Fresnel zonas nozīme ir tajā, ka tai jābūt brīvai no šķēršļiem, lai nodrošinātu labu signāla kvalitāti. Ja kādi šķēršļi traucē Fresnel zonai, radīsies signāla vājināšanās un, iespējams, pārraides kļūdas. Fresnela zona sašaurinās, palielinoties signāla frekvencei un palielinoties attālumam starp antenām.

Fresneļa zonas noteikšana

Lai noteiktu Fresnela zonu bezvadu savienojumā, tiek veikti aprēķini, kas ņem vērā pārraidītā signāla viļņa garumu un attālumu starp antenām. Tālāk sniegts vispārīgs paskaidrojums par to, kā tiek aprēķināta Fresnela zona:

1. Nosakiet frekvenci un viļņa garumu

Zina pārraidītā signāla frekvenci, kas parasti ir norādīta bezvadu aprīkojuma specifikācijā. No frekvences viļņa garumu var aprēķināt, izmantojot formulu:

viļņa garums (λ) = gaismas ātrums (c) / frekvence (f)

2. Aprēķiniet Fresnela zonas rādiusu

Fresnela zonas rādiusu punktā gar signāla ceļu var aprēķināt, izmantojot šādu formulu:

r = (n * λ * d) / D

Kur:

• • “r” ir Fresnela zonas rādiuss šajā punktā.
  • “n” ir faktors, kas ir atkarīgs no Fresnel zonas veida (augšējā vai apakšējā).
  • “λ” ir signāla viļņa garums.
  • “d” ir attālums starp antenām.
  • “D” ir attālums no punkta līdz uztveršanas antenai (kur D = d1 + d2, kur d1 ir attālums no punkta līdz raidošajai antenai un d2 ir attālums no punkta līdz uztveršanas antenai).

3. Aprēķiniet Fresnela zonas bez šķēršļiem procentuālo daudzumu

Mērķis ir nodrošināt, lai vismaz 60% no Fresnel zonas būtu brīvi no šķēršļiem, lai samazinātu signāla traucējumus. To var panākt, aprēķinot Fresnel zonas apļveida laukumu un pārbaudot tajā brīvo zonu. Ja bezšķēršļu zona ir mazāka par 60%, ir jāveic papildu pasākumi, piemēram, antenu pārvietošana vai torņu augstuma regulēšana, lai uzlabotu savienojuma kvalitāti.

Ir svarīgi atzīmēt, ka praksē signāla izplatīšanos var ietekmēt papildu faktori, piemēram, atmosfēras vājināšanās, nepamanītu šķēršļu klātbūtne un citi efekti.

Tāpēc ir vēlams veikt specifiskus izplatīšanās pētījumus un izmantot simulācijas rīkus precīzākai Fresnel zonas plānošanai bezvadu savienojumā.

Fresneļa zonas aprēķinu piemēri

Piemērs 1

Pieņemsim, ka mums ir bezvadu savienojums starp raidīšanas antenu un uztveršanas antenu, un mēs vēlamies aprēķināt Fresnela zonas rādiusu punktā tās ceļā. Apskatīsim šādus datus:

• Signāla frekvence: 2.4 GHz (2400 MHz)
• Attālums starp antenām: 1 km (1000 metri)
• Attālums no punkta līdz uztverošajai antenai: 500 metri

1. darbība: aprēķiniet viļņa garumu.

Viļņa garumu var iegūt, izmantojot formulu:

viļņa garums (λ) = gaismas ātrums (c) / frekvence (f)

Gaismas ātrums ir aptuveni 3 x 10^8 metri sekundē.

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

2. darbība: aprēķiniet Fresnela zonas rādiusu.

Izmantojot formulu:

r = (n * λ * d) / D.

Pieņemsim, ka mēs vēlamies aprēķināt augšējās Fresneļa zonas rādiusu (n = 1). Šajā gadījumā, D = d1 + d2 = 500 metri (attālums līdz uztverošajai antenai).

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

Tāpēc augšējās Fresnela zonas rādiuss šajā savienojuma punktā ir aptuveni 0.25 metri vai 25 cm.

Piemērs 2

Pieņemsim, ka mums ir bezvadu savienojums starp raidīšanas antenu un uztveršanas antenu, un mēs vēlamies aprēķināt Fresnela zonas rādiusu punktā gar tās ceļu, ņemot vērā reljefa nelīdzenumus uztverošās antenas pusē. Apskatīsim šādus datus:

• Signāla frekvence: 5 GHz (5000 MHz)
• Attālums starp antenām: 2 km (2000 metri)
• Attālums no punkta līdz uztverošajai antenai: 500 metri
• Reljefa slīpums uztvērējas antenas pusē: 20 metri

1. darbība: aprēķiniet viļņa garumu.

Izmantojot formulu:

viļņa garums (λ) = gaismas ātrums (c) / frekvence (f)

Gaismas ātrums ir aptuveni 3 x 10^8 metri sekundē.

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

2. darbība: aprēķiniet Fresnela zonas rādiusu.

Izmantojot formulu:

r = (n * λ * d) / D.

Pieņemsim, ka mēs vēlamies aprēķināt augšējās Fresneļa zonas rādiusu (n = 1). Šajā gadījumā, D = d1 + d2 + √ (h1 * h2), kur h1 ir reljefa slīpums raidošās antenas pusē un h2 ir reljefa slīpums uztverošās antenas pusē.

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

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

Tāpēc augšējās Fresneļa zonas rādiuss šajā saites punktā, ņemot vērā reljefa nelīdzenumus, ir aptuveni 0.048 metri jeb 4.8 cm.

Šie ir vienkāršoti piemēri, un aprēķini var atšķirties atkarībā no saites detaļas, piemēram, izmantotās frekvences, attālumiem, reljefa atšķirībām un citiem faktoriem.

Lai iegūtu precīzākus rezultātus, vēlams izmantot simulācijas rīkus vai programmatūru, kas ir specializējusies bezvadu saišu plānošanā, ņemot vērā reljefa nelīdzenumus.

Kopsavilkums

Bezvadu savienojumu ieviešanā Fresnela zona ir elipsoidāls apgabals ap tiešo redzamības līniju starp divām antenām, kas veido bezvadu sakarus. Šis apgabals palīdz novērst daudzceļu ietekmi, kas rodas, kad signāls tiek atstarots, izkliedēts vai izkliedēts šķēršļu dēļ tā ceļā.

Fresnela zona ir sadalīta augšējā un apakšējā daļā. Lai nodrošinātu labu signāla kvalitāti, ir ļoti svarīgi, lai šī zona nebūtu šķēršļu. Ja kādi šķēršļi traucē Fresnela zonai, rodas signāla vājināšanās un iespējamas pārraides kļūdas.

Fresnela zonas lielumu nosaka aprēķini, pamatojoties uz pārraidītā signāla viļņa garumu un attālumu starp antenām. Ir paredzēts, ka vismaz 60% no Fresnel zonas ir brīvi no šķēršļiem, lai izvairītos no būtiska signāla pasliktināšanās.

Fresnel zona ir svarīga blīvā pilsētvidē vai tālsatiksmes bezvadu saitēs, kur ir lielāka iespēja saskarties ar šķēršļiem. Lai nodrošinātu uzticamu savienojumu, Fresnel zonas plānošanai un optimizēšanai bezvadu saišu ieviešanā tiek izmantotas tādas metodes kā pareiza antenu atrašanās vietu izvēle, torņu augstuma regulēšana un simulācijas rīku izmantošana.