Zona Fresnel - Pianificazione microonde

Nelle comunicazioni radio, una zona di Fresnel (/ freɪˈnɛl / fray-nel), è uno di un numero (teoricamente infinito) di ellissoidi concentrici che definiscono i volumi nel diagramma di radiazione di un'apertura (di solito) circolare. Le zone di Fresnel risultano dalla diffrazione dell'apertura circolare. La sezione trasversale della prima zona di Fresnel (più interna) è circolare. Le successive zone di Fresnel sono anulari (a forma di ciambella) in sezione trasversale e concentriche con la prima. La zona di Fresnel prende il nome dal fisico Augustin-Jean Fresnel.

Importanza delle zone di Fresnel
 

Microonde e Zona Radio Fresnel

Se non ostruite, le onde radio viaggeranno in linea retta dal trasmettitore al ricevitore. Ma se ci sono superfici riflettenti lungo il percorso, come specchi d'acqua o terreno liscio, le onde radio che si riflettono su quelle superfici possono arrivare fuori fase o in fase con i segnali che viaggiano direttamente al ricevitore. Le onde che si riflettono sulle superfici all'interno di una zona di Fresnel uniforme sono fuori fase rispetto all'onda del percorso diretto e riducono la potenza del segnale ricevuto. Le onde che si riflettono sulle superfici all'interno di una strana zona di Fresnel sono in fase con l'onda del percorso diretto e possono aumentare la potenza del segnale ricevuto. A volte questo si traduce nella scoperta controintuitiva che la riduzione dell'altezza di un'antenna aumenta il rapporto segnale-rumore.

Fresnel ha fornito un mezzo per calcolare dove si trovano le zone, dove un dato ostacolo causerà riflessioni principalmente in fase o quasi fuori fase tra il trasmettitore e il ricevitore. Gli ostacoli nella prima zona di Fresnel creeranno segnali con uno spostamento di fase della lunghezza del percorso da 0 a 180 gradi, nella seconda zona saranno sfasati da 180 a 360 gradi e così via. Le zone con numero pari hanno il massimo effetto di cancellazione di fase e le zone con numero dispari possono effettivamente aumentare la potenza del segnale.

Per massimizzare la potenza del ricevitore, è necessario ridurre al minimo l'effetto della perdita di ostruzione rimuovendo gli ostacoli dalla linea di vista a radiofrequenza (RF LOS). I segnali più forti si trovano sulla linea diretta tra trasmettitore e ricevitore e si trovano sempre nella prima zona di Fresnel.

Determinazione della distanza dalla zona di Fresnel
 

Microonde e Zona Radio Fresnel

Il concetto di distanza dalla zona di Fresnel può essere utilizzato per analizzare l'interferenza da ostacoli vicino al percorso di un raggio radio. La prima zona deve essere mantenuta in gran parte libera da ostruzioni per evitare interferenze con la ricezione radio. Tuttavia, alcune ostruzioni delle zone di Fresnel possono spesso essere tollerate. Come regola generale, l'ostruzione massima consentita è del 40%, ma l'ostruzione consigliata è del 20% o inferiore.

Per stabilire le zone di Fresnel, determinare prima la linea di vista RF (RF LOS), che in termini semplici è una linea retta tra le antenne di trasmissione e di ricezione. Ora si dice che la zona che circonda la linea di vista RF sia la zona di Fresnel.

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