Зоны Френеля

Для эффективной связи с помощью высокочастотных волн нужно обеспечить беспрепятственную линию прямой видимости между антеннами приемопередатчиков.

Возникает вопрос: сколько же пространства вокруг воображаемой линии прямой видимости должно быть свободно от преград?

При ответе на него удобно использовать такое понятие, как зоны Френеля.

Понятие зон Френеля основано на принципе Гюйгенса, согласно которому каждая точка среды до которой доходит возмущение, сама становится источником вторичных волн, и поле излучения может рассматриваться как суперпозиция всех вторичных волн (волны, отраженные от препятствий, могут как усилить, так и ослабить основную волну).

Применительно к рассматриваемому случаю (радиотрасса), Зоны Френеля предсталяют собой бесконечное количество концентрических эллипсоидов вращения, расположенных вокруг линии прямой видимости. Существенное значение имеют препятствия, попадающие внутрь первой  Зоны Френеля.

Также было установлено, что большая часть энергии сигнала сконцентрирована в так называемой «минимальной зоне», радиус которой в каждой точке линии прямой видимости соответсвует приблизительно 60% от радиуса первой зоны Френеля (по различным данным от 60 до 80%).  Считается, что если в минимальной зоне препятствия отстутствуют, то влиянием от прочих препятствий  (даже попадающих в первую зону Френеля) можно пренебречь.

Радиус сечения эллипсоида первой зоны Френеля в каждой точке трассы может быть рассчитан по формуле:

где R - радиус в метрах, S — расстояние от точки до передатчика в км, D — расстояние от точки до приемника в км (общая длина радиотрассы  S + D), f – несущая частота в ГГц.

Максимальный радиус первой зоны Френеля соответствует точке, находящейся на середине радиотрассы. Радиус зависит от длины трассы и несущей частоты приемопередатчиков.

В качестве примера в таблице приведены расчетные значения максимального радиуса первой зоны Френеля (в метрах) в зависимости от длины трасс и частотных диапазонов.

.