Frecuencia muy alta

La frecuencia muy alta ( VHF ) es la designación de la UIT ^[1] para el rango de ondas electromagnéticas de radiofrecuencia ( ondas de radio ) de 30 a 300 megahercios (MHz), con longitudes de onda correspondientes de diez metros a un metro. Las frecuencias inmediatamente inferiores a VHF se denominan alta frecuencia (HF), y las frecuencias inmediatamente superiores se conocen como frecuencia ultraalta (UHF).

Las ondas de radio VHF se propagan principalmente por línea de visión , por lo que son bloqueadas por colinas y montañas, aunque debido a la refracción pueden viajar algo más allá del horizonte visual hasta aproximadamente 160 km (100 millas). Los usos comunes de las ondas de radio en la banda VHF son la radiodifusión de audio digital (DAB) y la radiodifusión de FM , la radiodifusión de televisión , los sistemas de radio móviles terrestres bidireccionales (emergencia, negocios, uso privado y militar), la comunicación de datos de largo alcance de hasta varias decenas de kilómetros con módems de radio , la radioafición y las comunicaciones marinas . Las comunicaciones de control de tráfico aéreo y los sistemas de navegación aérea (por ejemplo, VOR e ILS ) funcionan a distancias de 100 kilómetros (62 mi) o más para aeronaves a altitud de crucero.

En América y en muchas otras partes del mundo, la banda VHF I se utilizó para la transmisión de televisión analógica . Como parte de la transición mundial a la televisión digital terrestre, la mayoría de los países exigen a las emisoras que transmitan televisión en la banda VHF utilizando codificación digital en lugar de analógica.

Las ondas de radio en la banda VHF se propagan principalmente por trayectorias de línea de visión y rebote en el suelo; a diferencia de la banda HF, solo hay alguna reflexión a frecuencias más bajas de la ionosfera ( propagación de ondas ionosféricas ). ^[2] No siguen el contorno de la Tierra como ondas terrestres y, por lo tanto, son bloqueadas por colinas y montañas, aunque debido a que son débilmente refractadas (dobladas) por la atmósfera, pueden viajar algo más allá del horizonte visual hasta aproximadamente 160 km (100 millas). Pueden atravesar las paredes de los edificios y ser recibidas en interiores, aunque en áreas urbanas los reflejos de los edificios causan propagación por trayectos múltiples , que puede interferir con la recepción de televisión. El ruido atmosférico de radio e interferencia ( RFI ) de los equipos eléctricos es un problema menor en esta banda de frecuencia y en las más altas que en las frecuencias más bajas. La banda VHF es la primera banda en la que las antenas de transmisión eficientes son lo suficientemente pequeñas como para poder montarlas en vehículos y dispositivos portátiles, por lo que la banda se utiliza para sistemas de radio móviles terrestres bidireccionales , como walkie-talkies , y comunicación por radio bidireccional con aeronaves ( Airband ) y barcos ( radio marina ). Ocasionalmente, cuando las condiciones son adecuadas, las ondas VHF pueden viajar largas distancias por conductos troposféricos debido a la refracción por gradientes de temperatura en la atmósfera.

El alcance de transmisión de VHF es una función de la potencia del transmisor, la sensibilidad del receptor y la distancia al horizonte, ya que las señales de VHF se propagan en condiciones normales como un fenómeno cercano a la línea de visión . La distancia al horizonte de radio se extiende ligeramente más allá de la línea de visión geométrica hasta el horizonte, ya que las ondas de radio son desviadas débilmente hacia la Tierra por la atmósfera.

Una aproximación para calcular la distancia del horizonte de línea de visión (en la Tierra) es:

• distancia en millas náuticas = donde es la altura de la antena en pies ^[3]${\displaystyle 1.23\times {\sqrt {A_{\textrm {pies}}}}}$${\displaystyle A_{\textrm {pies}}}$
• distancia en kilómetros = donde es la altura de la antena en metros. ^[4]${\displaystyle {\sqrt {12,746\times A_{\textrm {m}}}}}$${\displaystyle A_{\textrm {m}}}$

Estas aproximaciones sólo son válidas para antenas situadas a alturas pequeñas en comparación con el radio de la Tierra. No necesariamente son precisas en zonas montañosas, ya que el paisaje puede no ser lo suficientemente transparente para las ondas de radio.

En los sistemas de comunicaciones diseñados, se requieren cálculos más complejos para evaluar el área de cobertura probable de una estación transmisora ​​propuesta. ^[5]

VHF es la primera banda en la que las longitudes de onda son lo suficientemente pequeñas como para que las antenas de transmisión eficientes sean lo suficientemente cortas como para montarlas en vehículos y dispositivos portátiles; una antena de látigo de cuarto de onda en frecuencias VHF tiene una longitud de 25 cm a 2,5 metros (10 pulgadas a 8 pies). Por lo tanto, las longitudes de onda VHF y UHF se utilizan para radios bidireccionales en vehículos, aviones y transceptores portátiles y walkie-talkies . Las radios portátiles suelen utilizar látigos o antenas tipo patito de goma , mientras que las estaciones base suelen utilizar látigos de fibra de vidrio más grandes o conjuntos colineales de dipolos verticales.

Para las antenas direccionales, la antena Yagi es la más utilizada como antena de alta ganancia o "beam". Para la recepción de televisión, se utiliza la Yagi, así como la antena log-periódica debido a su mayor ancho de banda. Las antenas helicoidales y de torniquete se utilizan para la comunicación por satélite, ya que emplean polarización circular . Para una ganancia aún mayor, se pueden montar múltiples Yagi o helicoidales juntas para formar antenas de matriz . Se pueden utilizar matrices colineales verticales de dipolos para hacer antenas omnidireccionales de alta ganancia , en las que la mayor parte de la potencia de la antena se irradia en direcciones horizontales. Las estaciones de transmisión de televisión y FM utilizan matrices colineales de antenas dipolo especializadas, como las antenas de ala de murciélago .

Algunas subpartes de la banda VHF tienen el mismo uso en todo el mundo. A continuación se detallan algunos usos nacionales.

• 50–54 MHz: banda de 6 metros de radioaficionado .
• 108–118 MHz: Radiobalizas de navegación aérea VOR y localizador del sistema de aterrizaje instrumental .
• 118–137 MHz: Banda aérea para control del tráfico aéreo , AM , 121,5 MHz es frecuencia de emergencia
• 144–146 MHz: banda de 2 metros para radioaficionados (se extiende hasta 148 MHz en algunas regiones).
• 156–174 MHz: Banda móvil marítima VHF para radios bidireccionales marítimas en barcos.

En Australia, la banda de televisión VHF se asignó originalmente a los canales 1 a 10, mientras que los canales 2, 7 y 9 se asignaron a los servicios iniciales en Sídney y Melbourne , y más tarde se asignaron los mismos canales a Brisbane , Adelaida y Perth . Otras ciudades capitales y áreas regionales utilizaron una combinación de estas y otras frecuencias según estuvieran disponibles. A los servicios comerciales iniciales en Hobart y Darwin se les asignaron respectivamente los canales 6 y 8 en lugar del 7 o el 9.

A principios de los años 60 se hizo evidente que los 10 canales VHF no eran suficientes para dar soporte al crecimiento de los servicios de televisión. Esto se solucionó con la incorporación de tres frecuencias adicionales: los canales 0, 5A y 11. Los televisores más antiguos que utilizaban sintonizadores de disco giratorio requerían un ajuste para recibir estos nuevos canales. La mayoría de los televisores de esa época no estaban equipados para recibir estas transmisiones, por lo que se modificaban a expensas de los propietarios para poder sintonizar estas bandas; de lo contrario, el propietario tenía que comprar un televisor nuevo.

Varias estaciones de televisión fueron asignadas a los canales VHF 3, 4 y 5, que estaban dentro de las bandas de radio FM aunque todavía no se utilizaban para ese propósito. Un par de ejemplos notables fueron NBN-3 Newcastle , WIN-4 Wollongong y ABC Newcastle en el canal 5. Si bien algunas estaciones del Canal 5 fueron trasladadas al 5A en los años 70 y 80, a principios de los años 90, la Autoridad Australiana de Radiodifusión comenzó un proceso para trasladar estas estaciones a las bandas UHF para liberar el valioso espectro VHF para su propósito original de radio FM. Además, en 1985, el gobierno federal decidió que las nuevas estaciones de televisión debían transmitir en la banda UHF.

Desde entonces se han puesto a disposición dos nuevos canales VHF, el 9A y el 12, que se utilizan principalmente para servicios digitales (por ejemplo, ABC en las capitales), pero también para algunos nuevos servicios analógicos en áreas regionales. Dado que el canal 9A no se utiliza para servicios de televisión en Sydney, Melbourne, Brisbane, Adelaida o Perth o sus alrededores, la radio digital en esas ciudades se transmite en los bloques de frecuencias DAB 9A, 9B y 9C.

La radio VHF también se utiliza para radio marina ^[6] debido a su alcance de larga distancia en comparación con las frecuencias UHF.

Ejemplo de asignación de frecuencias VHF–UHF: ^[7]

• Radionavegación 60: 84–86 MHz
• Fijo Marítimo Móvil: 130–135,7 MHz
• Radionavegación aeronáutica fija: 160–190 MHz
• Radionavegación aeronáutica de radiodifusión: 255–283,5 MHz
• Radionavegación aeronáutica AUS 49 / Radionavegación marítima (radiobalizas) 73: 315–325 MHz

• 44–51, 54–68 MHz: Televisión de banda I (canales 1–3)
• 87,5–108 MHz: Radio de banda II
• 118–137 MHz: Banda aérea para control del tráfico aéreo , AM
  • 108–117,975 MHz: Balizas de navegación aérea VOR e ILS
  • 121,5 MHz es una frecuencia de emergencia
• 144–148 MHz: Banda de 2 metros para radioaficionados
• 156–162,2 MHz: radio marina
• 174–230 MHz: Banda III Televisión (canales 4–11)

Hasta 2013, las cuatro principales estaciones de televisión abierta de Nueva Zelanda utilizaban las bandas de televisión VHF ( Banda I y Banda III ) para transmitir a los hogares neozelandeses. Otras estaciones, incluidas varias estaciones de pago y de televisión abierta regionales, se vieron obligadas a transmitir en la banda UHF , ya que la banda VHF había quedado muy sobrecargada con cuatro estaciones que compartían una banda de frecuencia muy pequeña, que estaba tan abarrotada que uno o más canales no estaban disponibles en algunas ciudades más pequeñas.

Sin embargo, a finales de 2013 , todos los canales de televisión dejaron de transmitir en las bandas VHF, ya que Nueva Zelanda pasó a la transmisión de televisión digital, lo que requirió que todas las estaciones transmitieran en UHF o satélite (donde UHF no estaba disponible) utilizando el servicio Freeview . ^[8]

Consulte las frecuencias de televisión de Australasia para obtener más información.

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La televisión británica utilizó originalmente las bandas I y III de VHF . La televisión en VHF era en blanco y negro con un formato de 405 líneas (aunque hubo experimentos con los tres sistemas de color -NTSC , PAL y SECAM- adaptados al sistema de 405 líneas a finales de los años 50 y principios de los 60).

La televisión en color británica se transmitió en UHF (canales 21 a 69) a partir de finales de la década de 1960. A partir de entonces, la televisión se transmitió tanto en VHF como en UHF (VHF es una conversión descendente monocromática de la señal en color de 625 líneas), con la excepción de BBC2 (que siempre había transmitido únicamente en UHF). Los últimos transmisores de televisión VHF británicos cerraron el 3 de enero de 1985. La banda VHF III se utiliza ahora en el Reino Unido para la transmisión de audio digital , y la banda VHF II se utiliza para la radio FM , como en la mayor parte del mundo.

Excepcionalmente, el Reino Unido tiene una asignación para radioaficionados de 4 metros , 70–70,5 MHz.

Las asignaciones de frecuencia entre los usuarios estadounidenses y canadienses están estrechamente coordinadas, ya que gran parte de la población canadiense se encuentra dentro del alcance de radio VHF de la frontera estadounidense. Ciertas frecuencias discretas están reservadas para la radioastronomía . Los servicios generales en la banda VHF son:

• 30–49,6 MHz: Comunicación móvil terrestre bidireccional con licencia, con varias subbandas. ^[a]
• 30–88 MHz: VHF FM militar , incluido SINCGARS
• 43–50 MHz: teléfonos inalámbricos , walkie-talkies FM de 49 MHz y juguetes controlados por radio, y comunicaciones móviles bidireccionales mixtas. La banda de transmisión FM operó originalmente aquí (42–50 MHz) antes de que se trasladara a 88–108 MHz.
• 50–54 MHz: Banda de 6 metros para radioaficionados
  • 50,8–51 MHz: Aeronave radiocontrolada (en diez frecuencias fijas con un espaciamiento de 20 kHz) con una licencia de servicio de radioaficionado de la FCC , que vuela bajo la Parte 97 de la FCC, regla 97.215. ^[9]
• 54–88 MHz, conocida internacionalmente como " Banda I "; algunas estaciones de DTV aparecerán aquí. Ver frecuencias de televisión panamericana .
  • Canales de TV 2 a 4 de 54 a 72 MHz (VHF-Lo)
  • 72–76 MHz: modelos radiocontrolados, control remoto industrial y otros dispositivos. Los aeromodelos funcionan en 72 MHz, mientras que los modelos de superficie funcionan en 75 MHz en EE. UU. y Canadá, y las balizas de navegación aérea en 74,8–75,2 MHz.
  • Canales de TV 5-6 de 76–88 MHz (VHF-Lo)
• 87,5–108 MHz: transmisión de radio FM (87,9–91,9 no comercial, 92–108 comercial en los Estados Unidos) (conocida como " Banda II " a nivel internacional)
• 108–118 MHz: Balizas de navegación aérea VOR
• 118–137 MHz: Banda aérea para control del tráfico aéreo , AM
  • 121,5 MHz es una frecuencia de emergencia
• 137–138 MHz Investigación espacial, operaciones espaciales, satélite meteorológico ^[10]
• 138–144 MHz: servicios móviles terrestres, servicios civiles auxiliares, satélites, investigación espacial y otros servicios diversos
• 144–148 MHz: Banda de 2 metros para radioaficionados
• 148–150 MHz: Móvil terrestre, fijo, satélite
• 150–156 MHz: " Banda comercial VHF ", seguridad pública, Servicio de radio de usos múltiples sin licencia (MURS) y otras transmisiones móviles terrestres bidireccionales, FM
• Radio marina VHF de 156–158 MHz
  • 156,8 MHz (Canal 16) es la frecuencia de emergencia y contacto marítimo.
• Ferrocarriles de 159,81-161,565 MHz ^[b]
  • 159.81–160.2 son ferrocarriles solo en Canadá y son utilizados por empresas de transporte en los EE. UU.
• 160.6–162 Micrófonos inalámbricos y captación remota de transmisiones de TV/FM
• 162.4–162.55: estaciones meteorológicas de la NOAA , FM de banda estrecha, estaciones de Weatheradio Canada
• 174–240 MHz, conocida internacionalmente como " Banda III ". Varios canales de televisión digital han comenzado a transmitir aquí, especialmente muchas de las estaciones que estaban asignadas a estos canales para el funcionamiento analógico anterior.
  • Canales de televisión de 174–216 MHz 7–13 (VHF-Hi)
  • 174–216 MHz: micrófonos inalámbricos profesionales (baja potencia, solo ciertas frecuencias exactas)
  • 216–222 MHz: móvil terrestre, fijo, móvil marítimo, ^[10]
  • 222–225 MHz: 1,25 metros (EE. UU.) (Canadá 219–220, 222–225 MHz) radioaficionado
• 225 MHz y superiores (UHF): radio de aeronaves militares, 243 MHz es una frecuencia de emergencia (225–400 MHz) AM, incluido HAVE QUICK , dGPS RTCM-104

La televisión por cable , aunque no se transmite por vía aérea, utiliza un espectro de frecuencias superpuestas a VHF. ^[11]

La FCC de Estados Unidos asignó la transmisión de televisión a una lista de canales ya en 1938 con 19 canales. Eso cambió tres veces más: en 1940, cuando se eliminó el Canal 19 y varios canales cambiaron de frecuencia, luego en 1946, cuando la televisión pasó de 18 canales a 13 canales, nuevamente con frecuencias diferentes, y finalmente en 1948 con la eliminación del Canal 1 (los canales analógicos 2 a 13 permanecen como estaban, incluso en la televisión por cable ). ^[12] Los canales 14 a 19 aparecieron más tarde en la banda UHF, mientras que el canal 1 permanece sin uso.

87,5–87,9 MHz es una banda de radio que, en la mayor parte del mundo, se utiliza para la transmisión FM . En América del Norte , sin embargo, este ancho de banda se asigna al canal de televisión VHF 6 (82–88 MHz). El audio analógico para el canal de TV 6 se transmite a 87,75 MHz (ajustable hasta 87,74). Varias estaciones, conocidas como Frankenstations , sobre todo las que se unen a la franquicia Pulse 87 , han operado en esta frecuencia como estaciones de radio, aunque utilizan licencias de televisión. Como resultado, los receptores de radio FM como los que se encuentran en los automóviles que están diseñados para sintonizar este rango de frecuencia podrían recibir el audio para la programación en modo analógico en el canal de TV local 6 mientras están en América del Norte. La práctica terminó en gran medida con la transición a la DTV en 2009, aunque todavía existen algunas.

El canal de transmisión FM en 87,9 MHz normalmente está fuera de los límites para la transmisión de audio FM; está reservado para estaciones de clase D desplazadas que no tienen otras frecuencias en la subbanda normal de 88,1 a 107,9 MHz a las que moverse. Hasta ahora, solo dos estaciones han calificado para operar en 87,9 MHz: KSFH de 10 vatios en Mountain View, California y el traductor de 34 vatios K200AA en Sun Valley, Nevada .

En algunos países, en particular los Estados Unidos y Canadá, se puede operar sin licencia y a baja potencia en la banda de transmisión FM para fines como la microtransmisión y el envío de la salida de reproductores de CD o de medios digitales a radios sin conectores de entrada auxiliar, aunque esto es ilegal en otros países. Esta práctica se legalizó en el Reino Unido el 8 de diciembre de 2006. ^[13]

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