RFjärjestelmien

RFjärjestelmät ovat järjestelmiä, jotka lähettävät ja vastaanottavat tietoja radiotaajuuksilla. Ne kattavat taajuusalueen noin muutamasta kilohertseistä useisiin gigahertseihin, ja niitä käytetään muun muassa langattomassa tietoliikenteessä, radiolähetyksissä, radarissa ja satelliittiviestinnässä. Toiminta perustuu elektromagneettiseen säteilyyn, joka etenee vapaassa tilassa tai johtimissa, ja se vaatii asianmukaiset antennit sekä RF-front end -piirit ja impedanssimatching-verkot siirron tehokkuuden varmistamiseksi.

Keskeiset osat ovat lähettimet ja vastaanottimet sekä niiden RF-front end -piirit, antennit ja liitännät. Lähettimen tehtävä on muuntaa baseband-signaali RF-tasolle, vahvistaa signaali ja siirtää se eteenpäin. Vastaanotin vastaanottaa RF-signaalin, vahvistaa sen, muuntaa sen takaisin basebandiin ja demoduloi tiedon. RF-front endiin kuuluvat sekoittimet, paikallinen oskillaattori (LO), suodattimet, vahvistimet ja impedanssimatching-verkot. Kohina ja lineaarisuus sekä energiatehokkuus ovat tärkeitä suunnittelun tekijöitä.

Modulaatio- ja demodulointimenetelmät ovat RFjärjestelmien keskeisiä osa-alueita. Analogisissa sovelluksissa käytetään AM, FM ja PM; digitaalisissa sovelluksissa käytetään QAM- ja PSK-tyyppejä sekä erilaisia koodauksia. Tietoliikenteessä RFjärjestelmät voivat toteuttaa usean käyttäjän jakamista kuten FDMA, TDMA ja CDMA sekä hyödyntää MIMO- ja beamforming-ratkaisuja.

RFjärjestelmiä sovelletaan laajasti matkapuhelinverkkoihin, WLAN- ja BLE-tekniikoihin, radiolähetykseen, satelliittiviestintään, radar- ja ilmailusovelluksiin sekä IoT- ja RFID-teknologioihin. Suunnittelussa huomioidaan tehonkulutus, lineaarisuus, kohina sekä taajuuslainsäädäntö ja spektrin hallinta, joita säätelevät ITU, ETSI ja kansalliset viranomaiset. RF-altistuksesta noudatetaan turvallisuusraja-arvoja.

Nykytrendejä ovat ohjelmistopohjainen radio (SDR), MIMO- ja beamforming-teknologiat sekä siirtyminen korkeammille taajuuksille (mmWave) ja tiheämpään spektrin käyttöön. Integrointi, sovelluskohtainen ohjelmistokehitys ja älykäs spektrinhallinta sekä kognitiiviset radiotavat ohjaavat kehitystä.