Základná teória rádiovej frekvencie (RF)

1. Čo je rádiová frekvencia?

Rádiová frekvencia, skrátene akoRF, je skratka pre vysokofrekvenčné elektromagnetické vlny striedavého prúdu.

Elektromagnetické vlny sú v skutočnosti celkom známe pojmy.

Podľa Maxwellovej teórie elektromagnetického poľa oscilujúce elektrické pole vytvára oscilačné magnetické pole a oscilujúce magnetické pole vytvára oscilačné elektrické pole.

Elektromagnetické polia sa neustále šíria von v priestore a vytvárajú elektromagnetické vlny.

Nasledujúci diagram zhruba ilustruje tento proces, kde E predstavuje elektrické pole a B predstavuje magnetické pole.

Fáza a amplitúda elektrických a magnetických polí v rovnakej polohe na osi sa časom zmení.

Rádiová frekvencia (RF) je zvyčajne súhrnný termín pre elektromagnetické vlny s oscilačnými frekvenciami medzi 300 kHz až 300 GHz a je široko používaný v radarovej a bezdrôtovej komunikácii.

2. Základné charakteristiky rádiovej frekvencie

Aby sme opísali daný RF signál, môžeme k nemu pristupovať zo štyroch hľadísk: frekvencia, vlnová dĺžka, amplitúda a fáza.

2.1 Frekvencia a vlnová dĺžka

Frekvencia elektromagnetických vĺn sa vzťahuje na frekvenciu oscilácií elektromagnetického poľa.

Vlny majú periódu a frekvencia (f) je počet cyklov, v ktorých sa vlna vyskytne v rámci danej časovej jednotky, meraná v Hertzoch (Hz).

Nasledujúci obrázok predstavuje priebeh signálu s frekvenciou 10 Hz za jednotku času.

Vlnová dĺžka（λ） Vzdialenosť, pri ktorej sa vlna šíri v rámci periódy a pri konštantnej rýchlosti šírenia je vlnová dĺžka nepriamo úmerná frekvencii, t.j. λ =  C/f.

RF s podobnými frekvenciami sa budú navzájom rušiť, preto existuje špecializovaná organizácia na správu spektra na prideľovanie frekvenčných pásiem, predchádzanie vzájomnému rušeniu medzi aplikáciami a štandardizáciu používania RF.

V dôsledku faktorov, ako je útlm, sa nízkofrekvenčné elektromagnetické vlny môžu vo všeobecnosti šíriť na dlhšie vzdialenosti ako vysokofrekvenčné elektromagnetické vlny, a preto sa často používajú v radaroch s priamym pohľadom.

Vysokofrekvenčné elektromagnetické vlny majú vysokú energiu, silnú penetračnú schopnosť a väčšiu šírku pásma a teraz sa používajú aj v niektorých priamych viditeľnostiach na zmiernenie problému nízkofrekvenčného preťaženia, ako je komunikácia mmWave.

2.2 Amplitúda

Amplitúdový signál RF je mierou zmeny oscilácie elektrického poľa v rámci jedného cyklu. Pre sínusové vlny môže byť reprezentovaná špičkovou hodnotou ①, špičkovou hodnotou ② a strednou hodnotou ③.

2.3 Fáza

Fáza označuje polohu jedného časového bodu vo vlnovej perióde, zvyčajne vyjadrenú v radiánoch v sínusových vlnách.