Ingénierie des radiofréquences

L'ingénierie des radiofréquences (RF) est un sous-ensemble de l'ingénierie électrique impliquant l'application des principes des lignes de transmission , des guides d'ondes , des antennes , des radars et des champs électromagnétiques à la conception et à l'application d'appareils qui produisent ou utilisent des signaux dans la bande radio , la gamme de fréquences d'environ 20 kHz jusqu'à 300 GHz .

Elle est intégrée à presque tout ce qui transmet ou reçoit une onde radio , ce qui inclut, sans s'y limiter, les téléphones portables, les radios, le Wi-Fi et les radios bidirectionnelles. L'ingénierie RF est un domaine hautement spécialisé qui comprend généralement les domaines d'expertise suivants :

1. Conception de systèmes d'antennes pour assurer une couverture radiative d'une zone géographique spécifiée par un champ électromagnétique ou pour fournir une sensibilité spécifiée à un champ électromagnétique impactant l'antenne.
2. Conception de structures de lignes de couplage et de transmission pour transporter l'énergie RF sans rayonnement.
3. Application d'éléments de circuits et de structures de lignes de transmission dans la conception d'oscillateurs, d'amplificateurs, de mélangeurs, de détecteurs, de combinateurs, de filtres, de réseaux de transformation d'impédance et d'autres dispositifs.
4. Vérification et mesure des performances des dispositifs et systèmes radiofréquence.

Pour produire des résultats de qualité, l'ingénieur RF doit avoir une connaissance approfondie des mathématiques , de la physique et de la théorie générale de l'électronique ainsi qu'une formation spécialisée dans des domaines tels que la propagation des ondes, les transformations d'impédance, les filtres et la conception de circuits imprimés microrubans.

La radioélectronique concerne les circuits électroniques qui reçoivent ou transmettent des signaux radio .

En règle générale, ces circuits doivent fonctionner à des niveaux de fréquence et de puissance radio , ce qui impose des contraintes particulières à leur conception. Ces contraintes augmentent en importance avec les fréquences plus élevées. Aux fréquences micro-ondes , la réactance des traces de signal devient un élément crucial de la configuration physique du circuit.

Liste des sujets sur la radioélectronique :

• Oscillateurs RF : Boucle à verrouillage de phase , oscillateur contrôlé en tension
• Transmetteurs , lignes de transmission , syntoniseurs de lignes de transmission , connecteurs RF
• Antennes , théorie des antennes
• Récepteurs , tuners
• Amplificateurs
• Modulateurs , démodulateurs , détecteurs
• Filtres RF
• Blindage RF , plan de masse
• Spectre étalé à séquence directe (DSSS), puissance de bruit
• Radio numérique
• Amplificateurs de puissance RF
  • Transistors à effet de champ métal-oxyde-semiconducteur (MOSFET) : MOSFET de puissance , semi-conducteur métal-oxyde à diffusion latérale (LDMOS)
  • Transistors à jonction bipolaire
• Processeurs à bande de base ( Métal-oxyde-semiconducteur complémentaire (CMOS) )
• CMOS RF ( circuits intégrés à signaux mixtes )

Les ingénieurs en radiofréquence sont des spécialistes dans leur domaine respectif et peuvent assumer de nombreux rôles différents, tels que la conception, l'installation et la maintenance. Les ingénieurs en radiofréquence doivent posséder de nombreuses années d'expérience dans le domaine d'étude. Ce type d'ingénieur possède de l'expérience dans les systèmes de transmission, la conception d'appareils et le placement d'antennes pour des performances optimales. La description de poste d'ingénieur RF dans une installation de diffusion peut inclure la maintenance des émetteurs de diffusion haute puissance de la station et des systèmes associés. Cela comprend l'alimentation de secours du site de l'émetteur, la télécommande, les réglages de la ligne de transmission principale et de l'antenne , les liaisons STL / TSL des relais radio micro-ondes , etc.

De plus, un ingénieur concepteur en radiofréquence doit être capable de comprendre la conception du matériel électronique, le matériau des circuits imprimés, le rayonnement de l'antenne et l'effet des fréquences interférentes qui empêchent les performances optimales de l'équipement en cours de développement.

Il existe de nombreuses applications de la théorie électromagnétique à l'ingénierie des radiofréquences, utilisant des outils conceptuels tels que le calcul vectoriel et l'analyse complexe . Les sujets étudiés dans ce domaine comprennent les guides d'ondes et les lignes de transmission , le comportement des antennes radio et la propagation des ondes radio dans l'atmosphère terrestre. Historiquement, le sujet a joué un rôle important dans le développement de la dynamique non linéaire .