Pagrindinė radijo dažnio (RF) teorija

1. Kas yra radijo dažnis?

Radijo dažnis, sutrumpintai kaipRF, yra aukšto dažnio kintamos srovės elektromagnetinių bangų santrumpa.

Elektromagnetinės bangos iš tikrųjų yra gana žinomos sąvokos.

Pagal Maksvelo elektromagnetinio lauko teoriją svyruojantis elektrinis laukas sukuria svyruojantį magnetinį lauką, o svyruojantis magnetinis laukas – svyruojantį elektrinį lauką.

Elektromagnetiniai laukai nuolat sklinda į išorę erdvėje, sudarydami elektromagnetines bangas.

Toliau pateikta diagrama apytiksliai iliustruoja šį procesą, kur E reiškia elektrinį lauką, o B - magnetinį lauką.

Toje pačioje ašies padėtyje esančių elektrinių ir magnetinių laukų fazė ir amplitudė laikui bėgant keisis.

Paprastai radijo dažnis (RF) yra bendras terminas elektromagnetinėms bangoms, kurių virpesių dažnis yra nuo 300 kHz iki 300 GHz, ir yra plačiai naudojamas radaro ir belaidžio ryšio srityje.

2. Pagrindinės radijo dažnių charakteristikos

Norint apibūdinti tam tikrą RF signalą, jį galima žiūrėti iš keturių perspektyvų: dažnio, bangos ilgio, amplitudės ir fazės.

2.1 Dažnis ir bangos ilgis

Elektromagnetinių bangų dažnis reiškia elektromagnetinio lauko virpesių dažnį.

Bangos turi periodą, o dažnis (f) yra ciklų, per kuriuos banga atsiranda per tam tikrą laiko vienetą, skaičius, matuojamas hercais (Hz).

Toliau pateiktame paveikslėlyje pavaizduota signalo, kurio dažnis yra 10 Hz per laiko vienetą, bangos forma.

Bangos ilgis (λ) Atstumas, kuriuo banga sklinda per tam tikrą laikotarpį ir esant pastoviam sklidimo greičiui, bangos ilgis yra atvirkščiai proporcingas dažniui, ty λ =  C/f.

Panašių dažnių radijo dažniai trukdys vieni kitiems, todėl yra speciali spektro valdymo organizacija, kuri paskirstytų dažnių juostas, išvengtų abipusių trukdžių tarp taikomųjų programų ir standartizuotų RF naudojimą.

Dėl tokių veiksnių, kaip slopinimas, žemo dažnio elektromagnetinės bangos paprastai gali sklisti didesniais atstumais nei aukšto dažnio elektromagnetinės bangos, todėl dažnai naudojamos per regėjimo linijos radarą.

Aukšto dažnio elektromagnetinės bangos pasižymi didele energija, stipriu skverbimosi gebėjimu ir didesniu pralaidumu. Dabar jos taip pat naudojamos kai kuriose regėjimo linijose, siekiant sumažinti žemo dažnio perkrovos problemą, pvz., mmWave ryšį.

2.2 Amplitudė

RF amplitudės signalas yra elektrinio lauko virpesių kitimo per vieną ciklą matas. Sinusinėms bangoms ji gali būti pavaizduota didžiausia verte ①, nuo smailės iki maksimumo reikšme ② ir vidutine kvadratine verte ③.

2.3 Fazė

Fazė reiškia vieno laiko taško padėtį bangos periode, paprastai išreiškiama radianais sinusinėmis bangomis.