फ़्रेज़नेल ज़ोन का महत्व इस तथ्य में निहित है कि अच्छी सिग्नल गुणवत्ता सुनिश्चित करने के लिए इसे बाधाओं से मुक्त रखा जाना चाहिए। यदि कोई बाधा फ़्रेज़नेल ज़ोन में हस्तक्षेप करती है, तो सिग्नल क्षीणन और संभवतः ट्रांसमिशन त्रुटियाँ होंगी। जैसे-जैसे सिग्नल की आवृत्ति बढ़ती है और जैसे-जैसे एंटेना के बीच की दूरी बढ़ती है, फ़्रेज़नेल ज़ोन संकीर्ण होता जाता है।

फ़्रेज़नेल ज़ोन का निर्धारण

वायरलेस लिंक में फ़्रेज़नेल ज़ोन निर्धारित करने के लिए, गणना की जाती है जो संचरित सिग्नल की तरंग दैर्ध्य और एंटेना के बीच की दूरी पर विचार करती है। फ़्रेज़नेल ज़ोन की गणना कैसे की जाती है इसकी सामान्य व्याख्या नीचे दी गई है:

1. आवृत्ति और तरंग दैर्ध्य निर्धारित करें

प्रेषित सिग्नल की आवृत्ति को जानता है, जो आमतौर पर वायरलेस उपकरण विनिर्देश में प्रदान किया जाता है। आवृत्ति से, तरंग दैर्ध्य की गणना सूत्र का उपयोग करके की जा सकती है:

तरंग दैर्ध्य (λ) = प्रकाश की गति (सी) / आवृत्ति (एफ)

2. फ़्रेज़नेल ज़ोन की त्रिज्या की गणना करें

सिग्नल पथ के साथ एक बिंदु पर फ़्रेज़नेल ज़ोन की त्रिज्या की गणना निम्न सूत्र का उपयोग करके की जा सकती है:

आर = (एन * λ * डी) / डी

कहाँ:

• • "आर" उस बिंदु पर फ़्रेज़नेल ज़ोन की त्रिज्या है।
  • "एन" फ़्रेज़नेल ज़ोन (ऊपरी या निचला) के प्रकार पर निर्भर एक कारक है।
  • "λ" सिग्नल की तरंग दैर्ध्य है।
  • "डी" एंटेना के बीच की दूरी है।
  • "डी" बिंदु से प्राप्त एंटीना तक की दूरी है (जहां डी = डी 1 + डी 2, जहां डी 1 बिंदु से ट्रांसमिटिंग एंटीना की दूरी है और डी 2 बिंदु से प्राप्त एंटीना तक की दूरी है)।

3. फ़्रेज़नेल ज़ोन के बाधाओं से मुक्त प्रतिशत की गणना करें

लक्ष्य यह सुनिश्चित करना है कि सिग्नल हस्तक्षेप को कम करने के लिए फ़्रेज़नेल ज़ोन का कम से कम 60% बाधाओं से मुक्त हो। इसे फ़्रेज़नेल ज़ोन के वृत्ताकार क्षेत्र की गणना और उसके भीतर बाधा-मुक्त क्षेत्र की जाँच करके प्राप्त किया जा सकता है। यदि बाधा-मुक्त क्षेत्र 60% से कम है, तो कनेक्शन गुणवत्ता में सुधार के लिए अतिरिक्त उपाय किए जाने चाहिए, जैसे एंटेना को स्थानांतरित करना या टावरों की ऊंचाई को समायोजित करना।

यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि, व्यवहार में, अतिरिक्त कारक जैसे वायुमंडलीय क्षीणन, बेहिसाब बाधाओं की उपस्थिति और अन्य प्रभाव सिग्नल प्रसार को प्रभावित कर सकते हैं।

इसलिए, वायरलेस लिंक में फ्रेस्नेल ज़ोन की अधिक सटीक योजना के लिए विशिष्ट प्रसार अध्ययन करने और सिमुलेशन टूल का उपयोग करने की सलाह दी जाती है।

फ़्रेज़नेल ज़ोन गणना उदाहरण

उदाहरण 1

मान लीजिए कि हमारे पास एक ट्रांसमिटिंग एंटीना और एक प्राप्त करने वाले एंटीना के बीच एक वायरलेस लिंक है, और हम इसके पथ के साथ एक बिंदु पर फ़्रेज़नेल ज़ोन की त्रिज्या की गणना करना चाहते हैं। आइए निम्नलिखित डेटा पर विचार करें:

• सिग्नल आवृत्ति: 2.4 गीगाहर्ट्ज (2400 मेगाहर्ट्ज)
• एंटेना के बीच की दूरी: 1 किमी (1000 मीटर)
• बिंदु से प्राप्त एंटीना तक की दूरी: 500 मीटर

चरण 1: तरंग दैर्ध्य की गणना करें।

तरंग दैर्ध्य सूत्र का उपयोग करके प्राप्त किया जा सकता है:

तरंग दैर्ध्य (λ) = प्रकाश की गति (सी) / आवृत्ति (एफ)

प्रकाश की गति लगभग 3 x 10^8 मीटर प्रति सेकंड है।

λ = (3 x 10^8 मीटर/सेकंड) / (2400 x 10^6 हर्ट्ज) ≈ 0.125 मीटर ≈ 12.5 सेमी

चरण 2: फ़्रेज़नेल ज़ोन की त्रिज्या की गणना करें।

सूत्र का उपयोग करना:

आर = (एन * λ * डी) / डी।

मान लीजिए हम ऊपरी फ़्रेज़नेल ज़ोन (n = 1) की त्रिज्या की गणना करना चाहते हैं। इस मामले में, डी = डी1 + डी2 = 500 मीटर (प्राप्त करने वाले एंटीना से दूरी)।

आर = (1 * 0.125 मीटर * 1000 मीटर) / 500 मीटर ≈ 0.25 मीटर ≈ 25 सेमी

इसलिए, उस लिंक बिंदु पर ऊपरी फ़्रेज़नेल ज़ोन की त्रिज्या लगभग 0.25 मीटर या 25 सेमी है।

उदाहरण 2

मान लीजिए कि हमारे पास एक ट्रांसमिटिंग एंटीना और एक रिसीविंग एंटीना के बीच एक वायरलेस लिंक है, और हम रिसीविंग एंटीना के किनारे इलाके की असमानता को ध्यान में रखते हुए, इसके पथ के साथ एक बिंदु पर फ़्रेज़नेल ज़ोन की त्रिज्या की गणना करना चाहते हैं। आइए निम्नलिखित डेटा पर विचार करें:

• सिग्नल आवृत्ति: 5 गीगाहर्ट्ज (5000 मेगाहर्ट्ज)
• एंटेना के बीच की दूरी: 2 किमी (2000 मीटर)
• बिंदु से प्राप्त एंटीना तक की दूरी: 500 मीटर
• प्राप्त एंटीना के किनारे पर भू-भाग ढलान: 20 मीटर

चरण 1: तरंग दैर्ध्य की गणना करें।

सूत्र का उपयोग करना:

तरंग दैर्ध्य (λ) = प्रकाश की गति (सी) / आवृत्ति (एफ)

प्रकाश की गति लगभग 3 x 10^8 मीटर प्रति सेकंड है।

λ = (3 x 10^8 मीटर/सेकंड) / (5000 x 10^6 हर्ट्ज) ≈ 0.06 मीटर ≈ 6 सेमी

चरण 2: फ़्रेज़नेल ज़ोन की त्रिज्या की गणना करें।

सूत्र का उपयोग करना:

आर = (एन * λ * डी) / डी।

मान लीजिए हम ऊपरी फ़्रेज़नेल ज़ोन (n = 1) की त्रिज्या की गणना करना चाहते हैं। इस मामले में, डी = डी1 + डी2 + √(एच1 * एच2), जहां h1 ट्रांसमिटिंग एंटीना के किनारे के इलाके का ढलान है और h2 प्राप्त करने वाले एंटीना के किनारे के इलाके का ढलान है।

डी = 2000 मीटर + 500 मीटर + √(0 * 20 मीटर) ≈ 2500 मीटर

आर = (1 * 0.06 मीटर * 2000 मीटर) / 2500 मीटर ≈ 0.048 मीटर ≈ 4.8 सेमी

इसलिए, इलाके की असमानता को देखते हुए, लिंक के उस बिंदु पर ऊपरी फ़्रेज़नेल ज़ोन की त्रिज्या लगभग 0.048 मीटर या 4.8 सेमी है।

ये सरलीकृत उदाहरण हैं और गणना लिंक विवरण जैसे उपयोग की गई आवृत्ति, दूरी, इलाके के अंतर और अन्य कारकों के आधार पर भिन्न हो सकती है।

अधिक सटीक परिणाम प्राप्त करने के लिए, वायरलेस लिंक की योजना बनाने में विशेष सिमुलेशन टूल या सॉफ़्टवेयर का उपयोग करने की सलाह दी जाती है जो इलाके की असमानता को ध्यान में रखते हैं।

सारांश

वायरलेस लिंक के कार्यान्वयन में, फ़्रेज़नेल ज़ोन वायरलेस संचार स्थापित करने वाले दो एंटेना के बीच दृष्टि की सीधी रेखा के आसपास एक दीर्घवृत्ताकार क्षेत्र है। यह क्षेत्र मल्टीपाथ के प्रभावों का प्रतिकार करने में मदद करता है, जो तब होता है जब सिग्नल अपने मार्ग में बाधाओं के कारण प्रतिबिंबित, विवर्तित या बिखरा हुआ होता है।

फ़्रेज़नेल ज़ोन को ऊपरी भाग और निचले भाग में विभाजित किया गया है। अच्छी सिग्नल गुणवत्ता सुनिश्चित करने के लिए इस क्षेत्र को बाधाओं से मुक्त रखना महत्वपूर्ण है। यदि कोई बाधा फ़्रेज़नेल ज़ोन में हस्तक्षेप करती है, तो सिग्नल क्षीणन और संभावित ट्रांसमिशन त्रुटियां होती हैं।

फ़्रेज़नेल ज़ोन का आकार संचरित सिग्नल की तरंग दैर्ध्य और एंटेना के बीच की दूरी के आधार पर गणना द्वारा निर्धारित किया जाता है। यह इरादा है कि महत्वपूर्ण सिग्नल गिरावट से बचने के लिए फ़्रेज़नेल ज़ोन का कम से कम 60% बाधाओं से मुक्त हो।

फ़्रेज़नेल ज़ोन घने शहरी वातावरण या लंबी दूरी के वायरलेस लिंक में महत्वपूर्ण है, जहां बाधाओं का सामना करने की अधिक संभावना है। एक विश्वसनीय कनेक्शन सुनिश्चित करने के लिए, वायरलेस लिंक के कार्यान्वयन में फ्रेस्नेल ज़ोन की योजना बनाने और अनुकूलन करने के लिए एंटीना स्थानों का उचित चयन, टावर की ऊंचाई का समायोजन और सिमुलेशन टूल का उपयोग जैसी तकनीकों का उपयोग किया जाता है।