Zone de Fresnel - Planification des micro-ondes

Dans les communications radio, une zone de Fresnel (/ freɪˈnɛl / fray-nel), est l'un d'un nombre (théoriquement infini) d'ellipsoïdes concentriques qui définissent des volumes dans le diagramme de rayonnement d'une ouverture (généralement) circulaire. Les zones de Fresnel résultent de la diffraction par l'ouverture circulaire. La section transversale de la première zone de Fresnel (la plus interne) est circulaire. Les zones de Fresnel suivantes sont annulaires (en forme de beignet) en coupe transversale et concentriques à la première. La zone de Fresnel porte le nom du physicien Augustin-Jean Fresnel.

Importance des zones de Fresnel
 

Zone de Fresnel micro-ondes et radio

Si elles ne sont pas obstruées, les ondes radio se déplaceront en ligne droite de l'émetteur au récepteur. Mais s'il y a des surfaces réfléchissantes le long du trajet, telles que des plans d'eau ou un terrain lisse, les ondes radio réfléchies sur ces surfaces peuvent arriver soit déphasées, soit en phase avec les signaux qui se déplacent directement vers le récepteur. Les ondes qui se reflètent sur les surfaces dans une zone de Fresnel uniforme sont déphasées avec l'onde à trajet direct et réduisent la puissance du signal reçu. Les ondes qui se reflètent sur les surfaces dans une zone de Fresnel impaire sont en phase avec l'onde à trajet direct et peuvent augmenter la puissance du signal reçu. Parfois, cela aboutit à la conclusion contre-intuitive que la réduction de la hauteur d'une antenne augmente le rapport signal sur bruit.

Fresnel a fourni un moyen de calculer où se trouvent les zones - là où un obstacle donné provoquera principalement des réflexions en phase ou généralement déphasées entre l'émetteur et le récepteur. Les obstacles dans la première zone de Fresnel créeront des signaux avec un déphasage de la longueur du trajet de 0 à 180 degrés, dans la deuxième zone ils seront déphasés de 180 à 360 degrés, et ainsi de suite. Les zones paires ont l'effet d'annulation de phase maximal et les zones impaires peuvent en fait ajouter à la puissance du signal.

Pour maximiser la puissance du récepteur, il faut minimiser l'effet de la perte d'obstruction en supprimant les obstacles de la ligne de visée par radiofréquence (RF LOS). Les signaux les plus forts se trouvent sur la ligne directe entre l'émetteur et le récepteur et se trouvent toujours dans la première zone de Fresnel.

Détermination du dégagement de la zone de Fresnel
 

Zone de Fresnel micro-ondes et radio

Le concept de dégagement de zone de Fresnel peut être utilisé pour analyser les interférences causées par des obstacles proches du trajet d'un faisceau radio. La première zone doit être en grande partie exempte d'obstacles pour éviter d'interférer avec la réception radio. Cependant, une certaine obstruction des zones de Fresnel peut souvent être tolérée. En règle générale, l'obstruction maximale autorisée est de 40%, mais l'obstruction recommandée est de 20% ou moins.

Pour établir des zones de Fresnel, déterminez d'abord la ligne de visée RF (RF LOS), qui en termes simples est une ligne droite entre les antennes d'émission et de réception. On dit maintenant que la zone entourant la ligne de visée RF est la zone de Fresnel.

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