A rádiófrekvenciás (RF) alapelmélete

1. Mi a rádiófrekvencia?

Rádiófrekvencia, rövidítve:RF, a nagyfrekvenciás váltakozó áramú elektromágneses hullámok rövidítése.

Az elektromágneses hullámok valójában meglehetősen ismert fogalmak.

Maxwell elektromágneses térelmélete szerint az oszcilláló elektromos tér oszcilláló mágneses mezőt, az oszcilláló mágneses pedig rezgő elektromos mezőt hoz létre.

Az elektromágneses mezők folyamatosan terjednek kifelé a térben, elektromágneses hullámokat képezve.

A következő diagram nagyjából szemlélteti ezt a folyamatot, ahol E az elektromos mezőt, B pedig a mágneses mezőt jelenti.

A tengelyen azonos helyzetben lévő elektromos és mágneses mezők fázisa és amplitúdója idővel változik.

Általában a rádiófrekvencia (RF) a 300 kHz és 300 GHz közötti oszcillációs frekvenciájú elektromágneses hullámok gyűjtőfogalma, és széles körben használják a radar- és vezeték nélküli kommunikációban.

2. A rádiófrekvencia alapvető jellemzői

Egy adott RF jel leírásához négy szempontból közelíthető meg: frekvencia, hullámhossz, amplitúdó és fázis.

2.1 Frekvencia és hullámhossz

Az elektromágneses hullámok frekvenciája az elektromágneses mező rezgésének frekvenciáját jelenti.

A hullámoknak periódusuk van, és a frekvencia (f) azoknak a ciklusoknak a száma, amelyek során egy hullám adott időegységen belül fellép, Hertzben (Hz) mérve.

A következő ábra egy egységnyi idő alatt 10 Hz frekvenciájú jel hullámformáját mutatja.

Hullámhossz（ λ） Az a távolság, amelyen a hullám egy perióduson belül terjed, és állandó terjedési sebesség mellett a hullámhossz fordítottan arányos a frekvenciával, azaz λ =  C/f.

A hasonló frekvenciájú rádiófrekvenciák zavarják egymást, ezért van egy külön szervezet a spektrum kezelésére a frekvenciasávok kiosztására, az alkalmazások közötti kölcsönös interferencia elkerülésére és az RF használatának szabványosítására.

Az olyan tényezők miatt, mint például a csillapítás, az alacsony frekvenciájú elektromágneses hullámok általában nagyobb távolságra terjedhetnek, mint a nagyfrekvenciás elektromágneses hullámok, ezért gyakran használják őket a látóvonal feletti radarban.

A nagyfrekvenciás elektromágneses hullámok nagy energiájúak, erős penetrációs képességgel és nagyobb sávszélességgel rendelkeznek, és ma már bizonyos látóvonali kommunikációban is használják az alacsony frekvenciájú torlódások problémájának enyhítésére, például az mmWave kommunikációra.

2.2 Amplitúdó

Az RF amplitúdója az elektromos tér rezgésének egy cikluson belüli változásának mértéke. Szinuszhullámok esetén ez a csúcsértékkel ①, a csúcstól a csúcsig értékkel ② és a négyzetes középértékkel ③ ábrázolható.

2.3 Fázis

A fázis egyetlen időpont pozícióját jelenti a hullámperiódusban, általában radiánban kifejezve szinuszhullámokban.