透過 MCP 連接 →

輸入計算

數學公式

廣告

結果

Fresnel Zone Radius (zone 1)
7.9
障礙點處的半徑(公尺)
60% 淨空半徑 4.74 m
波長 0.1249 m

什麼是菲涅耳區?

菲涅耳區(Fresnel zone)是無線電鏈路中,發射端與接收端之間一連串同心的橢球形區域。其中第一菲涅耳區最為關鍵:若有障礙物侵入這個區域,從障礙物反射回來的訊號可能與直達訊號相位相反,造成破壞性干涉,導致訊號衰減。為了確保視線傳播(line-of-sight)鏈路穩定可靠,工程師通常會讓第一菲涅耳區至少保持 60% 的範圍不受樹木、山丘、建築物等障礙物阻擋。

Elliptical Fresnel zone between two antenna towers with an obstacle below the line of sight
The Fresnel zone is the elliptical region around the direct line of sight between two antennas.

如何使用本計算器

請依序輸入鏈路的頻率(GHz)、區數(規劃時請填 1,代表最重要的第一菲涅耳區),以及從障礙點到兩端天線的兩段距離:d1(到天線 1 的距離)與 d2(到天線 2 的距離),單位皆為公里。半徑在路徑中點(即 d1 等於 d2 之處)達到最大值,因此通常會以中點作為檢查點。計算器會回傳以公尺表示的菲涅耳區半徑、實務上採用的 60% 淨空半徑,以及訊號波長。

公式說明

半徑公式為 $$r = \sqrt{\frac{n \cdot \lambda \cdot d_1 \cdot d_2}{d_1 + d_2}}$$ 式中所有長度單位皆為公尺。波長 \(\lambda\) 等於光速除以頻率。頻率越低、鏈路越長,菲涅耳區就越大,也就意味著訊號路徑需要與地形保持更大的垂直淨空。

Advertisement
Diagram showing distances d1 and d2 from antennas to a point and the zone radius r
The radius r is largest at the midpoint, where d1 equals d2.

實例演算

假設有一條 2.4 GHz 的鏈路,兩端天線相距 2 公里,並以路徑中點為檢查點,因此 \(d_1 = d_2 = 1\) 公里。此時波長約為 0.1249 公尺。第一菲涅耳區半徑為 $$\sqrt{\frac{1 \times 0.1249 \times 1000 \times 1000}{2000}} \approx 7.9 \text{ 公尺}$$ 而建議的 60% 淨空約為 4.74 公尺。

常見問題

為什麼是 60% 淨空?保持第一菲涅耳區 60% 的範圍淨空,幾乎可保留全部的訊號強度,同時在實地施工中也是切合實際、又兼顧成本的目標。

區數該填多少?一般規劃使用 \(n = 1\) 即可。較高的區數通常用於進階的繞射分析。

有考慮地球曲率嗎?沒有,本計算器只提供幾何上的菲涅耳半徑。長距離鏈路還應額外加上地球凸起(earth bulge)所需的淨空。

最後更新: