Vùng Fresnel là gì?
Vùng Fresnel là một trong chuỗi các vùng hình elip đồng tâm nằm giữa máy phát và máy thu trong một liên kết vô tuyến. Vùng Fresnel thứ nhất là quan trọng nhất: nếu vật cản lấn vào vùng này, tín hiệu phản xạ từ chúng có thể đến lệch pha so với tín hiệu trực tiếp và gây ra nhiễu triệt tiêu. Để có một liên kết tầm nhìn thẳng (line-of-sight) ổn định, các kỹ sư hướng đến việc giữ ít nhất 60% vùng Fresnel thứ nhất thông thoáng, không bị che chắn bởi cây cối, đồi núi hay công trình xây dựng.
Cách sử dụng máy tính này
Nhập tần số của liên kết theo GHz, số thứ tự vùng (dùng 1 cho vùng đầu tiên và quan trọng nhất), cùng hai khoảng cách tính từ điểm vật cản: d1 (khoảng cách đến ăng-ten 1) và d2 (khoảng cách đến ăng-ten 2), cả hai tính bằng kilômét. Bán kính đạt giá trị lớn nhất tại điểm giữa đường truyền, nơi d1 bằng d2, vì vậy đây thường là điểm bạn cần kiểm tra. Máy tính sẽ trả về bán kính vùng Fresnel theo mét, bán kính thông thoáng 60% trên thực tế, và bước sóng tín hiệu.
Giải thích công thức
Bán kính được tính theo $$r = \sqrt{\dfrac{n\,\lambda\,d_1\,d_2}{d_1 + d_2}}$$ với mọi độ dài đều tính bằng mét. Bước sóng \(\lambda\) bằng tốc độ ánh sáng chia cho tần số. Tần số càng thấp và liên kết càng dài thì vùng Fresnel càng lớn, đồng nghĩa bạn cần độ thông thoáng theo phương đứng nhiều hơn so với địa hình.
Ví dụ minh họa
Hãy xét một liên kết 2,4 GHz với hai ăng-ten cách nhau 2 km, kiểm tra tại điểm giữa nên \(d_1 = d_2 = 1\) km. Bước sóng vào khoảng 0,1249 m. Bán kính vùng thứ nhất là $$\sqrt{\frac{1 \times 0{,}1249 \times 1000 \times 1000}{2000}} \approx 7{,}9\ \text{m}$$ và độ thông thoáng 60% được khuyến nghị là khoảng 4,74 m.
Câu hỏi thường gặp
Tại sao lại là 60% độ thông thoáng? Giữ thông thoáng 60% vùng Fresnel thứ nhất giúp duy trì gần như trọn vẹn cường độ tín hiệu, đồng thời là một mục tiêu thực tế và tiết kiệm chi phí khi triển khai ngoài hiện trường.
Nên dùng số thứ tự vùng nào? Dùng \(n = 1\) cho việc lập kế hoạch thông thường. Các vùng cao hơn được dùng trong phân tích nhiễu xạ nâng cao.
Công thức này có tính đến độ cong của Trái Đất không? Không — nó chỉ cho bán kính Fresnel hình học. Với các liên kết dài, bạn cũng nên cộng thêm độ thông thoáng do độ phồng của Trái Đất.
