Zona Fresnel

Elipsoid Fresnel: verde indică linia de vedere , „d” indică distanța dintre emițător și receptor, „r” indică raza zonei.

În optică, zona Fresnel este una dintre elipsoidele infinite care definesc volumul de radiație al unei unde electromagnetice . Își ia numele de la fizicianul Augustin-Jean Fresnel , un savant al opticii și al principalelor fenomene precum refracția , reflexia , difracția și cunoscut și pentru lentila Fresnel .

Calculul zonelor Fresnel este deosebit de util în domeniul comunicațiilor radio pentru definirea bunătății unei radiofrecvențe a conexiunii (de exemplu, o legătură radio ), definind tulburarea cauzată de orice obstacole fizice din calea dintre emițător și receptor .

Descriere

Principiu

O undă electromagnetică se propagă într-un mediu de-a lungul liniei dintre emițător și receptor. În timpul călătoriei întâlnește obstacole care generează decolorare multipath, adică o serie de reflexii și atenuări care provoacă întârzieri și deplasări de fază care afectează (într-un mod constructiv sau distructiv ) semnalul final care ajunge la receptor. Obstacolele prezente în prima zonă determină întârzieri de la 0 ° la 180 °, în a doua zonă de la 180 ° la 360 ° și așa mai departe. În practică, zonele „ciudate” provoacă interferențe constructive, în timp ce zonele „pare” provoacă interferențe distructive.

Determinarea zonei a Fresnel

Odată trasată linia de vedere , acesta este segmentul care conectează dispozitivul emițător cu receptorul, $n$ ${\ displaystyle n}$ $n$ - zona Fresnel este calculată cu următoarea formulă:

F_{n}={\sqrt {\frac {n\lambda d_{1}d_{2}}{d_{1}+d_{2}}}}

{\ displaystyle F_ {n} = {\ sqrt {\ frac {n \ lambda d_ {1} d_ {2}} {d_ {1} + d_ {2}}}}}

F_ {n} = {\ sqrt {{\ frac {n \ lambda d_ {1} d_ {2}} {d_ {1} + d_ {2}}}}}

unde este:

$F_{n}$ ${\ displaystyle F_ {n}}$ $F_ {n}$ este raza $n$ ${\ displaystyle n}$ $n$ -Zona Fresnel, în metri

$n$ ${\ displaystyle n}$ $n$ este indicele zonei Fresnel ( $n=1,2,3\ldots$ ${\ displaystyle n = 1,2,3 \ ldots}$ ${\ displaystyle n = 1,2,3 \ ldots}$ )

$d_{1}$ ${\ displaystyle d_ {1}}$ $d_ {1}$ este distanța pe linia de vedere a punctului generic P de la emițător , în metri

$d_{2}$ ${\ displaystyle d_ {2}}$ $d_ {2}$ este distanța pe linia de vedere a punctului generic P de la receptor, în metri

$\lambda$ ${\ displaystyle \ lambda}$ $\ lambda$ este lungimea de undă , în metri.

Raza secțiunii circulare a primei zone Fresnel ( $n=1$ ${\ displaystyle n = 1}$ $n = 1$ ) în centrul liniei vizuale este

F_{1}=17.32{\sqrt {{\frac {1}{f}}{d_{1}d_{2}} \over {d}}}

{\ displaystyle F_ {1} = 17,32 {\ sqrt {{\ frac {1} {f}} {d_ {1} d_ {2}} \ over {d}}}}

{\ displaystyle F_ {1} = 17,32 {\ sqrt {{\ frac {1} {f}} {d_ {1} d_ {2}} \ over {d}}}}

unde este:

$F_{1}$ ${\ displaystyle F_ {1}}$ $F_ {1}$ este raza secțiunii circulare, în metri
$d$ ${\ displaystyle d}$ $d$ este distanța totală $d_{1}+d_{2}$ ${\ displaystyle d_ {1} + d_ {2}}$ ${\ displaystyle d_ {1} + d_ {2}}$ , în kilometri
$f$ ${\ displaystyle f}$ $f$ este frecvența de transmisie, în gigahertz .

În practică, acest lucru înseamnă că un obstacol care se află în zona Fresnel, plasat sub (sau deasupra) liniei vizuale, deși nu obstrucționează vizual viziunea dintre emițător și receptor, este încă capabil să provoace modificări în transmisia semnalelor de frecvență radio.

Elemente conexe

Alte proiecte

Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre zona Fresnel

Portalul de fizică

Portal de inginerie