La radiofréquence
Les ondes radiofréquences (RF), aussi appelées microondes, désignent les ondes électromagnétiques situées dans la bande de fréquence 3 MHz – 300 GHz. Elles sont utilisées dans les systèmes de télécommunications pour leur capacité à se propager à la fois dans les milieux conducteurs et dans l’espace.
Les systèmes RF servent à traiter des signaux analogiques contenant les données à émettre et à recevoir. Ces systèmes sont appelés des transceiver contraction des termes anglophones transmitter (émetteur) et receiver (récepteur).
La figure 1 illustre l’architecture de base d’un récepteur et d’un émetteur RF.
Il existe de nombreuses variantes à cette architecture, dépendantes du type de communication visées.
En émission (fig. 1a), l’information à transmettre est portée par des signaux analogiques en bande de base (fBB). Ils sont convertis en radiofréquence (fRF) par un mélangeur (up-converter mixer) et un oscillateur local :
fRF = fLO ± fBB
Le signal RF est ensuite amplifié par un amplificateur de puissance (PA) et émis par l’antenne.
L’objectif de cet émetteur est de propager un signal le plus propre possible, avec une puissance élevée pour assurer la bonne transmission des données par les ondes RF.
En réception (fig 1.b), le signal portant l’information est reçu par l’antenne avec une puissance relativement faible.
Il est ensuite amplifié par un amplificateur faible bruit (Low Noise Amplifier ou LNA) avant d’être mélangé avec la fréquence fLO pour être reconverti en bande de base.
Le signal pourra ainsi être traité analogiquement puis numériquement pour en extraire les données.
L’objectif d’un récepteur est d’amplifier le signal tout en ajoutant très peu de bruit afin que l’information, venant d’un signal faible puissance, ne soit pas noyée dans le bruit.
Pour les magnétomètres NV, un émetteur RF similaire à celui présenté dans la figure 1a est nécessaire pour émettre des microondes à 2.87 GHz autour du diamant et ainsi exciter les centres NV.
Cet émetteur est généralement constitué d’un bloc de génération de microondes et d’une antenne (ou résonnateur) conçue pour fonctionner autour de 2.87 GHz et pour émettre un champ magnétique le plus homogène et intense possible à la surface du diamant.