frecuencia equivalente a los sonidos graves que percibe el odo humano tpico. Frecuencias ultra bajas:ULF(Ultra Low Frequencies), son aquellas en el intervalo de 300 a 3000 Hz. Este es el intervalo equivalente a la frecuencia sonora normal para la mayor parte de lavoz humana. Frecuencias muy bajas:VLF,Very Low Frequencies. Se pueden incluir aqu las frecuencias de 3 a 30kHz. El intervalo de VLF es usado tpicamente en comunicaciones gubernamentales y militares. Frecuencias bajas:LF, (Low Frequencies), son aquellas en el intervalo de 30 a 300 kHz. Los principales servicios de comunicaciones que trabajan en este rango estn la navegacin aeronutica y marina. Frecuencias medias: MF, Medium Frequencies, estn en el intervalo de 300 a 3000 kHz. Las ondas ms importantes en este rango son las de radiodifusin deAM(530 a 1605 kHz). Frecuencias altas:HF,High Frequencies, son aquellas contenidas en el rango de 3 a 30 MHz. A estas se les conoce tambin como "onda corta". Es en este intervalo que se tiene una amplia gama de tipos de radiocomunicaciones como radiodifusin, comunicaciones gubernamentales y militares. Las comunicaciones en banda de radioaficionados y banda civil tambin ocurren en esta parte del espectro. Frecuencias muy altas:VHF,Very High Frequencies, van de 30 a 300 MHz. Es un rango popular usado para muchos servicios, como la radio mvil, comunicaciones marinas y aeronuticas, transmisin de radio enFM(88 a 108 MHz) y los canales de televisin del 2 al 12 [segn norma CCIR (Estndar B+G Europa)]. Tambin hay varias bandas de radioaficionados en este rango. Frecuencias ultra altas:UHF,Ultra High Frequencies, abarcan de 300 a 3000 MHz, incluye los canales de televisin de UHF, es decir, del 21 al 69 [segn norma CCIR (Estndar B+G Europa)] y se usan tambin en servicios mviles de comunicacin en tierra, en servicios de telefona celular y en comunicaciones militares. Frecuencias super altas:SHF,Super High Frequencies, son aquellas entre 3 y 30 GHz y son ampliamente utilizadas para comunicaciones va satlite y radioenlaces terrestres. Adems, pretenden utilizarse en comunicaciones de alta tasa de transmisin de datos a muy corto alcance medianteUWB. Tambin son utilizadas con fines militares, por ejemplo en radares basados en UWB. Frecuencias extremadamente altas:EHF,Extrematedly High Frequencies, se extienden de 30 a 300 GHz. Los equipos usados para transmitir y recibir estas seales son ms complejos y costosos, por lo que no estn muy difundidos an.Existen otras formas de clasificar las ondas de radiofrecuencia.Espectro visible[editar]

Espectro electromagntico.

ColorLongitud de onda

violeta380450 nm

azul450495 nm

verde495570 nm

amarillo570590 nm

naranja590620 nm

rojo620750 nm

Por encima de la frecuencia de las radiaciones infrarrojas se encuentra lo que comnmente es llamado luz, un tipo especial de radiacin electromagntica que tiene una longitud de onda en el intervalo de 0,4 a 0,8 micrmetros. Este es el rango en el que el sol y las estrellas similares emiten la mayor parte de su radiacin. Probablemente, no es una coincidencia que el ojo humano sea sensible a las longitudes de onda que emite el sol con ms fuerza. Las unidades usuales para expresar las longitudes de onda son elAngstromy elnanmetro. La luz que vemos con nuestros ojos es realmente una parte muy pequea del espectro electromagntico. La radiacin electromagntica con una longitud de onda entre 380 nm y 760 nm (790-400 terahercios) es detectada por el ojo humano y se percibe como luz visible. Otras longitudes de onda, especialmente en el infrarrojo cercano (ms de 760 nm) y ultravioleta (menor de 380 nm) tambin se refiere a veces como la luz, an cuando la visibilidad a los seres humanos no es relevante. Si la radiacin tiene una frecuencia en la regin visible del espectro electromagntico se refleja en un objeto, por ejemplo, un tazn de fruta, y luego golpea los ojos, esto da lugar a la percepcin visual de la escena

Ondas y Rangos de FrecuenciaEl espectro de las ondas electro-magnticas muestra las frecuencias hasta 1024Hz. Esta extensa y completa gama es subdivida en subgrupos para tener en cuenta las propiedades fsicas de las ondas que lo componen.La divisin de las frecuencias en los distintos rangos fue determinada teniendo en cuenta criterios pasados, los cuales surgieron histricamente y se fueron quedando obsoletos, entonces una nueva divisin de las bandas de frecuencia que se utilizan a nivel internacional surgi mientras tanto. El nombre tradicional de banda de frecuencias todava se utiliza en la literatura, sin embargo.La siguiente figura muestra una visin general:

Figura 1: Rangos de ondas y de frecuencias utilizadas por el radar.Ya que no se conoce la frecuencia correcta, una transformacin no siempre es posible en los nuevos rangos de ondas. A menudo, en los documentos de los fabricantes son publicados los rangos de ondas tradicionales.

Figura 2: Algunos radares y su banda de frecuenciasLos sistemas de radar trabajan en una amplia banda de frecuencias de transmisin. Cuanto mayor sea la frecuencia de un sistema de radar, tanto ms se ve afectada por condiciones meteorolgicas como la lluvia o las nubes. Pero entre mayor es la frecuencia de transmisin, mejor es la precisin del sistema de radar.La figura muestra como ejemplo las bandas de frecuencia utilizadas por varios sistemas de radares.Banda A y B (Banda Radar HF y VHF)Estas bandas de radar por debajo de 300 MHz tienen una larga tradicin histrica, porque estas frecuencias representan la frontera de la tecnologa de radio en el tiempo durante la Segunda Guerra Mundial. Hoy en da estas frecuencias se utilizan para los radares de alerta temprana llamados radares sobre el horizonte (OTH).Utilizando estas frecuencias ms bajas, es ms fcil obtener transmisores de alta potencia. La atenuacin de estas ondas electromagnticas es ms bajo que el uso de frecuencias ms altas. Por otra parte, la precisin es limitada, ya que una menor frecuencia requiere antenas fsicamente muy grandes, las cuales determinan el ngulo de precisin y el ngulo de resolucin. Estas bandas de frecuencia son utilizadas por otros sistemas de comunicaciones y por los servicios de radiodifusin tambin, por lo tanto el ancho de banda de este radar es limitado (a expensas de la precisin y la resolucin).Banda C (Banda Radar UHF)Existen algunos conjuntos de radares especializados, desarrollados para esta banda de frecuencia (300MHzto1GHz). Es una buena frecuencia para el funcionamiento de los radares, para la deteccin y el seguimiento de satlites y misiles balsticos cubriendo largas distancias. Estos radares funcionan para alerta temprana y deteccin de objetivos como radar de vigilancia para el Sistema de Defensa Area Extendida Media(MediumExtendedAirDefense System,MEADS). Para algunas aplicaciones como radar meteorolgico, ejemplo: perfiladores de viento trabajan con estas frecuencias ya que las ondas electromagnticas son muy poco afectadas por las nubes y la lluvia.Banda D (Banda Radar L)Esta banda de frecuencias (1 a 2 GHz) es la preferida para el funcionamiento de los radares de vigilancia area de largo alcance por encima de 250NM (400km). Estos radares transmiten pulsos de alta potencia, ancho de banda amplio y una modulacin intrapulsada. Debido a la curvatura de la tierra, el rango mximo alcanzable es limitado para los objetivos que vuelan con baja altitud. Estos objetos desaparecen muy rpido tras el horizonte del radar.En el manejo del trfico areo (ATM), los radares de vigilancia de largo alcance como el radar de vigilancia de ruta areas (ARSR) trabaja en esta banda de frecuencia. Acoplado con un radar de vigilancia de mono pulso secundario (MSSR) que utilizan una proporcin relativamente grande, y muy lenta rotacin de antena. Como una especie de rima nemotcnica se puede recordar que los radares de bandaLtienen antena de gran tamao olargo alcance.Banda E/F (Banda Radar S)En la banda de frecuencia de 2 a 4 GHz la atenuacin atmosfrica es ligeramente superior que en la BandaD. Los equipos de radar en esta banda necesitan una potencia de transmisin mayor a la usada en los rangos ms bajos de frecuencia para lograr un alcance mximo bueno. Como ejemplo dado, el radar de energa media (MPR), con una potencia de impulso de hasta 20MW. En este rango de frecuencia la influencia de las condiciones meteorolgicas es mayor que en la banda D. De cualquier modo, algunos radares meteorolgicos trabajan esta BandaE/F, pero sobretodo en condiciones climticas subtropicales y tropicales, porque es aqu donde el radar puede ver ms all de una fuerte tormenta.Radares Especiales de Vigilancia en Aeropuertos (ASR) se utilizan en los aeropuertos para detectar y mostrar la posicin de la aeronave en el terminal areo con un alcance medio de hasta 5060NM (100km). Un ASR sirve para apoyar a los controladores areos pues detecta la posicin de las aeronaves y las condiciones meteorolgicas en las proximidades de los aeropuertos civiles y militares. Como una especie de rima nemotcnica se puede recordar que los radares de bandaS (contrario a la bandaL) tienen una antena pequea o corto alcance.Banda G (Banda Radar C)En la banda de frecuencia G hay muchos sistemas mviles de vigilancia usados en el campo de batalla militar, control de misiles y conjuntos de radares de vigilancia con un corto o mediano alcance. El tamao de las antenas proporciona una excelente precisin y resolucin, adems que su tamao no es un inconveniente para un rpido traslado. La influencia de condiciones meteorolgicas adversas es muy alta. Por lo tanto los radares de vigilancia area son en su mayora equipados con antenas de polarizacin circular. Esta banda de frecuencias est predeterminada para la mayora de los tipos de radares meteorolgicos usados para localizar precipitaciones en zonas templadas como Europa.Banda I/J (Banda de Radar X & Ku)En esta banda de frecuencia (8 a 12 GHz) la relacin entre la longitud de onda utilizada y el tamao de la antena es considerablemente mejor que en las bandas de menor frecuencia. La Banda I/J- es una banda de radar relativamente popular para aplicaciones militares como radares aerotransportados para el ejercicio de las funciones de interceptor, caza y ataque de combatientes enemigos y objetivos en tierra. El tamao de la antena muy pequea proporciona un buen rendimiento. Sistemas de gua de misiles en la banda I/J son de un tamao conveniente y por tanto de inters para las aplicaciones donde la movilidad y el peso ligero son importantes y el alcance lejano no es un requisito importante.Esta banda de frecuencia es ampliamente usada por radares civiles y militares para la navegacin martima. Las antenas ms pequeas y econmicas, con alta velocidad de rotacin son perfectas para proporcionar una cobertura suficiente y una buena precisin. La gua de ondas ranurada y las pequeas antenas de remiendo son usadas como antenas de radar protegidas bajo una cpula protectora.Esta banda de frecuencia es tambin popular para los radares de imgenes espaciales o areas usando como base elradar de apertura sinttica(SyntheticApertureRadar,SAR), tanto para la inteligencia electrnica militar y/o para ser aplicado en el estudio geogrfico de la superficie terrestre (creacin de mapas). Un radar de apertura sinttica inversa especial es usado como instrumento de vigilancia martima para el control de la polucin, buscando prevenir la contaminacin del medio ambiente.Banda K (Banda Radar K & Ka)Cuanto ms alta es la frecuencia, ms altas son la absorcin y laatenuacin atmosfricasde las ondas. Por otra parte, la exactitud y laresolucin en distanciase incrementan tambin. Los usos del radar en esta banda de frecuencia proporcionan muy poco cubrimiento en distancia, resolucin muy alta y datos de alta tasa de renovacin. En el ATM estos sistemas de radar son llamados:Radares de Movimiento en la Superficie(SurfaceMovementRadar,SMR) o Equipo de deteccin en la superficie del aeropuerto (AirportSurfaceDetectionEquipment,ASDE). La utilizacin de pulsos de transmisin muy cortos de unos nanosegundos permite una resolucin en distancia que deja visualizar el contorno del avin en la pantalla de los radares.Banda VDebido a la dispersin molecular (En este caso se trata de la influencia de la humedad del aire). Esta banda de frecuencia genera una alta atenuacin. La aplicacin para los radares esta limitada para una corta distancia de un par de metros.W-BandAqu aparecen dos fenmenos de atenuacin atmosfrica: un mximo de atenuacin de alrededor de unos 75GHz y un mnimo relativo a unos 96 GHz Ambos rangos de frecuencia prcticamente estn en uso. En la ingeniera automotriz pequeos dispositivos de radar que funcionan a 7576GHz para asistentes de frenado y asistente de estacionamiento. La atenuacin alta (aqu la influencia de las molculas de oxgeno O2) mejora la inmunidad a la injerencia de estos conjuntos de radar.Hay conjuntos de radar operando de 96 a 98 GHz como equipos de laboratorio an. Estas aplicaciones ofrecen una vista preliminar para un uso del radar en frecuencias extremadamente ms altas como 100GHz.

RadiofrecuenciasyMicroondasLas radiaciones ionizantes son aquellas que al interactuar con la materia la ionizan, es decir, producen tomos y/o restos de molculas con carga elctrica (iones). Las radiaciones no ionizantes carecen de la energa suficiente para producir ionizacin.Las microondas y las radiofrecuencias sonradiaciones electromagnticasque pertenecen a la categora deradiaciones no ionizantes. Son emitidas por aparatos elctricos, electrnicos, los utilizados en radiocomunicaciones (inclusive va satlite), emisiones de TV, radio AM-FM, radares, etc.Caractersticas:Frecuencia: cantidad de veces por segundo en que se repite una variacin de corriente o tensin. Se mide en ciclos por segundo, su unidad es elhertzio(Hz). (kilohertz o kHz son 1000Hz, megahertz o Mhz son 1.000.000 Hz, y gigahertz o GHz son 1.000.000.000 Hz).Potencia: energa de emisin. Se mide enwatts(W) y sus mltiplos y submltiplos.Intensidad: del campo elctrico se mide envoltios por metro(V/m-1), y del campo magntico enamperios por metro(A/m-1).Fuentes de emisin:Naturales:La ionsfera de nuestra atmsfera nos protege de las radiaciones del espacio exterior. No obstante, durante las tormentas se originan campos electromagnticos y radiaciones. El total de la radiacin emitida por el sol est estimada en unos 300 Ghz, pero es despreciable si consideramos que se distribuye sobre la superficie terrestre.Antropognicas: A continuacin se sintetizan las principales fuentes de emisin y su frecuencia.RadiofrecuenciasLas radiofrecuencias oscilan entre 10 kHz (longitud de onda de 3 km) y 300 GHz (longitud de onda de 1 mm). Las microondas estn includas dentro de la banda de radiofrecuencia.Las aplicaciones de radiofrecuencia son mltiples. Algunos ejemplos de ello son: Comunicaciones:- radionavegacin- radiodifusin AM y FM- televisin- radionavegacin area- radioaficionados Industria:Metalrgica:- templado de metales- soldadurasAlimenticia:esterilizacin de alimentos Medicina:- diatermiaMicroondasLas microondas estn dentro de una gama de frecuencia de 300 MHz (longitud de onda 1 m) a 300 GHz (longitud de onda de 1 mm).Son ejemplos de la aplicacin de stas ondas:Aeronutica: tripulacin de aviones lanzamiento de misilesComunicaciones: Televisin Telemetra sistema satelital radionavegacinMedicina: diatermiaUso domstico: hornos y calentadoresInvestigacin: meteorologa fsica nuclearLos equipos de alta potencia como radares pueden someter a sus operadores a riesgos de incidencia de tumores malignos.El establecimiento de 1 mW/cm2como valor mximo de fuga contribuira a controlar las exposiciones laborales o domsticas.Bibliografa SCHINDER, E. O. M., 1995. Radiaciones no ionizantes. En: Ecologa y Salud. Mdulo 3, Parte II. Asociacin de Alergia e Inmunologa de Buenos Aires/OMS-OPS. ORGANIZACION MUNDIAL DE LA SALUD, 1984. Ginebra. Radiofrecuencias y microondas Criterios de Salud Ambiental, Vol. 16. ORGANIZACION MUNDIAL DE LA SALUD. 1984. Ginebra. Radiacin ultravioleta. Criterios de Salud Ambiental, Vol. 14. SUESS, M. J., 1985. Higiene del medio, Radiaciones no ionizantes y salud. Foro Mundial de la Salud, Vol. 6: 61-68.