Zona de Fresnel - planejamento de microondas

Em comunicações de rádio, uma zona de Fresnel (/ freɪˈnɛl / fray-nel),, é uma de um número (teoricamente infinito) de elipsóides concêntricos que definem volumes no padrão de radiação de uma (geralmente) abertura circular. As zonas de Fresnel resultam da difração pela abertura circular. A seção transversal da primeira zona de Fresnel (mais interna) é circular. As zonas de Fresnel subsequentes são anulares (em forma de rosca) em seção transversal e concêntricas com a primeira. A zona de Fresnel deve o seu nome ao físico Augustin-Jean Fresnel.

Importância das zonas de Fresnel
 

Zona de microondas e rádio Fresnel

Se não forem obstruídas, as ondas de rádio viajarão em linha reta do transmissor ao receptor. Mas se houver superfícies reflexivas ao longo do caminho, como corpos d'água ou terreno liso, as ondas de rádio refletidas nessas superfícies podem chegar fora de fase ou em fase com os sinais que viajam diretamente para o receptor. Ondas que refletem em superfícies dentro de uma zona de Fresnel uniforme estão fora de fase com a onda de caminho direto e reduzem a potência do sinal recebido. Ondas que refletem em superfícies dentro de uma zona de Fresnel ímpar estão em fase com a onda de caminho direto e podem aumentar a potência do sinal recebido. Às vezes, isso resulta na descoberta contra-intuitiva de que reduzir a altura de uma antena aumenta a relação sinal-ruído.

Fresnel forneceu um meio de calcular onde estão as zonas - onde um determinado obstáculo causará reflexões principalmente em fase ou fora de fase entre o transmissor e o receptor. Os obstáculos na primeira zona de Fresnel criarão sinais com uma mudança de fase do comprimento do caminho de 0 a 180 graus, na segunda zona eles estarão 180 a 360 graus fora de fase e assim por diante. As zonas com numeração par têm o efeito de cancelamento máximo de fase e as zonas com numeração ímpar podem realmente aumentar a potência do sinal.

Para maximizar a força do receptor, é necessário minimizar o efeito da perda de obstrução removendo os obstáculos da linha de visão da radiofrequência (RF LOS). Os sinais mais fortes estão na linha direta entre o transmissor e o receptor e sempre ficam na primeira zona de Fresnel.

Determinando a liberação da zona de Fresnel
 

Zona de microondas e rádio Fresnel

O conceito de liberação de zona de Fresnel pode ser usado para analisar a interferência de obstáculos próximos ao caminho de um feixe de rádio. A primeira zona deve ser mantida totalmente livre de obstruções para evitar interferir na recepção de rádio. No entanto, algumas obstruções das zonas de Fresnel podem ser toleradas. Como regra geral, a obstrução máxima permitida é de 40%, mas a obstrução recomendada é de 20% ou menos.

Para estabelecer zonas de Fresnel, primeiro determine a linha de visão RF (RF LOS), que em termos simples é uma linha reta entre as antenas de transmissão e recepção. Agora, a zona ao redor da linha de visão RF é considerada a zona de Fresnel.

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