L'effet Fresnel est cet ensemble de phénomènes d'interférence qui sont toujours présents dans les transmissions radiofréquences. L'utilisation de la haute fréquence nécessite également que les antennes soient à portée optique et qu'il n'y ait pas d'obstacle de quelque nature que ce soit interposé.
Nous définissons LOS (Ligne de mire) ou "ligne de vue", cette ligne de vue directe sans obstacles entre deux points. Cette dernière condition est facilement vérifiable et, dans le cas de distances particulièrement longues, l'utilisation de jumelles est une aide valable. Les obstacles qui peuvent masquer la LOS peuvent être de différentes natures:
- Éléments caractéristiques de la région: montagnes ou collines;
- Palais ou autres bâtiments;
- Les plantes ou les bois;
- Courbure de la terre: seulement à grande distance
Dans une liaison radio, il ne suffit pas de considérer uniquement la LOS, une partie de l'énergie rayonnée est autour d'elle. On peut imaginer cette zone comme un ellipsoïde ou un dirigeable dont l'axe est la LOS elle-même. Cet espace est appelé Zone de Fresnel et ne doit jamais être traversé par des objets ou des éléments énumérés ci-dessus. Si un objet solide tel qu'une monture ou un bâtiment tombe dans cette zone, le signal peut être dévié (par réflexion) et / ou atténué par la puissance (par absorption ou par plusieurs trajets du signal). La zone de Fresnel prend des dimensions variables en fonction de la fréquence et du trajet du signal.
L'image ci-dessus peut représenter l'exemple typique d'une zone de Fresnel non libre, bien que la LOS s'avère être le cas. Les phénomènes de diffraction et de réflexion peuvent dévier une partie du signal d'origine. Comme ces réflexions ne sont jamais en phase, le signal peut être atténué en puissance ou complètement annulé (typique des phénomènes à trajets multiples). La présence de plantes atténue également le signal.
A partir de ces considérations, il est clair que les antennes à «visibilité optique» directe ne garantissent pas théoriquement l'efficacité d'une liaison radio. Des tests pratiques "sur le terrain" ont cependant montré qu'il suffit d'avoir 60% du rayon maximum de la zone de Fresnel exempt d'occlusions pour avoir une liaison efficace et en particulier 60% pour la modulation DSSS et 80% pour le FHSS Spectre à Saut de Frequence.
Le calcul de la zone de Fresnel est utilisé pour dimensionner la position en hauteur des antennes. En cas d'occlusions particulières, il convient d'opter pour le changement de position de l'antenne afin d'avoir au moins 60% du rayon maximum de cette zone libre. Voyons comment effectuer le calcul de la zone de Fresnel en un point donné.
R =17.3 *sqrt((d1*d2)/(f*(d1+d2)))
où:
R: Rayon de la zone de Fresnel exprimé en mètres
d1, d2: Distance de l'obstacle aux antennes exprimée en mètres
f: Fréquence du signal exprimée en Mhz
Par exemple la zone de Fresnel au milieu d'une liaison radio de 2 km, qui transmet à 2.437GHz (canal 802.11b 6) est:
R = 17.31 * sqrt ((1000 * 1000) / (2437 * 2000)) égal à 7.84 m