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ⓘ Zona di Fresnel




Zona di Fresnel
                                     

ⓘ Zona di Fresnel

In ottica la zona di Fresnel è uno degli infiniti ellissoidi che definiscono il volume di radiazione di unonda elettromagnetica. Essa prende il nome dal fisico Augustin-Jean Fresnel, studioso di ottica e dei principali fenomeni quali la rifrazione, riflessione, diffrazione e noto anche per la lente di Fresnel.

Il calcolo delle zone di Fresnel è particolarmente utile nellambito delle radiocomunicazioni per la definizione della bontà di un collegamento a radiofrequenza come ad es. un ponte radio, definendo il disturbo causato da eventuali ostacoli nel cammino fisico tra trasmettitore e ricevitore.

                                     

1.1. Descrizione Principio

Unonda elettromagnetica si propaga in un mezzo lungo la direttrice tra trasmettitore e ricevitore. Durante il percorso essa incontra ostacoli che generano multipath fading ovvero una serie di riflessioni e attenuazioni che causano ritardi e sfasamenti che vanno a influenzare in maniera costruttiva o distruttiva il segnale finale che giunge al ricevitore. Ostacoli presenti nella prima zona causano ad esempio ritardi da 0° a 180°, nella seconda zona da 180° a 360°, e così via. In pratica le zone "dispari" causano interferenza costruttiva, mentre le "pari" causano interferenza distruttiva.

                                     

1.2. Descrizione Determinazione della zona di Fresnel n-esima

Una volta tracciata la linea di vista, cioè il segmento che congiunge il dispositivo trasmettitore con il ricevitore, la n-esima zona di Fresnel si calcola con la seguente:

F n = n λ d 1 d 2 d 1 + d 2 {\displaystyle F_{n}={\sqrt {\frac {n\lambda d_{1}d_{2}}{d_{1}+d_{2}}}}}

dove:

  • F n = il raggio delln-esima zona di Fresnel, in metri
  • n = indice delle zone di Fresnel n = 1.2.3.
  • d 1 = la distanza sulla linea di vista del generico punto P dal trasmettitore, in metri
  • d 2 = la distanza sulla linea di vista del generico punto P dal ricevitore, in metri
  • λ {\displaystyle \lambda } = la lunghezza donda, in metri.

Il raggio della sezione circolare della prima zona di Fresnel n = 1 al centro della linea di vista è

F 1 = 17.32 1 f d 1 d 2 d {\displaystyle F_{1}=17.32{\sqrt

dove:

  • F 1 = raggio della sezione circolare, in metri
  • d = distanza totale, d 1 + d 2, in chilometri
  • f = frequenza di trasmissione, in gigahertz.

Nella pratica questo significa che un ostacolo che si trova allinterno della zona di Fresnel, posto al di sotto o al di sopra della linea di vista, pur non ostruendo visivamente la visione tra trasmettitore e ricevitore, è comunque in grado di causare alterazioni della trasmissione di segnali in radiofrequenza.