Lý thuyết cơ bản về tần số vô tuyến (RF)

1. Tần số vô tuyến là gì?

Tần số vô tuyến, viết tắt làRF, là tên viết tắt của sóng điện từ dòng điện xoay chiều tần số cao.

Sóng điện từ thực ra là khái niệm khá quen thuộc.

Theo lý thuyết trường điện từ của Maxwell, điện trường dao động tạo ra từ trường dao động và từ trường dao động tạo ra điện trường dao động.

Điện từ trường liên tục lan truyền ra ngoài không gian, tạo thành sóng điện từ.

Sơ đồ sau đây minh họa đại khái quá trình này, trong đó E đại diện cho điện trường và B đại diện cho từ trường.

Pha và biên độ của điện trường và từ trường tại cùng một vị trí trên trục sẽ thay đổi theo thời gian.

Thông thường, Tần số vô tuyến (RF) là thuật ngữ chung cho sóng điện từ có tần số dao động trong khoảng 300KHz-300GHz và được sử dụng rộng rãi trong radar và liên lạc không dây.

2. Đặc tính cơ bản của tần số vô tuyến điện

Để mô tả một tín hiệu RF nhất định, nó có thể được tiếp cận từ bốn góc độ: tần số, bước sóng, biên độ và pha.

2.1 Tần số và bước sóng

Tần số của sóng điện từ đề cập đến tần số dao động của trường điện từ.

Sóng có chu kỳ và tần số (f) là số chu kỳ mà sóng xảy ra trong một đơn vị thời gian nhất định, được đo bằng Hertz (Hz).

Hình dưới đây biểu thị dạng sóng của tín hiệu có tần số 10Hz trên một đơn vị thời gian.

Bước sóng（ λ） Khoảng cách mà sóng truyền trong một chu kỳ và với tốc độ truyền không đổi, bước sóng tỷ lệ nghịch với tần số, tức là λ =  C/f.

RF có tần số giống nhau sẽ gây nhiễu lẫn nhau nên phải có tổ chức chuyên trách quản lý phổ tần để phân bổ các dải tần, tránh nhiễu lẫn nhau giữa các ứng dụng và chuẩn hóa việc sử dụng RF.

Do các yếu tố như sự suy giảm, sóng điện từ tần số thấp thường có thể truyền đi khoảng cách xa hơn sóng điện từ tần số cao và do đó thường được sử dụng trong radar tầm nhìn.

Sóng điện từ tần số cao có năng lượng cao, khả năng xuyên thấu mạnh và băng thông cao hơn và hiện cũng được sử dụng trong một số đường truyền thông tầm nhìn để giảm bớt vấn đề tắc nghẽn tần số thấp, chẳng hạn như truyền thông mmWave.

2.2 Biên độ

Tín hiệu biên độ của RF là thước đo sự biến thiên của dao động điện trường trong một chu kỳ. Đối với sóng hình sin, nó có thể được biểu thị bằng giá trị đỉnh ①, giá trị đỉnh tới đỉnh ② và giá trị bình phương trung bình gốc ③.

2.3 Giai đoạn

Pha đề cập đến vị trí của một điểm thời gian trong chu kỳ sóng, thường được biểu thị bằng radian theo sóng hình sin.