Grundlæggende teori om radiofrekvens (RF)

1. Hvad er radiofrekvens?

Radiofrekvens, forkortet somRF, er forkortelsen for højfrekvente elektromagnetiske vekselstrømsbølger.

Elektromagnetiske bølger er faktisk ret velkendte begreber.

Ifølge Maxwells elektromagnetiske feltteori producerer et oscillerende elektrisk felt et oscillerende magnetfelt, og et oscillerende magnetfelt producerer et oscillerende elektrisk felt.

Elektromagnetiske felter forplanter sig kontinuerligt udad i rummet og danner elektromagnetiske bølger.

Følgende diagram illustrerer groft denne proces, hvor E repræsenterer det elektriske felt og B repræsenterer magnetfeltet.

Fasen og amplituden af ​​elektriske og magnetiske felter på samme position på aksen vil ændre sig over tid.

Normalt er Radio Frequency (RF) en samlebetegnelse for elektromagnetiske bølger med oscillationsfrekvenser mellem 300KHz-300GHz, og er meget brugt i radar og trådløs kommunikation.

2. Grundlæggende karakteristika for radiofrekvens

For at beskrive et givet RF-signal kan det angribes fra fire perspektiver: frekvens, bølgelængde, amplitude og fase.

2.1 Frekvens og bølgelængde

Frekvensen af ​​elektromagnetiske bølger refererer til frekvensen af ​​elektromagnetiske feltoscillationer.

Bølger har en periode, og frekvensen (f) er antallet af cyklusser, som en bølge opstår inden for en given tidsenhed, målt i Hertz (Hz).

Følgende figur repræsenterer bølgeformen af ​​et signal med en frekvens på 10Hz pr. tidsenhed.

Bølgelængde（ λ） Den afstand, hvormed en bølge forplanter sig inden for en periode, og under en konstant udbredelseshastighed er bølgelængden omvendt proportional med frekvensen, dvs. λ =  C/f.

RF med lignende frekvenser vil interferere med hinanden, så der er en dedikeret organisation til at styre spektret til at allokere frekvensbånd, undgå gensidig interferens mellem applikationer og standardisere brugen af ​​RF.

På grund af faktorer som dæmpning kan lavfrekvente elektromagnetiske bølger generelt forplante sig længere afstande end højfrekvente elektromagnetiske bølger, og de bruges derfor ofte i over synslinjens radar.

Højfrekvente elektromagnetiske bølger har høj energi, stærk gennemtrængningsevne og højere båndbredde og bruges nu også i en vis linjekommunikation for at afhjælpe problemet med lavfrekvent overbelastning, såsom mmWave-kommunikation.

2.2 Amplitude

Amplitudesignalet for RF er et mål for variationen af ​​elektrisk feltoscillation inden for en enkelt cyklus. For sinusbølger kan den repræsenteres af spidsværdi ①, spidsværdi til spidsværdi ② og middelværdi ③.

2.3 Fase

Fase refererer til positionen af ​​et enkelt tidspunkt i bølgeperioden, normalt udtrykt i radianer i sinusbølger.