Die belangrikheid van die Fresnel-sone lê daarin dat dit vry van hindernisse gehou moet word om goeie seinkwaliteit te verseker. Indien enige struikelblokke met die Fresnel-sone inmeng, sal seinverswakking en moontlik transmissiefoute voorkom. Die Fresnel-sone vernou soos die seinfrekwensie toeneem en soos die afstand tussen die antennas toeneem.

Bepaling van die Fresnelsone

Om die Fresnel-sone in 'n draadlose skakel te bepaal, word berekeninge gemaak wat die golflengte van die uitgesaaide sein en die afstand tussen die antennas in ag neem. Hieronder is 'n algemene verduideliking van hoe die Fresnelsone bereken word:

1. Bepaal die frekwensie en golflengte

Ken die frekwensie van die gestuurde sein, wat gewoonlik in die draadlose toerustingspesifikasie verskaf word. Van die frekwensie kan die golflengte bereken word deur die formule te gebruik:

golflengte (λ) = spoed van lig (c) / frekwensie (f)

2. Bereken die radius van die Fresnelsone

Die radius van die Fresnelsone by 'n punt langs die seinpad kan met behulp van die volgende formule bereken word:

r = (n * λ * d) / D

Waar:

• • "r" is die radius van die Fresnelsone op daardie punt.
  • "n" is 'n faktor wat afhanklik is van die tipe Fresnelsone (boonste of onderste).
  • "λ" is die golflengte van die sein.
  • "d" is die afstand tussen die antennas.
  • “D” is die afstand vanaf die punt na die ontvangsantenna (waar D = d1 + d2, waar d1 die afstand vanaf die punt na die uitsaaiantenna is en d2 die afstand vanaf die punt na die ontvangsantenna is).

3. Bereken die persentasie van die Fresnelsone vry van hindernisse

Die doelwit is om te verseker dat ten minste 60% van die Fresnel-sone vry is van hindernisse om seininterferensie te minimaliseer. Dit kan bereik word deur die sirkelvormige area van die Fresnel-sone te bereken en die hindernisvrye area daarbinne na te gaan. Indien die hindernisvrye area minder as 60% is, moet bykomende maatreëls getref word, soos die verskuiwing van antennas of die verstelling van die hoogte van torings, om verbindingskwaliteit te verbeter.

Dit is belangrik om daarop te let dat, in die praktyk, bykomende faktore soos atmosferiese verswakking, die teenwoordigheid van onverklaarbare struikelblokke en ander effekte seinvoortplanting kan beïnvloed.

Daarom is dit raadsaam om spesifieke voortplantingstudies uit te voer en simulasie-instrumente te gebruik vir meer presiese beplanning van die Fresnel-sone in 'n draadlose skakel.

Fresnel Sone berekening voorbeelde

Voorbeeld 1

Gestel ons het 'n draadlose skakel tussen 'n uitsaaiantenna en 'n ontvangsantenna, en ons wil die radius van die Fresnelsone by 'n punt langs sy pad bereken. Kom ons kyk na die volgende data:

• Seinfrekwensie: 2.4 GHz (2400 MHz)
• Afstand tussen antennas: 1 km (1000 meter)
• Afstand van punt tot ontvangsantenna: 500 meter

Stap 1: Bereken die golflengte.

Die golflengte kan verkry word deur die formule:

golflengte (λ) = spoed van lig (c) / frekwensie (f)

Die spoed van lig is ongeveer 3 x 10^8 meter per sekonde.

λ = (3 x 10^8 m/s) / (2400 x 10^6 Hz) ≈ 0.125 meter ≈ 12.5 cm

Stap 2: Bereken die radius van die Fresnel-sone.

Gebruik die formule:

r = (n * λ * d) / D.

Gestel ons wil die radius van die boonste Fresnelsone (n = 1) bereken. In hierdie geval, D = d1 + d2 = 500 meter (afstand na die ontvangsantenna).

r = (1 * 0.125 m * 1000 m) / 500 m ≈ 0.25 meter ≈ 25 cm

Daarom is die radius van die boonste Fresnelsone by daardie skakelpunt ongeveer 0.25 meter of 25 cm.

Voorbeeld 2

Gestel ons het 'n draadlose skakel tussen 'n uitsaaiantenna en 'n ontvangsantenna, en ons wil die radius van die Fresnelsone by 'n punt langs sy pad bereken, met inagneming van die ongelykheid van die terrein aan die kant van die ontvangsantenna. Kom ons kyk na die volgende data:

• Seinfrekwensie: 5 GHz (5000 MHz)
• Afstand tussen antennas: 2 km (2000 meter)
• Afstand van punt tot ontvangsantenna: 500 meter
• Terreinhelling aan die kant van die ontvangsantenna: 20 meter

Stap 1: Bereken die golflengte.

Gebruik die formule:

golflengte (λ) = spoed van lig (c) / frekwensie (f)

Die spoed van lig is ongeveer 3 x 10^8 meter per sekonde.

λ = (3 x 10^8 m/s) / (5000 x 10^6 Hz) ≈ 0.06 meter ≈ 6 cm

Stap 2: Bereken die radius van die Fresnel-sone.

Gebruik die formule:

r = (n * λ * d) / D.

Gestel ons wil die radius van die boonste Fresnelsone (n = 1) bereken. In hierdie geval, D = d1 + d2 + √(h1 * h2), waar h1 die helling van die terrein aan die kant van die uitsaaiantenna is en h2 die helling van die terrein aan die kant van die ontvangsantenna is.

D = 2000 m + 500 m + √(0 * 20 m) ≈ 2500 m

r = (1 * 0.06 m * 2000 m) / 2500 m ≈ 0.048 meter ≈ 4.8 cm

Daarom is die radius van die boonste Fresnelsone by daardie punt van die skakel, met inagneming van die ongelykheid van die terrein, ongeveer 0.048 meter of 4.8 cm.

Hierdie is vereenvoudigde voorbeelde en berekeninge kan wissel na gelang van skakelbesonderhede soos gebruik frekwensie, afstande, terreinverskille en ander faktore.

Om meer akkurate resultate te verkry, is dit raadsaam om simulasie-instrumente of sagteware te gebruik wat gespesialiseer is in die beplanning van draadlose skakels wat die ongelykheid van die terrein in ag neem.

Opsomming

In die implementering van draadlose skakels is die Fresnel-sone 'n ellipsoïdale gebied rondom die direkte siglyn tussen twee antennas wat draadlose kommunikasie tot stand bring. Hierdie area help om die uitwerking van multipad teë te werk, wat plaasvind wanneer die sein gereflekteer, gebuig of verstrooi word as gevolg van hindernisse in sy pad.

Die Fresnel-sone word in 'n boonste en 'n onderste deel verdeel. Dit is van kardinale belang om hierdie area vry van hindernisse te hou om goeie seinkwaliteit te verseker. Indien enige struikelblokke met die Fresnel-sone inmeng, vind seinverswakking en moontlike transmissiefoute plaas.

Die grootte van die Fresnel-sone word bepaal deur berekeninge gebaseer op die golflengte van die uitgesaaide sein en die afstand tussen die antennas. Daar word beoog dat ten minste 60% van die Fresnel-sone vry van hindernisse moet wees om beduidende seinagteruitgang te vermy.

Die Fresnel-sone is belangrik in digte stedelike omgewings of langafstand draadlose skakels, waar struikelblokke meer geneig is om teëgekom te word. Om 'n betroubare verbinding te verseker, word tegnieke soos behoorlike keuse van antenna-liggings, aanpassing van toringhoogtes en die gebruik van simulasiegereedskap gebruik om die Fresnel-sone in die implementering van draadlose skakels te beplan en te optimaliseer.