Базова теорія радіочастот (РЧ)

1. Що таке радіочастота?

Радіочастота, скороченоРФ, це абревіатура для електромагнітних хвиль змінного струму високої частоти.

Електромагнітні хвилі насправді є досить знайомими поняттями.

Згідно з теорією електромагнітного поля Максвелла, коливальне електричне поле створює коливальне магнітне поле, а коливальне магнітне поле створює коливальне електричне поле.

Електромагнітні поля безперервно поширюються назовні в просторі, утворюючи електромагнітні хвилі.

Наступна діаграма приблизно ілюструє цей процес, де E представляє електричне поле, а B представляє магнітне поле.

Фаза і амплітуда електричного і магнітного полів в одному і тому ж положенні на осі змінюватимуться з часом.

Зазвичай радіочастота (РЧ) є збірним терміном для електромагнітних хвиль із частотою коливань від 300 кГц до 300 ГГц і широко використовується в радарах і бездротовому зв’язку.

2. Основні характеристики радіочастоти

Щоб описати певний радіочастотний сигнал, його можна розглядати з чотирьох точок зору: частоти, довжини хвилі, амплітуди та фази.

2.1 Частота і довжина хвилі

Частота електромагнітних хвиль відноситься до частоти коливань електромагнітного поля.

Хвилі мають період, а частота (f) — це кількість циклів, протягом яких хвиля виникає протягом певної одиниці часу, вимірюється в герцах (Гц).

На наступному малюнку представлена ​​форма хвилі сигналу з частотою 10 Гц в одиницю часу.

Довжина хвилі（ λ） Відстань, на яку поширюється хвиля протягом періоду, і за постійної швидкості поширення довжина хвилі обернено пропорційна частоті, тобто λ =  C/f.

Радіочастоти з однаковими частотами створюватимуть перешкоди одна одній, тому існує спеціальна організація для керування спектром, щоб розподіляти діапазони частот, уникати взаємних перешкод між програмами та стандартизувати використання РЧ.

Завдяки таким факторам, як затухання, низькочастотні електромагнітні хвилі зазвичай можуть поширюватися на більші відстані, ніж високочастотні електромагнітні хвилі, і тому часто використовуються в радарах прямої видимості.

Електромагнітні хвилі високої частоти мають високу енергію, потужну проникаючу здатність і вищу пропускну здатність, і тепер також використовуються в комунікаціях прямої видимості, щоб полегшити проблему низькочастотних перевантажень, таких як зв’язок mmWave.

2.2 Амплітуда

Амплітуда радіочастотного сигналу є мірою зміни коливань електричного поля в межах одного циклу. Для синусоїдальних хвиль це може бути представлено піковим значенням ①, розмахом ② і середньоквадратичним значенням ③.

2.3 Фаза

Фаза відноситься до положення окремої точки часу в періоді хвилі, зазвичай виражається в радіанах у синусоїдах.