super alta frecuencia

La super alta frecuencia (SHF) ocupa el espectro electromagnético entre 3 y 30 gigahercios. Este rango se sitúa por encima de la ultra alta frecuencia (UHF, que termina en 3 GHz) y por debajo de la frecuencia extremadamente alta (EHF, que comienza en 30 GHz). Dentro de esta banda estrecha pero densamente utilizada se encuentran las frecuencias que alimentan la mayoría de los sistemas inalámbricos con los que interactúa a diario: WiFi, Bluetooth, comunicaciones por satélite y radares meteorológicos operan aquí.

La banda SHF es atractiva para los ingenieros porque las longitudes de onda en este rango son lo suficientemente cortas como para ser físicamente prácticas para antenas y guías de onda, pero lo suficientemente largas como para propagarse razonablemente bien a través del aire y la lluvia ligera. Una señal de 10 GHz tiene una longitud de onda de alrededor de 30 milímetros, lo que permite arreglos de antenas compactos y haces directivos. Esto hace que la SHF sea ideal para enlaces de microondas punto a punto, que los operadores utilizan para el backhaul de datos entre torres de telefonía móvil a distancias de varios kilómetros.

Dentro de la SHF, los organismos reguladores han establecido bandas con licencia y sin licencia. La banda industrial, científica y médica (ISM) de 2.4 GHz no tiene licencia a nivel mundial y está congestionada, compartida por WiFi, Bluetooth, hornos de microondas y teléfonos inalámbricos. Las bandas WiFi de 5 GHz también están ampliamente disponibles. Las bandas con licencia incluyen porciones asignadas a enlaces descendentes de satélite, servicio fijo de microondas y radar militar. Cada asignación refleja un equilibrio entre la utilidad y el riesgo de interferencia.

Limitaciones prácticas y restricciones de diseño

Los equipos SHF deben gestionar cuidadosamente la atenuación y el ruido. La pérdida de trayectoria en el espacio libre aumenta con el cuadrado de la frecuencia, por lo que una señal de 10 GHz pierde más potencia a distancia que una señal de 1 GHz. La atenuación por lluvia se vuelve notable por encima de 10 GHz; la lluvia intensa puede reducir la intensidad de la señal entre 10 y 15 dB a 15 GHz. Los conectores, cables y componentes de los circuitos deben ser mecanizados con precisión; las conexiones sueltas o un blindaje deficiente causan fugas y diafonía. Los hornos de microondas explotan la absorción SHF por las moléculas de agua a 2.45 GHz, concentrando la energía en una cámara resonante en lugar de irradiarla a través del aire.

El término "super alta frecuencia" data de las clasificaciones IEEE posteriores a la década de 1950 y sigue en uso a pesar de su vago superlativo. A menudo se abrevia SHF. Los ingenieros también pueden referirse a esta banda por su caso de uso: "microondas", "banda K" (aproximadamente de 11 a 14 GHz), "banda Ku" (de 12 a 18 GHz), o nombres de aplicaciones específicas como "WiFi" o "onda milimétrica 5G" (que técnicamente se extiende a la EHF pero utiliza principios de diseño similares). Para la fabricación y el cumplimiento, saber si su equipo opera en SHF es importante para las pruebas de emisiones, el diseño de antenas y la presentación de informes reglamentarios.