Fundamentos de las Ondas y el Espectro Electromagnético en las Comunicaciones

1. Las ondas y las comunicaciones

Las ondas son el medio de transmisión de diversos sistemas de comunicación, como la radio, la telefonía o nuestra voz. Se definen como una perturbación del espacio que viaja sin transporte de materia, pero sí de energía.

Características de la onda

• Periodo (T): Es el tiempo que tarda en completarse una vibración.
• Frecuencia (f): Es el número de vibraciones por segundo. Se calcula como el valor inverso del periodo (f = 1/T) y se mide en hercios (Hz), unidad equivalente a s⁻¹.
• Longitud de onda (λ): Es la distancia entre dos crestas (puntos más altos) o dos valles (puntos más bajos). A mayor longitud de onda, menor será su frecuencia.
• Amplitud (A): Es la distancia máxima que separa una partícula alcanzada por la onda de su posición de equilibrio. Está directamente relacionada con la energía transferida: a mayor amplitud, mayor energía.

Tipos de ondas

• Ondas mecánicas o materiales: Requieren un medio material para propagarse. Ejemplos: ondas en el agua, el sonido o la agitación de una cuerda.
• Ondas electromagnéticas: Pueden propagarse tanto en el vacío como a través de algunos medios materiales.

El espectro electromagnético

El espectro electromagnético es el conjunto de todas las ondas electromagnéticas existentes:

• Radiaciones de alta energía: En un extremo se encuentran los rayos X y los rayos gamma, caracterizados por tener la longitud de onda más pequeña y la frecuencia más alta.
• Zona intermedia: Incluye las radiaciones asociadas a la luz, desde el ultravioleta hasta el infrarrojo, pasando por el espectro visible.
• Ondas radioeléctricas (radiofrecuencias): En el otro extremo, presentan grandes longitudes de onda y frecuencias bajas. Son fundamentales para las comunicaciones inalámbricas.

Bandas de frecuencia en sistemas de comunicación

• Emisoras de radio: Emiten desde unos 535 kHz hasta 108 MHz.
• Televisión: Operan entre 50 y 850 MHz.
• Telefonía móvil: Los terminales funcionan entre 824 y 894 MHz, mientras que las antenas operan entre 1800 y 2200 MHz.
• Control remoto: Mandos de garaje y modelos a control remoto utilizan frecuencias de entre 40 y 80 MHz.

2. La radio