Théorie de base de la radiofréquence (RF)

1. Qu’est-ce que la radiofréquence ?

Fréquence radio, abrégée enFR, est l'abréviation d'ondes électromagnétiques à courant alternatif haute fréquence.

Les ondes électromagnétiques sont en fait des concepts assez familiers.

Selon la théorie du champ électromagnétique de Maxwell, un champ électrique oscillant produit un champ magnétique oscillant et un champ magnétique oscillant produit un champ électrique oscillant.

Les champs électromagnétiques se propagent continuellement vers l’extérieur dans l’espace, formant des ondes électromagnétiques.

Le diagramme suivant illustre grossièrement ce processus, où E représente le champ électrique et B représente le champ magnétique.

La phase et l'amplitude des champs électriques et magnétiques à la même position sur l'axe changeront avec le temps.

Habituellement, la radiofréquence (RF) est un terme collectif désignant les ondes électromagnétiques avec des fréquences d'oscillation comprises entre 300 KHz et 300 GHz et est largement utilisée dans les communications radar et sans fil.

2. Caractéristiques de base de la radiofréquence

Pour décrire un signal RF donné, il peut être abordé sous quatre angles : fréquence, longueur d’onde, amplitude et phase.

2.1 Fréquence et longueur d'onde

La fréquence des ondes électromagnétiques fait référence à la fréquence des oscillations du champ électromagnétique.

Les vagues ont une période et la fréquence (f) est le nombre de cycles pendant lesquels une onde se produit dans une unité de temps donnée, mesurée en Hertz (Hz).

La figure suivante représente la forme d'onde d'un signal avec une fréquence de 10 Hz par unité de temps.

Longueur d'onde（ λ） La distance à laquelle une onde se propage au cours d'une période et à une vitesse de propagation constante, la longueur d'onde est inversement proportionnelle à la fréquence, c'est-à-dire λ =  C/f.

Les RF avec des fréquences similaires interféreront les unes avec les autres. Il existe donc une organisation dédiée à la gestion du spectre afin d'attribuer les bandes de fréquences, d'éviter les interférences mutuelles entre les applications et de normaliser l'utilisation des RF.

En raison de facteurs tels que l'atténuation, les ondes électromagnétiques basse fréquence peuvent généralement se propager sur des distances plus longues que les ondes électromagnétiques haute fréquence et sont donc souvent utilisées dans les radars en visibilité directe.

Les ondes électromagnétiques à haute fréquence ont une énergie élevée, une forte capacité de pénétration et une bande passante plus élevée, et sont désormais également utilisées dans certaines communications à vue directe pour atténuer le problème de la congestion des basses fréquences, comme la communication mmWave.

2.2 Amplitudes

Le signal d'amplitude RF est une mesure de la variation de l'oscillation du champ électrique au cours d'un seul cycle. Pour les ondes sinusoïdales, elle peut être représentée par la valeur de crête ①, la valeur de crête à crête ② et la valeur quadratique moyenne ③.

2.3 Phases

La phase fait référence à la position d'un point temporel unique dans la période d'onde, généralement exprimée en radians dans les ondes sinusoïdales.