Fona De Fresnel

Se llama zona de Fresnel al volumen de espacio entre el emisor de una onda -electromagnética, acústica, etc.- y un receptor, de modo que el desfase de las ondas en dicho volumen no supere los 180º.

Así, la fase mínima se produce para el rayo que une en línea recta al emisor y el receptor. Tomando su valor de fase como cero, la primera zona de Fresnel abarca hasta que la fase llegue a 180º, adoptando la forma de un elipsoide de revolución. La segunda zona abarca hasta un desfase de 360º, y es un segundo elipsoide que contiene al primero. Del mismo modo se obtienen las zonas superiores.

La obstrucción máxima permisible para considerar que no hay obstrucción es el 40% de la primera zona de Fresnel. La obstrucción máxima recomendada es el 20%. Para el caso de radiocomunicaciones depende del factor K (curvatura de la tierra) considerando que para un K=4/3 la primera zona de fresnel debe estar despejada al 100% mientras que para un estudio con K=2/3 se debe tener despejado el 60% de la primera zona de Fresnel.

Para establecer las zonas de Fresnel, primero debemos determinar la línea de vista de RF, que de forma simple, es la línea recta que une los focos de las antenas transmisora y receptora.

La fórmula genérica de cálculo de las zonas de Fresnel es:

Donde:

• = radio del cráneo de Fresnel en metros (n=1,2,3...).

• = distancia desde el transmisor al objeto en metros.

• = distancia desde el objeto al receptor en metros.

• = longitud de onda de la señal transmitida en metros.

¿Y qué son las zonas de Fresnel?

Hablando un poco académicamente «zona de Fresnel se le llama al volumen de espacio entre emisor y receptor RF de manera que el desfase entre las ondas en dicho volumen no supere los 180º

TX (Transmisor de radio), RX (Receptor de radio)

Es decir, cuando transmitimos algo en tierra (es decir, no estamos en el espacio) tenemos rebotes en el suelo. Los rebotes pueden contribuir positivamente a la recepción de la señal en el caso de que lleguen en fase y negativamente si llegan en contrafase.

Fresnel definió una zona que hay que tener en cuenta además de tener, como indicaba en el punto 3), visibilidad directa entre antenas. Realmente definió una serie de zonas. La zona 1 contribuye positivamente a la propagación de la onda, la segunda negativamente, la tercera positivamente, la cuarta negativamente, y así sucesivamente. Es decir, las impares contribuyen positivamente y las pares negativamente. Además, la primera zona concentra el 50% de la potencia de la señal por lo que debemos procurar que llegue lo más integra posible al receptor.

¿Y cómo puedo llevar a la práctica la teoría de Fresnel para conseguir el máximo alcance de mis dispositivos RF?

Pues es sencillo. Debemos mantener despejado, al menos, el 80% de la primera zona de Fresnel. Fijémonos en el siguiente dibujo:

En color gris se representa a la primera zona de fresnel. Es decir para conseguir comunicarnos a una distancia D con una señal portadora de frecuencia f, debemos conseguir que la altura r de la primera zona de Fresnel (o al menos el 80% de r) esté libre de obstáculos.

O visto desde otro escenario, imáginemos que estamos en el desierto en ausencia de cualquier tipo de edificio, árbol u obstaculo entre emisor y receptor. El fabricante nos dice que el alcance máximo de un dispositivo son X metros. ¿Cual es la distancia respecto al suelo a la que hemos de colocar las antenas para conseguir no entorpecer al menos el 80% de la primera zona de fresnel y conseguir el máximo alcance?

Pues si aplicamos la fórmula de ahí arriba (D en Km, r en metros, f en Ghz) nos sale que si un fabricante nos dice que la distancia máxima de su dispositivo que trabaja por ejemplo a 2.4Ghz (una frecuencia común en los teléfonos inhalambricos) es de:

300 metros, implica que las antenas tienen que estar como mínimo a 2.45 metros de altura respecto al suelo.

1.6 kilómetros, implica que las antenas tienen que estar por lo menos a 5.65 metros de altura respecto al suelo.

8 kilómetros, implica que las antenas tienen que estar por lo menos a 12.64 metros de altura respecto al suelo.

16 kilómetros, implica que las antenas tienen que estar por lo menos a 17.88 metros de altura respecto al suelo.

Características

Usos

Para que sirve saberlas

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