Расчет зоны Френеля

Радиоволна в процессе распространения в пространстве занимает объем в виде эллипсоида вращения с максимальным радиусом в середине пролета, который называют зоной Френеля ( рис. 12.5). Естественные (земля, холмы, деревья) и искусственные (здания, столбы) преграды, попадающие в это пространство, ослабляют сигнал.

увеличить изображение
Рис. 12.5. Зона Френеля

Радиус первой зоны Френеля над предполагаемой преградой может быть рассчитан с помощью формулы

где R - радиус зоны Френеля (м); S, D - расстояние от антенн до самой высшей точки предполагаемого препятствия (км); f - частота (ГГц).

Замечания:

• Обычно блокирование 20% зоны Френеля вносит незначительное затухание в канал. При блокировании свыше 40% затухание сигнала будет уже значительным, следует избегать попадания препятствий на пути распространения.
• Этот расчет сделан в предположении, что земля плоская. Он не учитывает кривизну земной поверхности. Для протяженных каналов следует проводить совокупный расчет, учитывающий рельеф местности и естественные преграды на пути распространения. В случае больших расстояний между антеннами следует стараться увеличивать высоту подвеса антенн, принимая во внимание кривизну земной поверхности.

Пример 12.3

Пусть расстояние между антеннами равно 10 км (см. рис. 12.5), предполагаемое препятствие от правой антенны находится на расстоянии 7 км и беспроводное оборудование работает на шестом канале.

Решение:

Подставив данные S, D и частоту канала из таблицы 12.2 в формулу (12.6), получим:

\[ R = 17,3\sqrt {\frac{1}{{2,437}}\frac{{3 \cdot 7}}{{3 + 7}}} = 16,06м. \]

Следовательно, чтобы затухание сигнала было минимальным, необходимо, чтобы препятствие не заходило в зону Френеля с радиусом 16 м.

Построение антенно-фидерных трактов и радиосистем с внешними антеннами

Задачи по подключению к беспроводному оборудованию дополнительных антенн, усилению мощности передатчика, включению в систему дополнительных фильтров довольно часто встречаются в практике построения беспроводных сетей. И, как правило, на эту тему возникает много вопросов, самыми распространенными из которых являются вопросы о соответствии разъемов на используемом оборудовании и дополнительных кабелях, а также вопросы по расчету полученных систем.

Сразу необходимо отметить, что вынос антенны - дело неблагодарное, так как возникающие при этом негативные факторы, такие как затухание сигнала на кабельных сборках и увеличение уровня паразитных шумов, значительно ухудшают характеристики исходной радиосистемы. Вместе с тем подключенные антенны (особенно с большими коэффициентами усиления) во многом компенсируют все эти негативные факторы, но, несмотря на это, при проектировании все же стараются максимально сократить расстояние от порта активного оборудования точек доступа до вынесенной антенны и по возможности подключить антенну напрямую к точке доступа.

Очень часто бывают случаи, когда необходимо увеличить зону охвата внутри помещений, для этого используют антенны во внутреннем ( indoor ) исполнении. Для связи между домами или районами используют более дорогое оборудование во внешнем ( outdoor ) исполнении.