¿Por qué la frecuencia baja se transmite por más tiempo que la frecuencia alta? ¿Por qué se utilizan microondas y no ondas de radio en los teléfonos celulares?

Las ondas de radio de baja frecuencia pueden reflejarse en la ionosfera y en la superficie, varias veces, por lo que pueden viajar por distancias muy largas sobre la superficie de la tierra. No se requiere línea de visión para la recepción de ondas de radio de baja frecuencia.

En los viejos tiempos, cuando el uso del código Morse en bandas de 80 m, 40 mo 20 m con transmisores de baja potencia (<1 vatio de potencia radiada) era un pasatiempo para muchas personas, solía recoger transmisiones de Australia: solíamos enviar tarjetas QSL, que eran simples postales entre sí, como prueba de que la conversación realmente había tenido lugar. En esos días necesitabas tener licencia de la FCC para transmitir. Ese requisito se ha eliminado desde entonces.

Del mismo modo, las transmisiones de radio de “onda corta” se pueden captar fácilmente de todo el mundo: solía escuchar transmisiones de onda corta todo el tiempo. Todavía lo hago, cuando un huracán u otro evento meteorológico deja de funcionar donde vivo (un evento bastante regular en Long Island). Escucho radio AM desde lugares distantes en Canadá y los Estados Unidos todo el tiempo.

Muy raramente recibo transmisiones de FM desde mucho más de 50-60 millas de distancia, aunque a veces sucede: pero se requieren condiciones muy especiales para que eso suceda, debido a la mayor frecuencia de la onda portadora y las bandas laterales.

Para los teléfonos celulares, la transmisión es casi puramente visual y está optimizada para un ancho de banda general alto: el sistema debe llevar muchas conversaciones de voz simultáneas. Por lo tanto, las frecuencias más altas, en el rango de “microondas”, son mucho más preferibles.

Hay muchas compensaciones al elegir una frecuencia.

Las frecuencias más altas son más difíciles de generar y los transmisores tienden a tener una eficiencia más baja, sin embargo, hay menos ruido de fondo a frecuencias más altas, y los anchos de banda disponibles son más amplios y pueden transportar más información, y las antenas pueden ser más pequeñas, pero la absorción es más alta, sin embargo. viajan mejor a través de pequeñas ventanas y túneles.

Entonces hay muchas compensaciones. Las frecuencias que usan generalmente son las que están disponibles y lo que parece mejor para una aplicación en particular.

Una frecuencia más baja significa una longitud de onda más larga, lo que significa que el haz puede difractarse mejor. También significa una energía fotónica más baja, lo que implica que, en general, el haz no puede excitar también las transiciones atómicas o moleculares, aunque depende del material; por ejemplo, esas microondas pueden atravesar las paredes de madera de su habitación razonablemente bien, pero no un cubo. de agua, ya que las moléculas de agua pueden ser excitadas para rotar por ondas de esas frecuencias. Esto se explota en hornos de microondas para calentar alimentos, que generalmente tienen un alto contenido de agua. (Sin embargo, las frecuencias más bajas SERÁN detenidas por los metales, porque los electrones deslocalizados en un metal son fácilmente excitados por las ondas). PERO, una longitud de onda más larga también significa que se requiere una antena más larga para generar la onda. Por ejemplo, a 240 MHz en lugar de 2,4 GHz, su antena debe ser 10 veces más larga, lo que significa al menos una antena de 1 pie para un cuarto de onda y 4 pies para una onda completa. Eso obviamente no es de ninguna manera manejable.

La mayoría de los tipos de materia absorben y disipan las microondas como calor, lo que las convierte en una mala elección para la comunicación. Las ondas de radio atraviesan la mayor parte de la materia, pero son captadas por antenas, lo que las hace ideales. También las ondas de radio son inofensivas, mientras que las microondas no lo son.

La comunicación a frecuencias muy bajas puede usar la cantidad de ondas para enviar un mensaje. Un medio en el que estas olas pueden viajar grandes distancias es el océano. Un segundo de 8 Hz – 8 latidos – podría corresponder a un significado tomado de una lista de significados en manos del receptor, por ejemplo, en un submarino.
Entonces, un significado, si no una conversación, puede transmitirse en muy poco tiempo por una frecuencia extremadamente baja.
Tales olas son poderosas y quizás destructivas para las criaturas oceánicas.

Se necesitan frecuencias mucho más altas para transportar impulsos eléctricos correspondientes a las ondas de sonido reales formadas por la conversación, por las razones dadas en respuestas mucho más completas que las mías.

La frecuencia es inversamente proporcional a la longitud de onda. Por lo tanto, baja la frecuencia más alta la longitud de onda y más tiempo puede viajar. Pero las ondas de baja frecuencia, como las ondas de radio, no pueden tener anchos de banda más pequeños en comparación con las microondas y, por lo tanto, no pueden transportar tanta información como un microondas. Es por eso que se usa un microondas para teléfonos celulares. Además, si dos estaciones usan ondas de radio, habrá interferencia de señal y es por eso que las personas tuvieron cruces o señales cruzadas en el pasado por teléfono.

Además de otras respuestas: a una frecuencia más baja no se pueden transmitir tantos datos: la regla general es que la tasa de bits de la transmisión es del orden de ancho de la banda utilizada. A una frecuencia más baja, tiene necesariamente bandas más estrechas, por lo tanto, tasas de bits más bajas.