Teoría básica de la radiofrecuencia (RF)

1. ¿Qué es la radiofrecuencia?

Radiofrecuencia, abreviada comoRF, es la abreviatura de ondas electromagnéticas de corriente alterna de alta frecuencia.

Las ondas electromagnéticas son conceptos bastante familiares.

Según la teoría del campo electromagnético de Maxwell, un campo eléctrico oscilante produce un campo magnético oscilante y un campo magnético oscilante produce un campo eléctrico oscilante.

Los campos electromagnéticos se propagan continuamente hacia el espacio, formando ondas electromagnéticas.

El siguiente diagrama ilustra aproximadamente este proceso, donde E representa el campo eléctrico y B representa el campo magnético.

La fase y amplitud de los campos eléctricos y magnéticos en la misma posición del eje cambiarán con el tiempo.

Por lo general, la radiofrecuencia (RF) es un término colectivo para ondas electromagnéticas con frecuencias de oscilación entre 300 KHz y 300 GHz, y se usa ampliamente en radares y comunicaciones inalámbricas.

2. Características básicas de la radiofrecuencia

Para describir una señal de RF determinada, se puede abordar desde cuatro perspectivas: frecuencia, longitud de onda, amplitud y fase.

2.1 Frecuencia y longitud de onda

La frecuencia de las ondas electromagnéticas se refiere a la frecuencia de las oscilaciones del campo electromagnético.

Las ondas tienen un período y la frecuencia (f) es el número de ciclos que ocurre una onda dentro de una unidad de tiempo determinada, medida en Hercios (Hz).

La siguiente figura representa la forma de onda de una señal con una frecuencia de 10 Hz por unidad de tiempo.

Longitud de onda（ λ） La distancia a la que se propaga una onda dentro de un período, y bajo una velocidad de propagación constante, la longitud de onda es inversamente proporcional a la frecuencia, es decir, λ =  C/f.

Las RF con frecuencias similares interferirán entre sí, por lo que existe una organización dedicada a gestionar el espectro para asignar bandas de frecuencia, evitar interferencias mutuas entre aplicaciones y estandarizar el uso de RF.

Debido a factores como la atenuación, las ondas electromagnéticas de baja frecuencia generalmente pueden propagarse distancias más largas que las ondas electromagnéticas de alta frecuencia y, por lo tanto, se utilizan a menudo en radares con línea de visión.

Las ondas electromagnéticas de alta frecuencia tienen alta energía, una gran capacidad de penetración y un mayor ancho de banda, y ahora también se utilizan en algunas comunicaciones con línea de visión para aliviar el problema de la congestión de baja frecuencia, como las comunicaciones mmWave.

2.2 Amplitud

La amplitud de la señal de RF es una medida de la variación de la oscilación del campo eléctrico dentro de un solo ciclo. Para las ondas sinusoidales, se puede representar mediante el valor pico ①, el valor pico a pico ② y el valor cuadrático medio ③.

2.3 Fase

La fase se refiere a la posición de un único punto de tiempo en el período de la onda, generalmente expresada en radianes en ondas sinusoidales.