ultra low frequency

La frecuencia ultrabaja (ULF) designa las ondas electromagnéticas en la banda de 300 Hz a 3 kHz, una región del espectro donde la radio se comporta de maneras fundamentalmente diferentes a las frecuencias más altas que la mayoría de la gente asocia con la radiodifusión. En estas longitudes de onda (aproximadamente de 1 a 100 kilómetros), las ondas de radio penetran el agua de mar y las formaciones geológicas que bloquearían por completo las señales VHF o de microondas. Esta capacidad de penetración hace que la ULF sea la única opción práctica para comunicarse con submarinos sumergidos, que no pueden elevar las antenas por encima del agua ni recibir señales de satélite.

La principal limitación de la ULF es el tamaño de la antena. Un dipolo de media onda para 1 kHz abarcaría 150 kilómetros. Por lo tanto, los transmisores ULF terrestres utilizan cables muy largos, bucles o, más a menudo, grandes monopolos de tierra con redes de conexión a tierra distribuidas en acres. La Marina de los EE. UU. opera varios sitios transmisores ULF específicamente para la autoridad de mando de submarinos; estas instalaciones se encuentran entre las instalaciones de radio más grandes y con mayor consumo de energía de la Tierra. La potencia de transmisión generalmente oscila entre cientos de kilovatios y varios megavatios para lograr una recepción confiable en profundidad.

La VLF (frecuencia muy baja, de 3 a 30 kHz) se encuentra justo por encima de la ULF y comparte propiedades de propagación similares, aunque con una eficiencia de antena algo mejor y tasas de datos más altas. La distinción es importante en la práctica: la VLF puede usar antenas más compactas y admite una manipulación más rápida, pero la penetración más profunda de la ULF la hace irremplazable para las comunicaciones estratégicas de frecuencia más baja. Los geofísicos también utilizan fuentes ULF controladas para estudiar la conductividad cortical, una técnica distinta del trabajo magnetotelúrico pasivo en frecuencias más altas.

La operación ULF en el mundo real se enfrenta al ruido de los armónicos de la línea eléctrica (fundamentales de 50 o 60 Hz y sus interacciones de baja frecuencia) y de fenómenos naturales como las pulsaciones electromagnéticas durante las tormentas geomagnéticas. Por lo tanto, el diseño de la señal enfatiza esquemas de modulación robustos como la manipulación por desplazamiento de frecuencia (FSK) y una extensa corrección de errores, aceptando tasas de datos muy bajas (a menudo de un solo dígito en bits por segundo) a cambio de una entrega de mensajes casi segura. Un comando naval de 100 caracteres puede requerir minutos para transmitirse.