Raadiosageduse (RF) põhiteooria

1. Mis on raadiosagedus?

Raadiosagedus, lühendatultRF, on kõrgsageduslike vahelduvvoolu elektromagnetlainete lühend.

Elektromagnetlained on tegelikult üsna tuttavad mõisted.

Maxwelli elektromagnetvälja teooria kohaselt tekitab võnkuv elektriväli võnkuva magnetvälja ja võnkuv magnetväli võnkuva elektrivälja.

Elektromagnetväljad levivad kosmoses pidevalt väljapoole, moodustades elektromagnetlaineid.

Järgnev diagramm illustreerib seda protsessi ligikaudu, kus E tähistab elektrivälja ja B tähistab magnetvälja.

Telje samas asendis elektri- ja magnetvälja faas ja amplituud muutuvad aja jooksul.

Tavaliselt on raadiosagedus (RF) koondnimetus elektromagnetlainete jaoks, mille võnkesagedus on vahemikus 300 kHz–300 GHz, ning seda kasutatakse laialdaselt radari- ja traadita sides.

2. Raadiosageduse põhiomadused

Antud RF-signaali kirjeldamiseks saab sellele läheneda neljast vaatenurgast: sagedus, lainepikkus, amplituud ja faas.

2.1 Sagedus ja lainepikkus

Elektromagnetlainete sagedus viitab elektromagnetvälja võnkumiste sagedusele.

Lainetel on periood ja sagedus (f) on tsüklite arv, mille jooksul laine esineb antud ajaühikus, mõõdetuna hertsides (Hz).

Järgmine joonis kujutab signaali lainekuju sagedusega 10 Hz ajaühiku kohta.

Lainepikkus (λ) Kaugus, milleni laine teatud perioodi jooksul levib ja konstantse levimiskiiruse korral on lainepikkus pöördvõrdeline sagedusega, st λ =  C/f.

Sarnaste sagedustega raadiosagedused häirivad üksteist, seega on spektri haldamiseks spetsiaalne organisatsioon sagedusribade eraldamiseks, rakenduste vastastikuste häirete vältimiseks ja RF-i kasutamise standardimiseks.

Tänu sellistele teguritele nagu sumbumine, võivad madala sagedusega elektromagnetlained üldiselt levida pikematele vahemaadele kui kõrgsageduslikud elektromagnetlained ja seetõttu kasutatakse neid sageli üle vaatevälja radari.

Kõrgsageduslikel elektromagnetlainetel on kõrge energia, tugev läbitungimisvõime ja suurem ribalaius ning neid kasutatakse nüüd ka mõnes vaateväljas, et leevendada madalsagedusliku ummikute probleemi, näiteks mmWave side.

2.2 Amplituud

RF amplituudsignaal on elektrivälja võnkumiste muutumise mõõt ühe tsükli jooksul. Siinuslainete puhul võib seda esitada tippväärtusega ①, tipust tipuni ② ja ruutkeskmise väärtusega ③.

2.3 Faas

Faas viitab ühe ajapunkti asukohale laineperioodis, mida tavaliselt väljendatakse radiaanides siinuslainetes.