Der Fresnel-Effekt ist der Satz von Interferenzphänomenen, die bei Hochfrequenzübertragungen immer vorhanden sind. Die Verwendung von Hochfrequenz erfordert auch, dass sich die Antennen in optischer Reichweite befinden und dass keinerlei Hindernisse zwischengeschaltet sind.
Wir definieren LOS (Sichtlinie) oder "Sichtlinie" diese direkte Sichtlinie ohne Hindernisse zwischen zwei Punkten. Dieser letzte Zustand ist leicht zu überprüfen und bei besonders großen Entfernungen ist die Verwendung eines Fernglases eine gültige Hilfe. Es gibt verschiedene Arten von Hindernissen, die LOS verdecken können:
- Charakteristische Elemente der Gegend: Berge oder Hügel;
- Paläste oder andere Gebäude;
- Pflanzen oder Hölzer;
- Erdkrümmung: nur in großen Entfernungen
In einer Funkverbindung reicht es nicht aus, nur den LOS zu betrachten, ein Teil der abgestrahlten Energie befindet sich um ihn herum. Man kann sich diesen Bereich als Ellipsoid oder Luftschiff vorstellen, dessen Achse der LOS selbst ist. Dieser Raum wird als bezeichnet Fresnel-Bereich und sollte niemals von Objekten oder Objekten, die oben aufgeführt sind, gekreuzt werden. Wenn ein fester Gegenstand wie eine Montierung oder ein Gebäude in diese Zone fällt, kann das Signal abgelenkt werden (durch Reflektion) und / oder durch Leistung gedämpft werden (durch Absorption oder durch mehrere Signalpfade). Der Fresnel-Bereich nimmt abhängig von der Frequenz und dem Signalpfad variable Abmessungen an.
Das obige Bild kann das typische Beispiel einer nicht freien Fresnel-Zone darstellen, obwohl sich herausstellt, dass dies der LOS ist. Beugungs- und Reflexionsphänomene können einen Teil des ursprünglichen Signals ablenken. Da diese Reflexionen niemals in Phase sind, kann das Signal in seiner Leistung gedämpft oder vollständig gelöscht werden (typisch für Mehrwegephänomene). Das Vorhandensein von Pflanzen schwächt auch das Signal ab.
Aus diesen Überlegungen ist ersichtlich, dass Antennen mit direkter "optischer Sichtbarkeit" theoretisch nicht die Effizienz einer Funkverbindung garantieren. Praktische Tests "vor Ort" haben jedoch gezeigt, dass es ausreichend ist, 60% des maximalen Radius der Fresnel-Zone frei von Okklusionen zu haben, um eine effiziente Verbindung zu haben, insbesondere 60% für die DSSS-Modulation und 80% für FHSS Frequenzsprung-Spreizspektrum.
Die Fresnel-Zonenberechnung wird verwendet, um die Höhenposition von Antennen zu dimensionieren. Bei bestimmten Okklusionen ist es ratsam, die Positionsänderung der Antenne so zu wählen, dass mindestens 60% des maximalen Radius dieses freien Bereichs erreicht werden. Lassen Sie uns sehen, wie die Berechnung der Fresnel-Zone an einem bestimmten Punkt durchgeführt wird.
R =17.3 *sqrt((d1*d2)/(f*(d1+d2)))
Wo:
R: Radius des Fresnel-Bereichs in Metern
d1, d2: Entfernung des Hindernisses von den Antennen in Metern
f: Signalfrequenz in Mhz ausgedrückt
Zum Beispiel ist die Fresnel-Fläche in der Mitte einer Funkverbindung von 2 km, die zu 2.437GHz (802.11b-Kanal 6) überträgt,
R = 17.31 * sqrt ((1000 * 1000) / (2437 * 2000)) gleich 7.84 m