Umuhimu wa Eneo la Fresnel liko katika ukweli kwamba ni lazima uhifadhiwe bila vikwazo ili kuhakikisha ubora mzuri wa ishara. Ikiwa vizuizi vyovyote vitaingilia Eneo la Fresnel, kupunguza ishara na ikiwezekana hitilafu za uwasilishaji zitatokea. Eneo la Fresnel hupungua kadiri masafa ya mawimbi yanavyoongezeka na kadri umbali kati ya antena unavyoongezeka.

Uamuzi wa Eneo la Fresnel

Kuamua Eneo la Fresnel katika kiungo cha wireless, mahesabu yanafanywa ambayo yanazingatia urefu wa wimbi la ishara iliyopitishwa na umbali kati ya antena. Ifuatayo ni maelezo ya jumla ya jinsi Eneo la Fresnel linahesabiwa:

1. Kuamua mzunguko na urefu wa wimbi

Hujua marudio ya mawimbi yanayotumwa, ambayo kwa kawaida hutolewa katika vipimo vya vifaa visivyotumia waya. Kutoka kwa mzunguko, urefu wa wimbi unaweza kuhesabiwa kwa kutumia formula:

urefu wa wimbi (λ) = kasi ya mwanga (c) / frequency (f)

2. Kuhesabu radius ya Eneo la Fresnel

Radi ya Eneo la Fresnel katika hatua kando ya njia ya ishara inaweza kuhesabiwa kwa kutumia fomula ifuatayo:

r = (n * λ * d) / D

Wapi:

• • "r" ni eneo la Fresnel Zone wakati huo.
  • "n" ni sababu inayotegemea aina ya Eneo la Fresnel (juu au chini).
  • "λ" ni urefu wa wimbi la ishara.
  • "d" ni umbali kati ya antena.
  • "D" ni umbali kutoka kwa uhakika hadi kwenye antenna ya kupokea (ambapo D = d1 + d2, ambapo d1 ni umbali kutoka kwa uhakika hadi kwenye antenna ya kusambaza na d2 ni umbali kutoka kwa uhakika hadi kwenye antenna ya kupokea).

3. Kokotoa asilimia ya Eneo la Fresnel lisilo na vikwazo

Lengo ni kuhakikisha kwamba angalau 60% ya Eneo la Fresnel haina vikwazo ili kupunguza kuingiliwa kwa ishara. Hii inaweza kupatikana kwa kuhesabu eneo la duara la Fresnel Zone na kuangalia eneo lisilo na kizuizi ndani yake. Ikiwa eneo lisilo na vizuizi ni chini ya 60%, hatua za ziada lazima zichukuliwe, kama vile kuhamisha antena au kurekebisha urefu wa minara, ili kuboresha ubora wa unganisho.

Ni muhimu kutambua kwamba, katika mazoezi, mambo ya ziada kama vile kupungua kwa anga, kuwepo kwa vikwazo visivyojulikana na madhara mengine yanaweza kuathiri uenezi wa ishara.

Kwa hiyo, ni vyema kufanya tafiti maalum za uenezi na kutumia zana za kuiga kwa upangaji sahihi zaidi wa Eneo la Fresnel katika kiungo cha wireless.

Mifano ya hesabu ya Eneo la Fresnel

Mfano wa 1

Tuseme tuna kiungo kisichotumia waya kati ya antena inayotuma na antena inayopokea, na tunataka kukokotoa radius ya Fresnel Zone kwa uhakika kwenye njia yake. Wacha tuzingatie data ifuatayo:

• Masafa ya mawimbi: 2.4 GHz (2400 MHz)
• Umbali kati ya antena: 1 km (mita 1000)
• Umbali kutoka kwa uhakika hadi kupokea antenna: mita 500

Hatua ya 1: Kuhesabu urefu wa wimbi.

Urefu wa wimbi unaweza kupatikana kwa kutumia formula:

urefu wa wimbi (λ) = kasi ya mwanga (c) / frequency (f)

Kasi ya mwanga ni takriban 3 x 10 ^ 8 mita kwa sekunde.

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

Hatua ya 2: Kuhesabu radius ya Eneo la Fresnel.

Kwa kutumia formula:

r = (n * λ * d) / D.

Tuseme tunataka kuhesabu radius ya Fresnel Zone ya juu (n = 1). Kwa kesi hii, D = d1 + d2 = mita 500 (umbali wa antena ya kupokea).

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

Kwa hiyo, radius ya Eneo la juu la Fresnel kwenye hatua hiyo ya kiungo ni takriban mita 0.25 au 25 cm.

Mfano wa 2

Tuseme tuna kiungo cha wireless kati ya antenna ya kusambaza na antenna inayopokea, na tunataka kuhesabu radius ya Eneo la Fresnel kwa hatua kando ya njia yake, kwa kuzingatia kutofautiana kwa ardhi ya eneo kwenye upande wa antenna inayopokea. Wacha tuzingatie data ifuatayo:

• Masafa ya mawimbi: 5 GHz (5000 MHz)
• Umbali kati ya antena: 2 km (mita 2000)
• Umbali kutoka kwa uhakika hadi kupokea antenna: mita 500
• Mteremko wa ardhi upande wa antenna ya kupokea: mita 20

Hatua ya 1: Kuhesabu urefu wa wimbi.

Kwa kutumia formula:

urefu wa wimbi (λ) = kasi ya mwanga (c) / frequency (f)

Kasi ya mwanga ni takriban 3 x 10 ^ 8 mita kwa sekunde.

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

Hatua ya 2: Kuhesabu radius ya Eneo la Fresnel.

Kwa kutumia formula:

r = (n * λ * d) / D.

Tuseme tunataka kuhesabu radius ya Fresnel Zone ya juu (n = 1). Kwa kesi hii, D = d1 + d2 + √(h1 * h2), ambapo h1 ni mteremko wa ardhi kwenye upande wa antena ya kusambaza na h2 ni mteremko wa ardhi kwenye upande wa antena ya kupokea.

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

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

Kwa hiyo, radius ya Eneo la juu la Fresnel katika hatua hiyo ya kiungo, kwa kuzingatia kutofautiana kwa ardhi ya eneo, ni takriban mita 0.048 au 4.8 cm.

Hii ni mifano iliyorahisishwa na hesabu zinaweza kutofautiana kulingana na maelezo ya kiungo kama vile marudio ya kutumika, umbali, tofauti za ardhi na mambo mengine.

Ili kupata matokeo sahihi zaidi, ni vyema kutumia zana za kuiga au programu maalumu katika kupanga viungo visivyotumia waya ambavyo vinazingatia usawa wa ardhi.

Muhtasari

Katika utekelezaji wa viungo vya wireless, Eneo la Fresnel ni eneo la ellipsoidal karibu na mstari wa moja kwa moja wa kuona kati ya antena mbili zinazoanzisha mawasiliano ya wireless. Eneo hili husaidia kukabiliana na madhara ya njia nyingi, ambayo hutokea wakati ishara inaonyeshwa, inapotoshwa au kutawanyika kutokana na vikwazo katika njia yake.

Eneo la Fresnel limegawanywa katika sehemu ya juu na ya chini. Ni muhimu kuweka eneo hili bila vikwazo ili kuhakikisha ubora mzuri wa mawimbi. Ikiwa vikwazo vyovyote vinaingilia Eneo la Fresnel, kupungua kwa ishara na hitilafu zinazowezekana za maambukizi hutokea.

Ukubwa wa Eneo la Fresnel imedhamiriwa na mahesabu kulingana na urefu wa wimbi la ishara iliyopitishwa na umbali kati ya antena. Inakusudiwa kuwa angalau 60% ya Eneo la Fresnel lisiwe na vikwazo ili kuepuka uharibifu mkubwa wa ishara.

Eneo la Fresnel ni muhimu katika mazingira mnene ya mijini au viungo visivyotumia waya vya umbali mrefu, ambapo kuna uwezekano mkubwa wa kukumbana na vikwazo. Ili kuhakikisha muunganisho unaotegemeka, mbinu kama vile uteuzi sahihi wa maeneo ya antena, urekebishaji wa urefu wa mnara, na matumizi ya zana za kuiga hutumika kupanga na kuboresha Eneo la Fresnel katika utekelezaji wa viungo visivyotumia waya.