Definition
Ett frekvensspektrum är ett avgränsat område med frekvenser. Inom radiotekniken anses det användbara frekvensområdet omfatta frekvenser mellan 10 kHz till 300 GHz. Det är dock långt ifrån det enda definierade frekvensspektrumet. Som exempel nyttjas spektrumet för ljus när information överförs i fiberoptisk kabel.
I figuren nedan ses en skärmdump tagen över ett skarpt frekvensspektrum. En radiomottagare som kopplats till en dator har konfigurerats att motta signaler runt omkring 420 MHz - 430 MHz. X-axeln visar frekvensen och y-axeln visar amplituden. Mitt i figuren ses två signaler som i detta fall bär en nyttosignal.
Utöver att mottagaren tar emot signalen med en viss amplitud eller signalstyrka, allokerar signalens bredd ett visst frekvensutrymme. Signalens bredd benämns bandbredd. Bandbredden är ett mått på det frekvensområde som en signal upptar, och en högre informationsöverföringshastighet kräver ett större frekvensområde för att kunna överföra mer data per tidsenhet.
I foten på nyttosignalerna ses ett ljusblått område. Området består av brus där "taket" på området benämns brusgolv. Brus (AWGN) är en signal där vi inte känner signalens tidsfunktion, utan bara dess amplitudspektrum. Brus alstras av flera olika, av varandra oberoende generatorer och kategoriseras som externt eller internt alstrat brus. Alstringen sker bland annat externt i atmosfären, i rymden och internt i vår mottagare. Bruset har egenskapen att amplituden följer normalfördelningsprincipen och är alltså jämt fördelat över alla frekvenser.
Varför är det viktigt?
Den fysikaliska faktorn avgränsar oss till att använda vissa frekvenser även fast frekvenserna, inom ramen för signalteorin kan anta ett oändligt antal värden. Överföring av information med hjälp av elektromagnetisk energi kommer alltså med begränsningar. Mer om dessa begränsningar i efterföljande kapitel.
Här kan du förkovra dig i brus; AWGN.
Vill du börja motta signaler med en mottagare? Hobbyn är billig och kräver ingen särskild förkunskap. Läs mer om SDR.
Vill du börja sända signaler med en sändare? Då behöver du (nästan alltid) tillstånd.
Den svenska frekvensplanen finns tillgänglig hos PTS.