La frecuencia extremadamente alta ( EHF ) es la designación de la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) para la banda de frecuencias de radio en el espectro electromagnético de 30 a 300 gigahercios (GHz). Se encuentra entre la banda de frecuencia súper alta y la banda del infrarrojo lejano , cuya parte inferior es la banda de terahercios . Las ondas de radio en esta banda tienen longitudes de onda de diez a un milímetro, por lo que también se llama banda milimétrica y la radiación en esta banda se llama ondas milimétricas , a veces abreviado MMWo mmWave . Las ondas electromagnéticas de longitud milimétrica fueron investigadas por primera vez por el físico indio Jagadish Chandra Bose durante 1894-1896, cuando alcanzó los 60 GHz en sus experimentos. [1]
En comparación con las bandas inferiores, las ondas de radio de esta banda tienen una alta atenuación atmosférica : son absorbidas por los gases de la atmósfera. Por lo tanto, tienen un alcance corto y solo se pueden usar para comunicaciones terrestres para distancias de hasta aproximadamente un kilómetro. La absorción aumenta con la frecuencia hasta que en el extremo superior de la banda las ondas se atenúan a cero en unos pocos metros. La absorción por la humedad en la atmósfera es significativa, excepto en ambientes desérticos, y la atenuación por lluvia ( desvanecimiento por lluvia ) es un problema serio incluso en distancias cortas. Sin embargo, el rango de propagación corto permite distancias de reutilización de frecuencia más pequeñas que las frecuencias más bajas. La longitud de onda corta permite que las antenas de tamaño modesto tengan un ancho de haz pequeño, aumentando aún más el potencial de reutilización de la frecuencia. Las ondas milimétricas se utilizan para radares militares de control de incendios , escáneres de seguridad de aeropuertos , redes inalámbricas de corto alcance e investigación científica.
En una nueva e importante aplicación de ondas milimétricas, ciertos rangos de frecuencia cerca de la parte inferior de la banda se están utilizando en la última generación de redes de telefonía celular, las redes 5G . [2] El diseño de circuitos y subsistemas de ondas milimétricas (como antenas, amplificadores de potencia, mezcladores y osciladores) también presenta serios desafíos a los ingenieros debido a limitaciones de semiconductores y procesos, limitaciones del modelo y factores Q deficientes de los dispositivos pasivos. [3]
Las ondas milimétricas se propagan únicamente por caminos de visibilidad directa. No son reflejados por la ionosfera ni viajan a lo largo de la Tierra como las ondas terrestres como lo hacen las ondas de radio de baja frecuencia. [4] A densidades de potencia típicas, los muros de construcción los bloquean y sufren una atenuación significativa al atravesar el follaje. [4] [5] [6] La absorción por los gases atmosféricos es un factor significativo en toda la banda y aumenta con la frecuencia. Sin embargo, esta absorción es máxima en unas pocas líneas de absorción específicas , principalmente las de oxígeno a 60 GHz y vapor de agua a 24 GHz y 184 GHz. [5]En las frecuencias en las "ventanas" entre estos picos de absorción, las ondas milimétricas tienen mucha menos atenuación atmosférica y un mayor rango, por lo que muchas aplicaciones usan estas frecuencias. Las longitudes de onda milimétricas tienen el mismo orden de tamaño que las gotas de lluvia , por lo que la precipitación causa una atenuación adicional debido a la dispersión ( desvanecimiento de la lluvia ), así como a la absorción. [5] [6] La elevada pérdida de espacio libre y la absorción atmosférica limitan la propagación útil a unos pocos kilómetros. [4] Por lo tanto, son útiles para redes de comunicaciones densamente empaquetadas, como las redes de área personal, que mejoran la utilización del espectro mediante la reutilización de frecuencias . [4]