Что такое зона Френеля?
Зона Френеля — это одна из серии вложенных эллипсоидальных областей между передатчиком и приёмником в радиолинии. Самая важная из них — первая зона Френеля: если в неё попадают препятствия, отражённые от них сигналы могут приходить в противофазе с прямым сигналом и вызывать деструктивную интерференцию. Чтобы линия прямой видимости работала надёжно, инженеры стремятся оставить свободными не менее 60% первой зоны Френеля — без деревьев, холмов и зданий.
Как пользоваться калькулятором
Введите частоту линии в ГГц, номер зоны (для первой и самой критичной зоны укажите 1), а также два расстояния от точки препятствия: d1 (расстояние до антенны 1) и d2 (расстояние до антенны 2) — оба в километрах. Радиус максимален в середине трассы, где d1 равно d2, поэтому именно эту точку обычно и проверяют. Калькулятор выдаёт радиус зоны Френеля в метрах, практический радиус просвета 60% и длину волны сигнала.
Разбор формулы
Радиус вычисляется как \( r = \sqrt{\dfrac{n \cdot \lambda \cdot d_1 \cdot d_2}{d_1 + d_2}} \), где все длины выражены в метрах. Длина волны \( \lambda \) равна скорости света, делённой на частоту. Чем ниже частота и длиннее трасса, тем больше зона Френеля, а значит, тем больший просвет над рельефом местности вам потребуется.
Пример расчёта
Возьмём линию на 2,4 ГГц с антеннами, разнесёнными на 2 км, и проверим середину трассы, где d1 = d2 = 1 км. Длина волны составляет около 0,1249 м. Радиус первой зоны равен $$\sqrt{\frac{1 \times 0{,}1249 \times 1000 \times 1000}{2000}} \approx 7{,}9\ \text{м},$$ а рекомендуемый просвет 60% — около 4,74 м.
Частые вопросы
Почему именно 60% просвета? Свободные 60% первой зоны Френеля сохраняют практически полную мощность сигнала и при этом остаются разумной, экономически оправданной целью в полевых условиях.
Какой номер зоны выбрать? Для обычного планирования используйте n = 1. Зоны более высокого порядка применяются в углублённом анализе дифракции.
Учитывает ли калькулятор кривизну Земли? Нет — он даёт только геометрический радиус Френеля. Для протяжённых трасс следует дополнительно учитывать запас на «выпуклость» Земли.
