Strefa Fresnela

Strefa Fresnela (czyt. „frenela”) – w radiokomunikacji (także w optyce) obszar propagowania energii sygnału radiowego znajdujący się wzdłuż linii łączącej nadajnik i odbiornik fal. Strefy Fresnela numerowane są liczbami naturalnymi, przy czym energia propagowana wewnątrz strefy pierwszej jest największa, a poza nią (w strefach o indeksach większych od 1) – maleje.

Strefy Fresnela w przestrzeni pozbawionej przeszkód kształtem przypominają elipsoidę obrotową ulokowaną pomiędzy masztami radiowymi nadajnika i odbiornika. Jej kształt zależy od różnych czynników m.in. od częstotliwości. Im wyższa częstotliwość, tym kształt strefy Fresnela jest smuklejszy, zgodnie ze wzorem opisującym promień strefy Fresnela (będący promieniem koła przecinającego elipsoidę) w punkcie P:

$F_{n}={\sqrt {\frac {n\lambda d_{1}d_{2}}{d_{1}+d_{2}}}},$

gdzie:

$F_{n}$ – promień n-tej strefy Fresnela w metrach,

$d_{1}$ – odległość od nadajnika w metrach,

$d_{2}$ – odległość od odbiornika w metrach,

$\lambda$ – długość fali radiowej w metrach.

Przykłady sytuacji, w których znajdujące się wewnątrz pierwszej strefy Fresnela obiekty (od góry: powierzchnia ziemi, pojazdy na drodze, drzewa) wpływać będą niekorzystnie na odbiór fal radiowych

Promień przekroju każdej strefy Fresnela jest najwyższy w środkowej jej części i zmniejsza się do punktu anteny na każdym końcu.

Często użyteczną informacją jest maksymalny promień pierwszej strefy Fresnela. Występuje on w połowie drogi pomiędzy nadajnikiem i odbiornikiem, czyli dla $d_{1}=d_{2},$ wówczas dla $D=d_{1}+d_{2},$ $n=1$ i $\lambda ={\frac {c}{f}}$

gdzie:

$r$ – promień w metrach,

$D$ – odległość w kilometrach,

$f$ – częstotliwość sygnału w GHz.

Obiekty (wzgórza, drzewa, budynki itp.) znajdujące się w strefach Fresnela mają duży wpływ na propagację fali (szczególnie, jeśli znajdują się w strefie pierwszej): im jest ich więcej i im są większe, tym gorsze warunki przesyłu sygnału. Dla łączy o podwyższonej niezawodności działania cały obszar pierwszej strefy Fresnela powinien być wolny od przeszkód.

Następne (druga i kolejne) strefy Fresnela układają się koncentrycznie wokół pierwszej strefy i mają mniejsze znaczenie.

Zobacz też

• Augustin Jean Fresnel
• mikrofale

Bibliografia

• Jarosław Szóstka: Fale i anteny. Warszawa: Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, 2001, s. 368–369. ISBN 83-206-1414-7. (pol.).
• J. Bilbao, E. Bravo, O. Garcia, C. Rebollar i inni. Educational And Mathematical Performance Of Wireless Communication Using Wi-Fi For Different Scenarios. „IJTPE Journal”. 13 (4), s. 243–249, 12 2021. International Organization of IOTPE. ISSN 2077-3528. (ang.).