Teori Asas Frekuensi Radio (RF)

1. Apakah frekuensi radio?

Frekuensi radio, disingkatkan sebagaiRF, ialah singkatan bagi gelombang elektromagnet arus ulang alik frekuensi tinggi.

Gelombang elektromagnet sebenarnya adalah konsep yang agak biasa.

Menurut teori medan elektromagnet Maxwell, medan elektrik berayun menghasilkan medan magnet berayun, dan medan magnet berayun menghasilkan medan elektrik berayun.

Medan elektromagnet secara berterusan merambat ke luar dalam ruang, membentuk gelombang elektromagnet.

Rajah berikut secara kasar menggambarkan proses ini, di mana E mewakili medan elektrik dan B mewakili medan magnet.

Fasa dan amplitud medan elektrik dan magnet pada kedudukan yang sama pada paksi akan berubah dari semasa ke semasa.

Biasanya, Radio Frequency (RF) ialah istilah kolektif untuk gelombang elektromagnet dengan frekuensi ayunan antara 300KHz-300GHz, dan digunakan secara meluas dalam komunikasi radar dan tanpa wayar.

2. Ciri asas frekuensi radio

Untuk menerangkan isyarat RF yang diberikan, ia boleh didekati dari empat perspektif: frekuensi, panjang gelombang, amplitud dan fasa.

2.1 Kekerapan dan panjang gelombang

Kekerapan gelombang elektromagnet merujuk kepada kekerapan ayunan medan elektromagnet.

Gelombang mempunyai tempoh, dan kekerapan (f) ialah bilangan kitaran yang gelombang berlaku dalam unit masa tertentu, diukur dalam Hertz (Hz).

Rajah berikut mewakili bentuk gelombang isyarat dengan frekuensi 10Hz per unit masa.

Panjang gelombang（ λ） Jarak di mana gelombang merambat dalam satu tempoh, dan di bawah kelajuan perambatan malar, panjang gelombang adalah berkadar songsang dengan frekuensi, iaitu, λ =  C/f.

RF dengan frekuensi yang sama akan mengganggu antara satu sama lain, jadi terdapat organisasi khusus untuk menguruskan spektrum untuk memperuntukkan jalur frekuensi, mengelakkan gangguan bersama antara aplikasi, dan menyeragamkan penggunaan RF.

Disebabkan oleh faktor seperti pengecilan, gelombang elektromagnet frekuensi rendah secara amnya boleh merambat jarak yang lebih jauh daripada gelombang elektromagnet frekuensi tinggi, dan oleh itu sering digunakan dalam radar garis penglihatan.

Gelombang elektromagnet frekuensi tinggi mempunyai tenaga yang tinggi, keupayaan penembusan yang kuat, dan lebar jalur yang lebih tinggi, dan kini juga digunakan dalam beberapa komunikasi garis penglihatan untuk mengurangkan masalah kesesakan frekuensi rendah, seperti komunikasi mmWave.

2.2 Amplitud

Isyarat amplitud RF ialah ukuran variasi ayunan medan elektrik dalam satu kitaran. Untuk gelombang sinus, ia boleh diwakili oleh nilai puncak ①, nilai puncak ke puncak ②, dan nilai kuasa dua purata akar ③.

2.3 Fasa

Fasa merujuk kepada kedudukan titik masa tunggal dalam tempoh gelombang, biasanya dinyatakan dalam radian dalam gelombang sinus.