Grunnleggende teori om radiofrekvens (RF)

1. Hva er radiofrekvens?

Radiofrekvens, forkortet somRF, er forkortelsen for høyfrekvente elektromagnetiske vekselstrømbølger.

Elektromagnetiske bølger er faktisk ganske kjente begreper.

I følge Maxwells elektromagnetiske feltteori produserer et oscillerende elektrisk felt et oscillerende magnetfelt, og et oscillerende magnetfelt produserer et oscillerende elektrisk felt.

Elektromagnetiske felt forplanter seg kontinuerlig utover i rommet og danner elektromagnetiske bølger.

Følgende diagram illustrerer grovt denne prosessen, der E representerer det elektriske feltet og B representerer det magnetiske feltet.

Fasen og amplituden til elektriske og magnetiske felt i samme posisjon på aksen vil endre seg over tid.

Vanligvis er Radio Frequency (RF) en samlebetegnelse for elektromagnetiske bølger med oscillasjonsfrekvenser mellom 300KHz-300GHz, og er mye brukt i radar og trådløs kommunikasjon.

2. Grunnleggende egenskaper ved radiofrekvens

For å beskrive et gitt RF-signal kan det tilnærmes fra fire perspektiver: frekvens, bølgelengde, amplitude og fase.

2.1 Frekvens og bølgelengde

Frekvensen av elektromagnetiske bølger refererer til frekvensen av elektromagnetiske feltoscillasjoner.

Bølger har en periode, og frekvensen (f) er antall sykluser som en bølge oppstår innenfor en gitt tidsenhet, målt i Hertz (Hz).

Følgende figur representerer bølgeformen til et signal med en frekvens på 10Hz per tidsenhet.

Bølgelengde（ λ） Avstanden som en bølge forplanter seg innenfor en periode, og under en konstant forplantningshastighet, er bølgelengden omvendt proporsjonal med frekvensen, dvs. λ =  C/f.

RF med lignende frekvenser vil forstyrre hverandre, så det er en dedikert organisasjon for å administrere spekteret for å allokere frekvensbånd, unngå gjensidig interferens mellom applikasjoner og standardisere bruken av RF.

På grunn av faktorer som dempning kan lavfrekvente elektromagnetiske bølger generelt forplante seg lengre avstander enn høyfrekvente elektromagnetiske bølger, og brukes derfor ofte i radar over siktelinjen.

Høyfrekvente elektromagnetiske bølger har høy energi, sterk penetrasjonsevne og høyere båndbredde, og brukes nå også i en eller annen siktekommunikasjon for å lindre problemet med lavfrekvent overbelastning, for eksempel mmWave-kommunikasjon.

2.2 Amplitude

Amplitudesignalet til RF er et mål på variasjonen av elektrisk feltoscillasjon innenfor en enkelt syklus. For sinusbølger kan den representeres av toppverdi ①, topp til toppverdi ② og rotmiddelverdi ③.

2.3 Fase

Fase refererer til posisjonen til et enkelt tidspunkt i bølgeperioden, vanligvis uttrykt i radianer i sinusbølger.